弱電機(jī)房建設(shè)工程設(shè)計(jì)方案

第一章工程概述

1.1工程概況

項(xiàng)目名稱：XXXXXXXXXXXXXXXXXX機(jī)房建置工程項(xiàng)目

項(xiàng)目地點(diǎn)：市XXX

總部大樓機(jī)房位于三樓辦公區(qū)之西南側(cè),面積約為110平方米, 分為三個(gè)功能區(qū)域，分別為主設(shè)備機(jī)房、電池間及消防鋼瓶室。

根據(jù)機(jī)房的需求，本次設(shè)計(jì)主要包括以下各子系統(tǒng)：

1)裝修工程，主要包括機(jī)房區(qū)域的地面工程、頂面工程、墻面工程、門窗及其他工程；

2)電力系統(tǒng)，要包括配電箱柜、配電電纜、機(jī)房照明、強(qiáng)電橋架；

3)UPS系統(tǒng)，包括機(jī)房所使用的UPS設(shè)備及其電池等附屬設(shè)備等。

4)防雷接地工程，主要包括機(jī)房區(qū)域的防雷、接地系統(tǒng)；

5)精密空調(diào)系統(tǒng)：包括機(jī)房區(qū)域的精密空調(diào)；

6)新風(fēng)系統(tǒng)：包含機(jī)房內(nèi)部新風(fēng)系統(tǒng)；

7)環(huán)控系統(tǒng)，包括機(jī)房區(qū)域的溫濕度、供配電、門禁、UPS設(shè)備、視頻監(jiān)控、空調(diào)、消防、漏水的監(jiān)控；

8)綜合布線，包含機(jī)房的服務(wù)器機(jī)柜和列頭柜之間的配線工程；

9)冷熱通道機(jī)柜系統(tǒng)，包含機(jī)柜系統(tǒng)及冷通道封閉組件；

10)FM200自動(dòng)滅火系統(tǒng)，包含機(jī)房區(qū)域的七氟丙烷氣體消防系統(tǒng)建設(shè)。

1.2設(shè)計(jì)原則

在進(jìn)行機(jī)房工程設(shè)計(jì)時(shí)，主要遵循以下原則：

實(shí)用性和先進(jìn)性

機(jī)房基礎(chǔ)設(shè)施采用先進(jìn)成熟的技術(shù)和設(shè)備，滿足當(dāng)前的需求，兼顧未來的業(yè)務(wù)需求，盡可能采用最先進(jìn)的技術(shù)、設(shè)備和材料，以適應(yīng)高速的數(shù)據(jù)傳輸需要，使整個(gè)系統(tǒng)在一段時(shí)期內(nèi)保持技術(shù)的先進(jìn)性，并具有良好的發(fā)展?jié)摿?。在使用先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上來確保其實(shí)用性。以適應(yīng)未來信息產(chǎn)業(yè)業(yè)務(wù)的發(fā)展和技術(shù)升級(jí)的需要。

安全可靠性

為保證各項(xiàng)業(yè)務(wù)應(yīng)用需要機(jī)房提供高可靠性的保障，要對(duì)機(jī)房的布局、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、設(shè)備選型、日常維護(hù)等各個(gè)方面進(jìn)行高可靠性的設(shè)計(jì)和建設(shè)。在關(guān)鍵設(shè)備采用硬件備份、冗余等可靠性技術(shù)的基礎(chǔ)上，采用相關(guān)的軟件技術(shù)提供較強(qiáng)的管理機(jī)制、控制手段和事故監(jiān)控與安全保密等技術(shù)措施提高機(jī)房的安全可靠性。

標(biāo)準(zhǔn)化

標(biāo)準(zhǔn)化是非常關(guān)鍵的。在機(jī)房系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，基于國際標(biāo)準(zhǔn)和國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，包括各種建筑、機(jī)房設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，電力電氣保障標(biāo)準(zhǔn)，堅(jiān)持統(tǒng)一規(guī)范的原則，從而為未來的業(yè)務(wù)發(fā)展，設(shè)備增容奠定基礎(chǔ)。

