浅谈电子信息系统机房的设计与维护<br/>——以武汉市仁义社区住宅休息平台改造设计为例

浅谈电子信息系统机房的设计与维护
——以武汉市仁义社区住宅休息平台改造设计为例

2018-01-25李亚茹陕西华亿建筑装饰工程股份有限公司项目经理工程师

中国建筑装饰装修 2018年5期

李亚茹陕西华亿建筑装饰工程股份有限公司项目经理、工程师

引言

21世纪是一个信息爆炸的时代，庞大的数据化数据量迫切需要相对稳定可靠的运行场所来满足数据运算处理和运维监控的需要，电子信息系统机房正是伴随着电子信息系统的发展而形成并不断进步的。

现代计算机机房主要指2000年以后的电子信息系统机房，不仅仅需要考虑机房日常的供电和制冷，还要从如何才能提高机房的可用性，使机房使用起来灵活，并且后期扩展升级成本低，运行起来好管理等方面出发来规划机房不同功能区的布局，使得设备更加标准化。现代机房的IT设备工作时间基本是连续的，常常需要保持数月甚至整年不停机。在高热密度的机房环境下，气流组织的合理分布和制冷方式能够极大提升机房的能源效率。

作为现代化的电子信息系统机房，我们不仅仅要关注其供电建设怎样更为稳定可靠的供电，保证设备的正常运行；机房环境工程必须达到防尘、放静电、防火、防雷、防水、防鼠、防虫害等一系列的要求。同时，注重电子信息系统机房的节能指标已是世界性的发展趋势，计算机的效能比（PUE）是在相当长时期内影响机房建设技术走向的核心要素。如何降低机房的PUE值是我国电子信息系统机房建设所面临的最大问题。

1 机房建设及维护标准和规范

GB/T 2887-2011《电子计算机场地通用规范》

GB/T 9361-2011《计算机场地安全要求》

GB/T 50174-2008《电子信息系统机房设计规范》

GB/T 50462-2001《电子信息系统机房施工及验收规范》

2 电子信息系统机房构建

2.1 机房装修

机房装修主要是针对机房吊顶、墙面和地板工程，为达到防尘防静电的效果，机房装修材料应该选用不易起尘、光洁不积灰的防火材料。

正规的机房墙面用铝塑板或者是彩钢板都可以，如果是简易的机房，用乳胶漆刷墙也是可以的。金属微孔板可以吸音，用它来做机房的吊顶，还可以起到防尘、防静电的良好效果。机房的地板，为了防止工作人员的出入与维护时产生静电，一定要用防静电的地板来铺设，并在铺设地板的地面上刷环氧树脂漆，以达到不起尘之功效。为降低机房冷量的损失，同时防止因温差问题产生的结露现象，以最大程度的节省能源，对于温度要求严格的机房，一般需要对机房内墙面、楼面结构采取保温隔热措施，选用机房专用空调送风并采用如下保温措施来提高房间的热工效率。

(1)墙面保温：墙面基层中采用离心玻璃棉保温板。

(2)地面保温：考虑到专用空调送风，地板下地面上贴橡塑保温层。

(3)顶面保温：考虑到专用空调均选用下送风、上回风的形式，故在铝合金吊顶上做玻璃（或石棉）保温层吊顶。

对于选用大楼辅助空调送风的区域一般仅采用墙面保温措施来提高房间的热功效率。

2.2 机房配电系统

是机房工程最重要的系统，是关系机房能否高效稳定运行的核心部分。

(1)每个机房都必须要备用UPS电源，并且UPS电源不能和其他设备电源的配电柜混用，要给它设置专用的柜子。它的电源是从大楼电源运用专线直接接入的。接入到UPS电源的输入箱（柜），然后通过独立专线接入各UPS设备，再通过独立专线接入UPS电源输出箱（柜）。

(2)机房动力供电，主要指机房内空调等重要负荷的供电。一般由大楼电源直接输出两路到机房内进行末端切换，再通过机房动力配电柜输出到相关设备。

(3)机房照明供电，主要为机房区域内照明灯具、辅助电源插座等供电，机房供电由楼层市电供电箱直接供给，功率相对较小。辅助插座一般采用5孔15A的就足够了，每十多平方米左右设置一组。每个电源插座都有配置漏电保护开关。

2.3 机房消防报警系统

机房消防系统是保证机房安全不可缺少的环节，发生火灾时能第一时间发出报警信号的火灾报警系统，火灾一旦发生，不仅要求立即示警察更重要的是要迅速启动消防灭火系统。阻止火灾的蔓延扩大。火灾报警系统：由火灾报警探测器、火灾报警控制器、手动报警按钮和声光警号组成。温感探测器是探测温度的，一旦发生火灾，温度必然会升高。光有温度没有烟度，是不能确定有火灾的，因此，为了识别准确，还和烟感探测器配合使用。当某一机房区域的烟感、温感探测器同时报警时，火灾报警控制器输出报警信号，此时，防护区内等候多时的声光报警器就会立马启动，接到报警信号的人员就会迅速组织相关人员按照消防逃生通道进行撤离，并切断动力电源，停止空调新风等设备的运行。报警系统经过设定时间的报警延时后，系统自动启动（或手动）气体灭火设备释放灭火气体完成灭火任务，并将信号网传至火灾报警控制器。

