、前言
计算机机房设计与施工的优劣,直接关系到机房内计算机系统是否能够稳定可靠地运行,是否能够保证各类信息通畅无阻。
● 计算机机房既要保障机房设备安全可靠地运行,延长计算机系统使用寿命,又能为系统 管理员创造一个舒适的环境。能够满足系统管理员对温度,湿度,洁净度场羌强度,安全防护,电源配电,和防雷接地的要求,所以一个现代化的机房是一个高度可靠性,舒适实用,节能高效和具有可扩展性的机房;
● 政务中心机房承载整个政务中心的大脑和神经中枢,是政务中心网络、存储中心,是保障政务中心的正常运行的关键。
而承载这些系统的机房物理基础设施:UPS、空调、配电、机柜,监控等 则是整个系统中重中之重。选择高可靠性、高可用性、节能环保的物理基础设施是关键。
隶属于世界三大电力集团之一Schneider Electric(施耐德)集团的公司是全球最大的关键电源和制冷系统的机房物理基础设施供应商,能真正为用户提供安全可靠、节能的整体解决方案,让用户得到: 更专业、更全面、更有效 的一站式服务。
1.1 设计原则
数据中心是数据信息计算、交换和存储的中心,出现在企业及Internet网络中数据交换最集中的地方。它应具备丰富的带宽资源、安全可靠的机房设施、高水平的网络管理和完备的增值服务。因此数据中心的设计必须满足当网络的各项需求,又需要满足面向未来快速增长的发展需求,因此必须是高质量的、灵活的、开放的。根据我公司对数据中心基础设施建设的基本原则和经验,结合IT设施现状和需求,对数据中心进行了规划,在规划时遵循以下设计原则:
提供机柜级别解决方案。
本机房具有刀片式服务器、机架式服务器和小型机设备,安装在标准的42U服务器机柜(网络布线机柜)或独立的柜体里面。不同于传统的塔式设备,必须为标准42U服务器机柜(网络机柜)和独立的柜体提供机柜级别的解决方案。满足机柜内各种负载的配电、散热的需要。
绿色环保,节能减排。
机房设计必须遵循高效、节能、环保的要求,采取合理的基础设施系统,如UPS模块化N+X冗余,机柜的冷热通道布局等提高系统的运行效率。采用新型冷媒,降低氟里昂对大气臭氧层的破坏。
总体经济性。
提出机房经济学的概念。需要考虑整体寿命周期中的建设、运行、扩容、管理和维护的总成本。综合评判建设采购成本和今后运行扩容成本,不能简单看初期采购成本。
技术先进性和产品成熟性。
考虑到机房使用寿命多为5-10年,因此必须使用较为先进的技术和产品,不能新机房使用落后的产品。同时也要考虑产品的成熟性,不能采用刚上市还处于改进阶段的产品。起码要上市2年以上的经过市场运行考验的产品。
可扩容性。
基础设施的设计要求可根据今后负载的增加,方便的进行UPS输出功率、电池后备时间、配电回路、机柜、制冷容量的在线扩容。特别是要满足机柜的制冷扩容要求。
可用性,
要求达到至少5个9的不间断供电、配电和制冷的总体可用性,而不能简单的只是供电的可用性。保证每台IT设备都能得到安全的、稳定的、不间断的电源供应和散热能力。
可管理性。
要求对UPS、电池、配电柜、空调、机柜内温度湿度、噪音、露点、风速、漏水、洁净度等环境其他参数实现网络集中监控管理报警功能。
可维护性。
用户最好能自我维护,自我管理。自动管理系统能够提供预报警功能,在电池寿命、配电回路过载、温度湿度过高、三相负载不平衡等潜在危险降临之前发出报警提示,提醒用户尽快整改,避免断电、过温停机等更大事故发生。
1.2 数据中心项目规划设计主要内容
数据中心机房项目的主要内容包括:
1. 数据中心平面布局规划设计
2. 数据中心机柜系统
1. 数据中心配电系统设计
2. 数据中心空调系统设计
3. 数据中心综合布线系统设计
4. 数据中心集中监控系统设计
5. 防雷接地系统设计(暂不在我司范围,由合作单位完成)