靈活性與可擴(kuò)展性

機(jī)房必須具有良好的靈活性與可擴(kuò)展性，能夠根據(jù)機(jī)房不斷深人發(fā)展的需要，擴(kuò)大設(shè)備容量和提高用戶數(shù)量和質(zhì)量的功能。具備支持多種網(wǎng)絡(luò)傳輸、多種物理接口的能力，提供技術(shù)升級(jí)、設(shè)備更新的靈活性。

可管理性

機(jī)房內(nèi)各系統(tǒng)的可管理性是非常重要的，必須建立一套全面、完善的機(jī)房管理和監(jiān)控系統(tǒng)。所選用的設(shè)備應(yīng)具有智能化，可管理的功能，同時(shí)采用先進(jìn)的管理監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備及軟件，實(shí)現(xiàn)先進(jìn)的集中管理監(jiān)控，實(shí)時(shí)監(jiān)控、監(jiān)測整個(gè)計(jì)算機(jī)機(jī)房的運(yùn)行狀況，實(shí)時(shí)郵件、語音報(bào)警，實(shí)時(shí)事件記錄，這樣可以迅速確定故障，提高運(yùn)行的性能、可靠性，簡化機(jī)房管理人員的維護(hù)工作，從而為機(jī)房安全、可靠的運(yùn)行提供最有力的保障。

1.3設(shè)計(jì)依據(jù)

設(shè)計(jì)參考標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范如下（不限于）：

1)《數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50174-2017

2)《智能建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50314-2015

3)《建筑內(nèi)部裝修設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50222-2017

4)《防靜電活動(dòng)地板通用規(guī)范》GB/T 36340-2018

5)《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》JGJ16-2008

6)《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50054-2011

7)《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50057－2010

8)《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》GB50343-2012

9)《民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50736-2012

10)《綜合布線系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50311—2016

11)《氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50370-2005

12)《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50116-2013

13)《安全防范工程技術(shù)規(guī)范》GB50348-2018

1.4驗(yàn)收依據(jù)

驗(yàn)收參考標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范如下（不限于）：

1)《數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施施工及驗(yàn)收規(guī)范》GB50462-2015

2)《智能建筑工程質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB 50339-2013

3)《建筑裝飾裝修工程質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》GB50210-2018

4)《建筑電氣工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50303-2015

5)《電氣裝置安裝工程接地裝置施工及驗(yàn)收規(guī)范》GB 50169-2016

6)《電氣裝置安裝工程低壓電器施工及驗(yàn)收規(guī)范》GB 50254-2014

7)《建筑物防雷工程施工與質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50601-2010

8)《通風(fēng)與空調(diào)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50243-2016

9)《綜合布線系統(tǒng)工程驗(yàn)收規(guī)范》GB/T 50312-2016

10)《氣體滅火系統(tǒng)施工及驗(yàn)收規(guī)范》GB50263-2007

11)《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)施工及驗(yàn)收規(guī)范》（GB50166—2007）

12)《安全防范系統(tǒng)驗(yàn)收規(guī)則》GA/308-2001

第二章空調(diào)系統(tǒng)

2.1需求分析

空調(diào)對(duì)于電子信息設(shè)備的安全運(yùn)行至關(guān)重要，因此機(jī)房空調(diào)設(shè)備的選用原則首先是高可靠性，其次是運(yùn)行費(fèi)用低、高效節(jié)能、低噪聲和低震動(dòng)。

主機(jī)房地面設(shè)置排水系統(tǒng)。地面設(shè)置擋水和排水設(shè)施。

數(shù)據(jù)中心不應(yīng)有與主機(jī)房內(nèi)設(shè)備無關(guān)的給排水管道穿過主機(jī)房，相關(guān)給排水管道不應(yīng)布置在電子信息設(shè)備的上方。進(jìn)入主機(jī)房的給水管應(yīng)加裝閥門。

數(shù)據(jù)中心內(nèi)的給水排水管道應(yīng)采取防滲漏和防結(jié)露措施。

穿過主機(jī)房的給水排水管道應(yīng)暗敷或采取防漏保護(hù)的套管。管道穿過主機(jī)房墻壁和樓板處應(yīng)設(shè)置套管，管道與套管之間應(yīng)采取密封措施。