目前，常用的机房消防灭火系统有七氟丙烷灭火系统、气溶胶灭火系统、烟络尽以及高压细水雾等。

(1)七氟丙烷通常人们又叫它HFC-227ea，它是一种无色无味的气体，通常状态下它既不导电，也没有腐蚀性，不会对设备进行腐蚀，并且它最大的好处是灭火速度极快。在灭火时，产生的薄雾浓度只有8%，不会对人体产生任何伤害。同时，其喷射产生产生的薄雾不会严重影响机房的能见度，有利于人员的逃生。目前，七氟丙烷气体火火为电子信息系统机房应周最广泛的火灾灭火系统。

(2)气溶胶灭火速度很高，并且气溶胶价格低，成本费用小。但是由于其在灭火时会释放白色粉末，能见度低，有时会影响人员逃生，同时其含盐成分会一定程度的降低空气电阻率，对电子设备存在潜在的威胁，所以对重要的机房应用不多。近年来，随着气溶胶成分的改变，以上缺点在逐步减少，相信不久，气溶胶将作为中小型机房最常见的灭火系统。

(3)高压细水技术是一种新型灭火技术，它具有高效、无污染的优点，并且对人和设备无损害，但是系统的专业性很强，施工和维护的要求都很高，因此，现在没有得到广泛应用。

(4)烟络灭火剂和高压细水技术一样，是一种绿色灭火剂，用它灭火时环保，不会产生任何分解物，灭火区域温度变化小，可见度无影响，但是使用的时候噪声很大，它必须在高压状态下存储，高压存储的危险性很大，并且施工要求很高，这种灭火剂造价贵，因此，现在应用的也不多。

2.4 机房照明系统

包含一般照明，机房事故照明，机房应急照明三种。

(1)一般照明主要光源采用高效节能荧光灯。

(2)事故照明供电要与机房一般照明分开，要专线专用或者用蓄电池供电。常用的是UPS或者有些灯具是自带蓄电池的可以用来做事故照明。

(3)当机房发生火灾时，正常的一切电源就会切断，人员逃散又不可能没有照明，这时就要用到应急照明，应急照明就是指通道疏散照明，主机房疏散照明的照明度虽然很低，但是最低照度值不应低于5lx,其他区域通道的照明相对要高些，但是最低也不应低于5lx。

2.5 机房UPS系统

机房的电源要求是两路电源供电，正常运行时，由市电电源供电，当市电停电时，启用备用电源供电。发电机作为应急的供电措施，并配置UPS不间断电源系统作为计算机设备及网络通信设备的供电电源。UPS设备一般包含整流、储能、变换和开关控制四个组成部分。整流部分起到稳压的作用，储能电池除了存储能量，还可以消除整流器传过来的脉冲信号，从而保证这中间段电压的稳定。变换部分负责将整流或电池的电压变换成交流电，变换成的交流电的幅度和频率是按照需要事先规定好的。

2.6 机房环境监控系统

机房环境检控主要是对机房内的供配电进行检控，看是否正常供电，是否有异常情况发生；对UPS进行监控，对机房内的空调进行监控，监控机房内的温度、湿度是否在规定的范围内；对消防、保安进行监控，监控到一旦出现异常在第一时间内以电话、短信、电子邮件等多种报警方式及时通知相关人员进行处理，从而为各类应用系统提供正常的运行环境并减轻机房管理人员的负担。

机房环境监控系统一般分为三个层次：1、现场监控站：数据库和网络服务组件与现场监控软件安装在现场的某台电脑上，用于监控现场设备的运行情况并且能通过网络将现场的情况实时传送给远端监控站。2、远端监控站：一般安装在管理人员办公室的电脑中，管理人员坐在自己的办公室就能实时浏览现场的各种信息，以便对现场的设备进行控制。3、智能探测网络：连接现场监控站和远端监控站之间的纽带，现场的各种视频、数据要通过此网络传输给远端监控站。

2.7 机房空调系统

由于计算机机房内计算机设备、网络设备和各种设备在长期不间断的运行工作，消耗电能的同时会产生许多热能，还有照明设备和其他发热设备产生的热量，这类热量积累起来会对机房产生一定的温升。如果不能有效缓解机房的热量，就有可能造成机房温度过高，影响设备运行甚至造成火灾。对于重要的机房，我们不仅要考虑温度问题，而且要考虑机房湿度，空气质量。

机房专用空调不同于家用空调，它具有长时间运行、断电重启、恒温恒湿等性能。它还应具有大容量、小焓差。两级过滤（可使机组送出的冷气满足洁净要求。）可靠性高等特点。

2.8 机房接地系统

设立机房接地系统有利于将危及人身或设备的电流易于流到大地，确保机房的安全。同时接地系统有利于增强电源设备以及用电设备的电磁屏蔽效果，确保服务器、存储、交换机等各类电子设备获得尽可能高的电磁兼容性。

2.9 机房KVM系统

KVM系统：就是机房内的鼠标、键盘、显示器等外设装置，在机房内不用每台电脑都配置一套KVM，有一套就足够了，通过管理软件，可以将这套设备在各计算机间进行切换，对机房内的所有计算机进行操作，这样就可以免去操作人员进入机房在多台计算机间进行插拔连接的麻烦。

3 电子信息系统机房运行管理与维护

3.1 机房内软件的管理

电脑上的操作系统，各种应用程序、操作软件、数据库等都属于软件系统。软件的管理者要定期对数据库进行备份，备份和原数据最好存在不同的磁盘上，为了防止计算机受到病毒的感染，还要定期的对计算机的杀毒软件进行升级对病毒进行检查，发现病毒及时处理。作为服务器的计算机一般不得访问外网，不能安装无关软件，使用外来存储设备时，一定要事先进行杀毒处理。