IDC机房建设与规划探讨

雷明慧

【摘要】随着互联网用户的迅速增长和企业信息化过程的加速以及电子商务的逐渐成熟，IDC的发展将有极大的空间，IDC机房的建设成为当务之急。

【关键词】机房；规划；建设

Discussion on construction and planning of IDC computer room

Lei Ming-hui

（Tianyuan Credit Suisse communications technology Limited by Share LtdXi'anShaanxi710075）

【Abstract】With the rapid growth of Internet users and the acceleration of enterprise information process and the gradual maturity of e-commerce，there will be great room for the development of IDC，and the construction of IDC engine room will become a top priority.

【Key words】Computer room；Planning；Construction

前言：本文论述了IDC机房的建设与规划，主要介绍机房装修、规划布局、供配电、机房专用空调、综合布线、环境监控、视频监控、机房消防、防雷接地、机房KVM等。

1. IDC机房概述

近年来，伴随着互联网的爆炸式增长及通信新兴业务的推广，中国IDC市场规模保持着30%以上的年增长率[1]。随着IDC业务的快速发展，与之配套的机房建设也快速发展。IDC机房建设涉及建筑结构、机房工艺、空气调节、给水排水、供配电系统、消防安全等多种专业，本文从以上几个方面对IDC机房的建设进行概述。

2. IDC机房规划

（1）IDC機房建设一般分为4个阶段，规划设计，建设或改造，验收移交，运营维护等[2]。其中规划设计是整个建设周期最重要的环节，它确立了IDC机房的业务范围、土建需求、投资规模、运营维护成本等。所以必须对IDC机房进行详细的规划布局。

（2）IDC机房规划时，需要作出详细的业务规划、机房使用规划、动力需求规划、制冷系统规划等。IDC机房的业务定位确定后，根据技术、设备的应用发展，确定机房的动力规划、制冷系统规划，机房布局规划等。IDC机房的局址要与城市建设的总体规划相适应。要选择地形平坦、地质良好的地段，避开地震断裂带、避开强电、磁场干扰和易受洪水淹灌的地区。要考虑交通、供水、供电方便，尽可能选择能充分利用自然冷源的区域。

（3）IDC机房主要功能由主机房、辅助区、支持区和相应的办公管理区等组成。

（4）主机房区：主要用于电子信息处理、存储、交换和传输设备的安装和运行的建筑空间，包括服务器机房、网络机房、存储机房等功能区域。

（5）支持区：支持并保障完成信息处理过程和必要的技术作业的场所，包括变配电室、柴油发电机房、不间断电源系统室、电池室、空调机房、动力站房、消防设施用房、消防和安防控制室等。

（6）辅助区：用于电子信息设备和软件的安装、调试、维护、运行监控和管理的场所，包括客户接待区、客户操作区、监控室、大客户休息区、会议室等。

（7）办公管理区：用于日常行政管理及客户对托管设备进行管理的场所，包括工作人员办公室、门厅、值班室、盥洗室、更衣间和用户工作室等。

3. IDC机房建设内容

3.1机房装修。

IDC机房装修材料应以安全为主，装饰为辅。装修材料应为不燃或难燃，隔音效果比较好的新型材料[3]，且不易产生灰尘。应选用气密性好、不起尘、易清洁、符合环保要求、在温度和湿度变化作用下变形小、具有表面静电耗散性能的材料。不得使用强吸湿性材料及未经表面改性处理的高分子绝缘材料作为面层。机房的室内装修工程主要包括吊顶、隔断墙、门、窗、墙壁装修、地面、活动地板的装修及其他室内作业。铺设防静电地板应具有良好的防静电、防老化及防龟裂性能。隐蔽工程（如地板下、吊顶上、假墙、夹层内）在封口前必须先除尘，进行清洁处理，暗处表层应能保持长期不起尘、不起皮、不龟裂。机房所有管线穿墙处的截口必须做防尘处理，然后对缝隙必须用密封材料填堵。