主機(jī)房和輔助區(qū)設(shè)有地漏時(shí)，應(yīng)采用潔凈室專用地漏或自閉式地漏，地漏下應(yīng)加設(shè)水封裝置，并應(yīng)采取防止水封損壞和反溢措施。

數(shù)據(jù)中心內(nèi)的給排水管道及其保溫材料應(yīng)采用不低于B1級(jí)的材料。

主機(jī)房的空氣含塵濃度，在靜態(tài)或動(dòng)態(tài)條件下測試，每立方米空氣中粒徑大于或等于0.5μm的懸浮粒子數(shù)應(yīng)少于17,600,000粒。

2.2設(shè)計(jì)原則

數(shù)據(jù)中心空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)選擇，以技術(shù)先進(jìn)、系統(tǒng)實(shí)用、技術(shù)措施的完善、設(shè)備性能好、結(jié)構(gòu)合理、低成本、低維護(hù)量作為基本原則。

1)先進(jìn)性

整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)在滿足現(xiàn)有功能的前提下，系統(tǒng)設(shè)計(jì)具有前瞻性，在今后較長時(shí)間內(nèi)部保持一定的技術(shù)先進(jìn)。

2)安全性

系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備、設(shè)計(jì)要采取備份及冗余措施，確保系統(tǒng)長期正常運(yùn)行。

3)實(shí)用性

根據(jù)數(shù)據(jù)中心的建設(shè)級(jí)別、地理位置、不同的應(yīng)用場景選擇空調(diào)系統(tǒng)。提供操作簡便、靈活、便于管理和維護(hù)的空調(diào)系統(tǒng)。

4)經(jīng)濟(jì)性

在滿足系統(tǒng)功能及性能要求的前提下，盡量降低系統(tǒng)建設(shè)成本，采用經(jīng)濟(jì)實(shí)用的技術(shù)和設(shè)備。

2.3負(fù)荷計(jì)算

空調(diào)系統(tǒng)的冷負(fù)荷主要是服務(wù)器等電子信息設(shè)備的散熱。電子信息設(shè)備發(fā)熱量大（耗電量中約97%都轉(zhuǎn)化為熱量），熱密度高，夏天冷負(fù)荷大，因此數(shù)據(jù)中心的空調(diào)設(shè)計(jì)主要考慮夏季冷負(fù)荷。

空調(diào)系統(tǒng)夏季冷負(fù)荷應(yīng)包括下列內(nèi)容：

1 數(shù)據(jù)中心內(nèi)設(shè)備的散熱；

2 建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)得熱；

3 通過外窗進(jìn)入的太陽輻射熱；

4 人體散熱；

5 照明裝置散熱；

6 新風(fēng)負(fù)荷；

7 伴隨各種散濕過程產(chǎn)生的潛熱。

空調(diào)系統(tǒng)濕負(fù)荷應(yīng)包括下列內(nèi)容：

1 人體散濕；

2 新風(fēng)濕負(fù)荷；

3 滲漏空氣濕負(fù)荷；

4 圍護(hù)結(jié)構(gòu)散濕。

采用功率及面積法進(jìn)行計(jì)機(jī)房熱負(fù)荷：

Qt=Q1+Q2

其中，Qt總制冷量（KW）

Q1室內(nèi)IT設(shè)備負(fù)荷（=設(shè)備功率×0.8）

Q2環(huán)境熱負(fù)荷（=0.12～0.18KW/m2×機(jī)房面積），南方地區(qū)可選0.18，而北方地區(qū)通常選擇0.12

本項(xiàng)目機(jī)房熱負(fù)荷計(jì)算如下表所示：

2.4氣流組織設(shè)計(jì)

從節(jié)能的角度出發(fā)，本次項(xiàng)目采用行間制冷空調(diào)前出風(fēng)后回風(fēng)，并且采用冷通道封閉技術(shù)，有效隔離冷熱氣流，提高機(jī)房空調(diào)的制冷效率。

列間冷卻+冷通道封閉方式，氣流組織形式如下：

1)機(jī)柜和列級(jí)空調(diào)均“面對(duì)面”布置，列級(jí)空調(diào)送出的冷空氣進(jìn)入機(jī)柜中間的通道，形成“冷通道”；