6. 数据中心装修系统设计(暂不在我司范围,由合作单位完成)
7. 数据中心消防系统设计(暂不在我司范围,由合作单位完成)
1.3 设计规范
(GB 50174-2017)《电子计算机机房设计规范》
(GB/T 2887-2014)《计算机机房场地通用规范》
(GB/T 2887-2015)《计算机机房场地安全要求》
(SJ/T3003-2017)《电子计算机机房施工及验收规范》
(BMB3---2016)《处理涉密信息的电磁屏蔽室的技术要求和测试方式》
(GB50054-2016)《低压配电设计规范》
(GB50052-2017)《供配电系统设计规范》
(IEC62040)《不间断电源设备》
(SD 126-2014)《电力系统谐波管理暂行规定》
IEC《不间断电源技术性能标定方法和试验要求》
(GB 50034-2014)《工业企业照明设计标准》
(GBJ19-2014)《采暖通风与空气调节设计规范》
(GBJ16-2016)《建筑设计防火规范》
(GBJ59045-2016)《高层民用建筑设计防火规范》
(JGJ73-2014)《建筑装饰工程施工及验收规范》
(GB50222-2014)《建筑内部装修设计防火规范》
(GB15763.1-2015)《建筑用安全玻璃》
(GB/50313-2015)《消防通信指挥系统设计规范》
(GA308-2001)《安全防范系统验收规则》
(GB/T50314-2016)《智能建筑设计标准》
(ANSI/TIA-942-A-2015)《Telecommunications Infrastructure Standard for Data Centers》
(ANSI/BICSI002-2015)《Data Center Design and Implementation Best Practices》
方案建议
1.4 项目概况
中心机房项目概况如下:
政务中心机房位于某大厦5楼,机房规划面积约为长20m*宽7.5m=150㎡
规划部署24个42U标准机柜(网络机柜+服务器机柜),
机房内的楼层设计承重量: ? 吨/㎡。大楼顶楼为?楼。
1.5 业主基本要求
● 建设一个可以满足5-8年发展需要的数据中心。
● 数据中心的安全性高。
● 数据中心的高可用性、能实现快速扩容和随需而变的部署设备。
● 降低数据中心在整个寿命周期内的总体拥有成本(投资成本+运维成本)。
● 满足特殊应用的需求。例如大容量存储设备,高算等设备。
● 建设一个符合现代IT发展需求的现代数据中心。
● 数据中心设计和建设重点考虑低碳、环保节能方面, 构建绿色、节能型数据中心。
● 机房区域功能区分化。
● 一站式综合解决方案。
● 采用双电源供电。
1.6 方案设计思路和原则
● 依据国标(GB50174-2008 )A级机房标准设计和实施。保障数据中心的安全性和可用性高达99.997%。
● 采用模块化设计理念,从机柜级--机柜行-功能分区--机房级整体标准化、模块化设计实施。满足数据中心快速扩容灵活性的需求。
● 技术先进性和产品成熟性,考虑到机房使用寿命多为8-10年,因此必须使用较为先进的技术和产品,不能在新机房使用落后的产品。同时也要考虑产品的成熟性,不能采用刚上市还处于改进阶段的产品。起码要上市5-8年以上的经过市场运行考验的产品和方案。
● 可管理性。要求对UPS、电池、配电柜、空调、机柜内温度湿度、噪音、露点、风速、漏水、洁净度等环境其他参数实现网络集中监控管理报警功能。
● 可维护性。用户最好能自我维护,自我管理。自动管理系统能够提供预报警功能,在电池寿命、配电回路过载、温度湿度过高、三相负载不平衡等潜在危险降临之前发出报警提示,提醒用户尽快整改,避免断电、过温停机等更大事故发生。