3.2机房布局。

IDC机房启用前要做好机房的总体规划，包括：机房的功能定位；楼层走线洞的用途；机房平面区域划分及布局规划、设备安装位置及安装顺序；机房走线架及走线路由规划；电源设备的安装位置及分配；以及机房专用空调的位置、送风方式、供电方式；机柜应选择采用正面吸风、背面或顶面排风结构的设备等等。

3.3机房供配电。

（1）机房供配电系统包括IDC设备配电和辅助设备配电两部分。供电质量的好坏，将直接影响到弱电系统设备的正常、可靠的运行。这种影响主要来自电网的电压、电流、频率的变化以及供电质量[4]。

（2）IDC机房供电负荷一般按一类重要负荷设计，分别从两个变电所引接两路标准市电专线，和一路发电机组接入，满足IDC机房设备的需求并实现自动切换。 IDC机房设备应由专用配电变压器或专用回路供电，变压器宜采用干式变压器。IDC机房设备应由UPS电源系统供电，UPS系统普遍采用在线式双变换“N+1”并联冗余或“N+1”并联冗余双总线的供电方式。UPS系统输出的配电方案通常采用单总线配电或双总线配电，UPS系统应有自动和手动旁路装置。配置的后备柴油发电机的容量应包括UPS电源系统、空调和制冷设备的基本容量及应急照明和关系到生命安全等需要的负荷容量。

（3）IDC机房内供电采用两路电源供电，一路为机房辅助用电，主要供应照明、维修插座、空调等非UPS用电；一路为UPS输入回路，供机房内UPS设备用电。两路电源各成系统并能实现切换备份的功能（机房交流供配电示意图见图1）。

（4）系统配电要求采用专业配电柜，要求具有防浪涌、防雷击过流保护能力，配电柜内采用质量可靠的电源防雷器。配电柜内应设置电流表、电压表、频率表，以便检查电源电压、电流、三相间平衡关系和电源输出频率变化。配电柜内应根据计算机设备及辅助设备的不同要求，设置中线和接地线。设备安装运行后零地电位差不大于2V。配电柜绝缘性能应符合国家标准要求不小于0.5MΩ。

3.4机房照明。

（1）IDC应采用光效高、显色性好三基色T5或T8直管细管径荧光灯、紧凑型荧光灯或LED灯。

（2）机房内设正常照明和应急照明。在正常情况下，正常照明与应急照明全部由市电供电；当市电发生故障时，仅维持应急照明，此时应急照明电源由UPS供电。

（3）照度要求：主机房照度不小于500Lx；值班室、接待室普通照明不少于200Lx；应急照明度不低于30Lx；照度应均匀，避免炫光。工作区内一般照度的均匀度（最低照度与平均照度之比）不宜小于0.7，非工作区域内的一般照明照度值不宜低于工作区域内一般照明照度值的1/3。电子计算机房故障照明照度为一般照度的1/10，安全出口标志灯照度不低于0.5Lx。

（4）支持区和行政管理区的照度标准值应按现行国家标准《建筑照明设计标准》（GB50034）的相关规定。

3.5机房防雷接地。

（1）IDC机房内应采用TN-S接地系统。IDC机房的交流工作接地、安全保护接地、防雷接地、防静电接地、屏蔽接地等应采用联合接地，接地电阻要求小于1欧姆。

（2）机房电源防雷：一般采用三级防雷，分别在大楼配电室安装一级防雷器，在楼层配电室安装二级防雷器，在机房进线端安装第三级防雷器，如有特别敏感的设备需要特别保护，则还需要配置防雷电源插座。所有的防雷器必须使用相应线径的铜芯电线连接到最近的等电位网，通过等电位网接入地网中。连接铜芯电缆的线径要求：第一级要求线径达到50mm2以上；第二级要求线径达到30 mm2以上；第三级要求线径达到16 mm2以上。

（3）机房信号防雷：与电源防雷一样，通讯网络的防雷主要采用通讯避雷器防雷。通常根据通讯线路的类型、通讯频带、线路电平等选择通讯避雷器，将通讯避雷器串联在通讯线路上，并要有良好的接地线[5]。