2)因冷通道封閉，冷氣流無法進(jìn)一步往通道上部和通道兩端擴(kuò)散，故全部進(jìn)入機(jī)柜；

3)冷空氣在機(jī)柜內(nèi)吸收 IT 設(shè)備的散熱變成熱空氣后排出，被列級(jí)空調(diào)吸入，熱空氣在列級(jí)空調(diào)內(nèi)被再次冷卻后送入冷通道，進(jìn)入下一輪循環(huán)。

冷通道封閉氣流組織模擬圖，如下圖所示：

圖1 冷通道封閉機(jī)房氣流圖

2.5空調(diào)設(shè)計(jì)方案

2.5.1冷卻方式

本次機(jī)房制冷方案選用的精密空調(diào)均為風(fēng)冷型機(jī)組。

風(fēng)冷空調(diào)的最大優(yōu)點(diǎn)，就是制冷銅管管路安裝簡便，可維護(hù)性強(qiáng)，系統(tǒng)可靠性高，因此在中小型數(shù)據(jù)中心得到廣泛應(yīng)用。由于本項(xiàng)目室內(nèi)外機(jī)落差在XXXX范圍內(nèi)，管道總長不超過50m，因此推薦風(fēng)冷方案。高效節(jié)能，總體運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用較低，且安裝施工簡便，互不影響，可靠性更高。

2.5.2空調(diào)選型及布局

高密度（機(jī)柜按4KW）區(qū)域配置4臺(tái)25KW制冷量精密空調(diào),3+1冗余方設(shè)計(jì)，低密度（機(jī)柜按3KW）區(qū)域配置2臺(tái)39KW制冷量精密空調(diào)2臺(tái)，1+1冗余設(shè)計(jì)。

精密空調(diào)布局圖，詳見下圖：

圖2 精密空調(diào)布局圖

2.5.3設(shè)備介紹

技術(shù)參數(shù)、特點(diǎn)、功能介紹

加濕方式介紹

運(yùn)行環(huán)境參數(shù)

2.5.4室內(nèi)空氣設(shè)計(jì)參數(shù)

冷通道環(huán)境要求：

冷通道或機(jī)柜進(jìn)風(fēng)區(qū)域的溫度：18°C ~27°C（推薦值）、15°C ~32°C（允許值）

冷通道或機(jī)柜進(jìn)風(fēng)區(qū)域的相對(duì)濕度和露點(diǎn)溫度：露點(diǎn)溫度5.5°C ~15°C，同時(shí)相對(duì)濕度不大于60%。

當(dāng)機(jī)柜或機(jī)架采用冷熱通道分離方式布置時(shí)，主機(jī)房的環(huán)境溫度和露點(diǎn)溫度應(yīng)以冷通道的測量參數(shù)為準(zhǔn)；當(dāng)電子信息設(shè)備未采用冷熱通道分離方式布置時(shí)，主機(jī)房的環(huán)境溫度和露點(diǎn)溫度應(yīng)以送風(fēng)區(qū)域的測量參數(shù)為準(zhǔn)。

室外機(jī)環(huán)境要求：

由于上海地下，夏季室外溫度較高，室外機(jī)選型為XXX,原因XXXX

2.5.5空調(diào)群控

機(jī)房空調(diào)配置采用N+1冗余，冗余方式可設(shè)定為群控,幾個(gè)機(jī)組可以被設(shè)定為備用,備機(jī)的通常狀態(tài)是關(guān)機(jī)(風(fēng)機(jī)關(guān)),備用功能可按天(可設(shè)置時(shí)間)輪值,輪值按可選的組數(shù)來執(zhí)行。例如3臺(tái)機(jī)組1臺(tái)備機(jī)的情況下,如果輪值數(shù)量是1,備用輪值的順序?yàn)閺?/span>1-2到2-3。如果群控中的某臺(tái)運(yùn)行機(jī)組聯(lián)系不上(故障)或者發(fā)生壓縮機(jī)鎖定或高溫告警或溫度傳感器故障后,啟用一臺(tái)備機(jī),直至所有備機(jī)都啟動(dòng)。