● 绿色环保,节能减排。机房设计必须遵循高效、节能、环保的要求,采取合理的基础设施系统。
● 总体经济性。提出机房经济学的概念。需要考虑整体寿命周期中的建设、运行、扩容、管理和维护的总成本。综合评判建设采购成本和今后运行扩容成本,不能简单看初期采购成本。
方案设计
政务中心机房的基础物理设施:采用模块化数据中心解决方案,模块化数据机房是一套完整的数据机房解决方案,集机柜、配电、制冷、监控、综合布线、消防等系统于一体,实现了供电、制冷和管理组件的无缝集成。使模块化数据机房实现智能、高效的运行,让客户花费最少的投资,获得更多的收益,从而降低运营费用。不仅美观,简约,而且具有快速部署、安全可靠、灵活扩展和绿色节能等特点。
模块化数据中心建设方案,是最早由
APC by Schneider Electric于2000年研发推出的新机房建设解决方案,也是业内无论从丰富的产品线结构到部署模块化数据中心机房案例数量最多的厂商。目前在南宁成功部署了:**市国土局信息中心、**林业厅信息中心、**环保厅信息中心、**政务中心五象分中心、**招生考试院、**汽公司、**水务有限公司,**沃尔玛等案例。
主要有如下的特点:
l 快速部署
l 模块化数据机房在规划、设计时严格遵循国内、国际标准,采用模块化设计,集成度高,易于安装。
l 模块化数据机房在出厂前完成机柜的预安装,现场只需接通机柜外部电源,固定机柜等简单操作后即可使用。
l 模块化数据机房采用空调水平送风,无须安装架空地板。
l 模块化UPS、配电系统,可以随需进行部署,使设备在高可靠性的环境下,达到最高的效率。
l 安全可靠
l 模块化数据机房遵循Tier 3标准,设备安全可靠。
l 模块化数据机房在设计时充分考虑抵御自然灾害能力,具有可靠的电力、冷量供应,保证通讯网络的正常运行。
l 模块化数据机房配置完善的监控系统,可随时了解机房内的情况,提升机房的防盗能力。
l 灵活扩展
l 模块化数据机房采用模块化设计,可灵活配置,满足快速扩容。
l 模块化数据机房在电力供应、通信端口上预留合理的余量,可实现灵活扩容。
l 绿色节能
l 模块化数据机房采用精密送风和密热通道,降低能耗,避免冷热气流的混合。
l 模块化数据机房提高数据中心的能效,与传统数据中心相比,减少30%的能耗。
l 边成长边建设
l 采用标准的模块化数据机房建设,可让业主在业务量增加的时,边成长边建设机房物理设施,无需一步到位的部署,是机房设备的使用效率大大提供。
l 采用标准的模块化数据机房建设,如搭积木般,快速部署。
l 可以随着业务的发展,边成长边建设,减少一次性投资的压力。
l 节能降耗
l 机房的制冷系统:采用水冷型的水平送风的机柜空调,加上APC首创的靠近热源的制冷风方式,缩短气流运行路径,比传统的房间级空调下/上送风节能30%左右。
l 采用模块化UPS系统,在保证系统的冗余性、高可靠性、安全性的同时,使负载率达到最高水平,从而是UPS系统的效率保持在95%以上,更加节能。
l 采用APC独创的热通道气流遏制系统(HACS),可以防止机房中的冷、热空气混合,减少热空气扩散,针对性的有效制冷,更加节能。
l 采用EC变速风机技术可有效降低轻裁条件下的制冷能耗,并随时适应不可预测的功率密度的变化。
1.7 平面布局示意图
通过跟业主技术人员的多次交流,并对政务的业务分析,我司将每个机柜的功率密度定为3KW/Rack视在功率;即单个机柜内的所有IT设备铭牌功率相加,平均为3KW/Rack,作为低密度的机柜应用。这个功率密度分布在未来5到8年为满足业务发展的需要。
机房部署示意图
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