（4）机房应采用下列几种接地方式：

交流工作接地，接地电阻应小于1欧姆；计算机系统安全保护接地电阻以及静电接地电阻小于4欧姆；直流接地电阻小于或等于1欧姆；防雷保护接地系统接地电阻小于10欧姆；零地电压应小于1伏。机房内设备采用综合接地，要求接地电阻小于1欧姆。所有电气设备、金属门、窗及金属构件、电缆外皮均应与专用接地保护线可靠连接。

4. 机房空调

（1）IDC设备在运行过程中，机柜的散热量大且集中，热负荷强度高，约在3000～7000W/机柜。IDC机房内常见的有风管上送风、架空地板下送风等多种送风方式。机房空调的送风量宜满足机房换气次数≥30次/h，为维持机房内的正压要求，通信机房需补充新风。

（2）机房空调宜采用大风量、小焓差、高顯热比的恒温恒湿空调，机房需补充新风，新风设备宜设置过滤网和电动调节阀。

（3）机房空调冷源分为风冷、水冷、冷冻水、乙二醇、冷冻水双冷源（直接蒸发式冷却与冷冻水的组合）等，满足IDC设备的需要。

（4）当机房内专用空调机组数量较多时（N≥6台），应通过空调机组群控软件，实现对空调系统的节能控制，监测主设备的实时散热量，动态调节空调的制冷量，精确控制空调开启与关闭的数量，使空调始终处于合理的最佳工作状态，节约空调能源消耗，延长空调压缩机使用寿命。

（5）机房的空调设备及数据设备均应根据设备的散热需求合理布置，宜将冷风直接送达服务器的进风口，回风气流应能够顺畅回至空调机，减少在机房内的滞留时间。

（6）机房空调系统布置时宜遵循“先冷设备、后冷环境”（围护结构冷负荷占15%左右）的原则， 改造机房宜采用精确送风的气流组织方式，以节省空调能耗。

IDC机房空气环境设计根据《电子计算机机房设计规范》（GB50174-2008）[6]的参数：

主机房温度（开机时）：23±1℃ 主机房相对湿度（开机时）：40%～55%

主机房温度（停机时）：5～35℃ 主机房相对湿度（停机时）：40%～70%

洁净度：粒度≥0.5μm、个数≤18000粒/L3

温度变化率≤5℃/h不得结露

5. 机房环境监控

5.1IDC机房应安装机房动力环境监控系统。机房动力环境监控系统宜采用集散或分布式网络结构。系统应易于扩展和维护，并应具备显示、记录、控制、报警、分析和提示功能。机房动力环境监控系统实时监视IDC设备及环境的工作状态及运行参数；对被监控设备能下达控制和监测命令，实现多点多事件告警功能；以多种形式反映系统实时运行情况，具有故障自诊断功能；能实现远程访问及远程维护功能；具有多种接口，便于与其他系统对接等功能；具有强大的智能化分析及辅助决策功能等。

5.2机房动力环境监控系统监控内容主要包括：（1）重要电力供电回路的开关状态、故障、电流和电压等参数；（2）UPS的运行状态、故障和电压等参数；（3）发电机、变压器的运行状态；（4）恒温恒湿空调机组的运行状况和相关参数；（5）蓄电池电压、充放电电流、电池温度；（6）机房温、湿度；（7）机房漏水报警。

6. 视频监控系统

（1）IDC机房内、门口、主要走道及其他重要部位应安装摄像机监视，根据客户需求，重要机架及机柜可单独设摄像机监视。IDC机房设备愈来愈多，为满足工作需要，提高机房环境管理的安全性，应采用先进的智能化、数码化技术建立管理平台，对机房保安报警系统、门禁系统、闭路电视监控系统、机房设备等进行统一管理。视频监控系统将统一到机房环境监控系统中进行管理。

（2）IDC机房应采用IP高清摄像机，便于监控访问，按照不同等级和区域设定不同的分组巡视，实现机房的安全管理。客户端可以实现C/S和B/S以及手机等方式浏览图像，提高视频监控监控的便利性及安全性。