精密空調(diào)群控組網(wǎng)方式，參見下表：

2.6給排水、防水方案

空調(diào)安裝區(qū)域地板下設(shè)置適當(dāng)高度的防水圍堰，并應(yīng)在圍堰內(nèi)設(shè)置地漏，以防發(fā)生水患并能及時(shí)排水，并對(duì)防水圍堰內(nèi)的地面及防水圍堰做防水處理。為了使產(chǎn)生水情能及時(shí)處理，在可能產(chǎn)生水的地方（機(jī)房專用空調(diào)四周）采用漏水報(bào)警系統(tǒng)。

使用潔凈室專用地漏或自閉式地漏，自閉式地漏的特點(diǎn)是存水腔內(nèi)設(shè)置自動(dòng)啟閉閥，下水時(shí)啟閉閥自動(dòng)打開，使水直接排向管道；下水停止時(shí)，啟閉閥自動(dòng)關(guān)閉，達(dá)到防溢、防蟲，防臭的功能。

加強(qiáng)地漏的水封保護(hù)。由于地漏自帶水封能力有限，地漏箅子上又不可能經(jīng)常有水補(bǔ)充，因此當(dāng)必須設(shè)置地漏時(shí)，為防室外污水管道臭氣倒灌，應(yīng)在地漏下加設(shè)可靠的防止水封破壞的措施。

為防止給排水管道結(jié)露，管道應(yīng)采取保溫措施，保溫材料應(yīng)選擇難燃燒的B1材料。

防水圍堰做法

2.7空調(diào)機(jī)組方案

如現(xiàn)場無特殊要求，當(dāng)室外機(jī)高于室內(nèi)機(jī)時(shí)，建議垂直最大距離為20米；當(dāng)室外機(jī)低于室內(nèi)機(jī)時(shí)，建議垂直最大距離為5米；建議管道總長不超過60米。

當(dāng)室外機(jī)高于室內(nèi)機(jī)時(shí)，建議根據(jù)要求加裝“U”型回油彎。管路總長度超過30米，加裝管路延長組件。

圖3 室外機(jī)高于室內(nèi)機(jī)安裝示意圖

圖4 室內(nèi)機(jī)高于室外機(jī)安裝示意圖

2.8消防聯(lián)動(dòng)

消防聯(lián)動(dòng)時(shí)，報(bào)警控制器在接到報(bào)警信號(hào)后發(fā)出關(guān)閉空調(diào)機(jī)電源的信號(hào)。

第三章新風(fēng)系統(tǒng)

3.1需求分析

主機(jī)房應(yīng)維持正壓。主機(jī)房與其它房間、走廊的壓差不宜小于5 Pa，與室外靜壓差不宜小于10 Pa。

機(jī)房新風(fēng)換氣系統(tǒng)主要有兩個(gè)作用：其一給機(jī)房提供足夠的新鮮空氣，為工作人員創(chuàng)造良好的工作環(huán)境；其二維持機(jī)房對(duì)外的正壓差，避免灰塵進(jìn)入，保證機(jī)房有更好的潔凈度。

新風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)設(shè)初、中效過濾器，環(huán)境條件不好時(shí)，可以增加亞高效過濾器和化學(xué)過濾裝置。

3.2新風(fēng)計(jì)算

空調(diào)系統(tǒng)的新風(fēng)量應(yīng)取下列二項(xiàng)中的最大值：

1 按工作人員計(jì)算，每人40m3/h；

2 維持室內(nèi)正壓所需風(fēng)量。

機(jī)房面積S=110㎡ ，機(jī)房凈高3米，體積為330m3，按每小時(shí)換氣2次計(jì)算，機(jī)房每小時(shí)所需新風(fēng)量660 m3。

3.3新風(fēng)機(jī)選型及布局

新風(fēng)系統(tǒng)機(jī)房內(nèi)布局圖

3.4設(shè)備介紹

新風(fēng)機(jī)產(chǎn)品介紹

3.5消防聯(lián)動(dòng)

新風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)管上設(shè)計(jì)有電動(dòng)防火閥，它和消防訊號(hào)聯(lián)鎖。有火災(zāi)發(fā)生時(shí)，電動(dòng)防火閥將自動(dòng)關(guān)閉，防止滅火氣體沿新風(fēng)管排出室外，減弱滅火功能。