7. 综合布线系统

（1）综合布线系统不同于有源设备，在IDC机房投入运营后，任何的缆线路由变更将变得十分困难。因此需要根据机房的规划，做好综合布线系统的合理布置，同时要考虑机房设备的扩容及技术的发展，统一考虑综合布线的规划。主机房、辅助区、支持区和行政管理区应根据功能要求划分成若干工作区，工作区内信息点的数量应根据机房等级和用户需求进行配置。

（2）综合布线系统在设计上采用树状星型结构，以支持目前和将来各种网络不断发展的应用。同时，通过跳线和不同网络设备的跳接，实现各种不同逻辑、拓扑结构的网络架构[7]。满足最新的布线系统标准。在设计中，充分考虑到系统的可靠性，所使用的模块、线缆，能够满足IDC设备的长期应用要求，可以兼容不同厂商和不同的设备需求，同时还能够通过不同的传输介质传输语音、数据、图像、视频、控制等信号，并支持目前及今后常见的数据、语音及控制设备厂商的应用系统。

（3）IDC机房布线系统由布线和支持空间两部分，布线包括主配线区、水平配线区、区域配线区和设备配线区组成。支持空间包含进线间、电信间、行政管理区、辅助区和支持区。

8. KVM系统

KVM系统是一项先进的硬件解决方案，可协助用户通过由单一健盘（Keyboard）、显示器（Video）及鼠标（Mouse）所组成的控制端，轻松访问并集中管理机房内的服务器群。KVM系统对数据中心机房的空间及信息环境进行统一管理，降低能源消耗、节省机架与机房空间，避免多余的键盘、显示器及鼠标所造成的杂乱。提高人工效率，减少人员编制和费用支出（节省时间、空间与电力消耗），工作效率更高。

9. 机房消防系统

（1）IDC机房、电池电力室（含UPS和电池室）、变配电房和发电机房应设置洁净气体自动灭火系统。气瓶间宜设在机房外，为网管式结构，在房顶或吊顶上设置喷嘴。设置火灾报警系统，提高对火灾的防范能力。

（2）消防系统是在中心机房所有系统中较为特殊的系统，消防系統必须严格按照相关消防规范和中心机房的要求设计和建设[8]。电子计算机机房的设备主要是精密电气设备和仪表等，使用水、泡沫灭火和干粉灭火剂容易造成计算机系统电气短路和记录介质污染，引起二次灾害，所以机房内的灭火剂严禁使用水、泡沫灭火和干粉灭火剂，而要选用气体灭火剂，如七氟丙烷等。

10. 结束语

随着IDC设备的不断演进、更新，设备的功能、功耗、安装方式的不断变化，IDC机房建设的也在不断发展。IDC机房作为基础设施，要在整体规划设计，绿色、节能、安全等多方面进行整体考虑，并随着IDC机房设备技术的不断推陈出新，将在自动化、智能化等方面有更大发展，使得机房规划和建设更加安全、可靠、简单和实用，满足人们生活和工作。

参考文献

[1]《中国IDC行业现状调研及发展前景分析报告（2015～2020年）》，报告编号：1521639.

[2]孙丽玫，刘洪.数据中心机房规划与布局[J].电信工程技术与标准化，2012（4）：59～62.

[3]李振宇.谈数据中心（IDC）机房建设与规划[J].数字通信世界，2015（09）：115～116.

[4]董 毅编著.计算机机房配电与安装[M].重庆：重庆大学出版社，2010.

[5]俞国锋，陈田军.数据中心机房供配电方案探讨[J].建筑电气，2015（09）：38～47.

[6]GB50174-2008.电子计算机机房设计规范[S].

[7]王延松.数据中心标准制定研究进展综述[J].电子质量，2015（03）：49～53+56.

[8]江燕.数据中心机房节能减排技术研究[J].黑龙江科技信息，2015（14）：24.

[文章编号]1619-2737（2017）05-06-506