小型计算机房的设计探讨

小型计算机房的设计探讨
1  概述
    计算机网络系统已普遍运用于企事业单位，计算机房是计算机网络系统的核心与中枢，计算机房的技术状态关系到计算机的工作效率、安全性、可靠性。本文针对企事业单位面积小于140m2的小型计算机房的设计进行探讨。

2  计算机房的位置、面积和布置
    由于企事业单位一般不再设置程控交换机，只设置通信配线柜，建议不再单独设置通信机房，而将通信配线柜设置在计算机房内。

2.1  计算机房的位置选择
    企事业单位的计算机房一般选择在环境条件较好、便于管理的办公楼、科研楼、车间生活间等建筑物内，并应符合下列规定：
   （1）机房宜设在建筑物首层及以上层；
   （2）机房方便各种线路进出；
   （3）机房应远离强电磁场干扰场所，不应设置在变压器室、配电室的楼上、楼下或隔壁场所；
   （4）机房宜远离振动源和噪声源的场所；当不能避免时，应采取隔振、消声和隔声措施；
   （5）设备（机柜、发电机、UPS、专用空调等）吊装、运输方便；
   （6）机房应远离粉尘、油烟、有害气体以及生产或储存具有腐蚀性、易燃、易爆物品的场所；
   （7）机房不应设置在厕所、浴室或其他潮湿、易积水场所的正下方或贴邻。

2.2  计算机房的面积确定
    计算机房宜根据设备配置及工作运行要求，由主机房、辅助用房等组成。主机房主要放置服务器、配线柜、打印机、操作台等；本文辅助用房指UPS间，主要放置UPS主柜、电池柜、配电柜、空调设备等。其它辅助用房（如：办公室、维修间、资料间）不在本文讨论范围。
机房面积应根据近期设备布置和操作、维护等因素确定，并应留有发展余地。机房面积可按下列方法确定：
   （1）系统设备已选型时，按下式计算：
        A＝K∑S
        式中：A―主机房使用面积（m2）；
        K―系数，可取5～7；
        S―系统设备的投影面积（m2）。
   （2）当系统设备未选型时，按下式计算：
        A＝KN
        式中：A―主机房使用面积（m2）；
        K―单台设备占用面积，可取4.5～5.5m2／台；
        N―机房内设备的总台数。

2.3  计算机房的平面布置
    计算机房设备应根据系统配置及管理需要分区布置，并综合考虑数据处理流程、线路敷设方式、操作人员行走路线等因素。计算机房设备宜远离建筑物防雷引下线等主要的雷击散流通道。设备的间距和通道应符合下列要求：
   （1）机柜正面相对排列时，其净距离不应小于1.5m。
   （2）背后开门的设备，背面离墙边净距离不应小于0.8m。
   （3）机柜侧面距墙不应小于0.5m，机柜侧面离其他设备净距不应小于0.8m，当需要维修测试时，则距墙不应小于1.2m。
   （4）并排布置的设备总长度大于4m时，两侧均应设置通道。
   （5）通道净宽不应小于1.2m。

3  计算机房的建筑要求
3.1  楼板荷载
    主机房等效均布活荷载应大于≥4.5KN m2。UPS所用电池通常堆叠放置在电池柜内，UPS间的楼板荷载应根据设备重量和分布密度进行计算。

3.2  地面材料
    机房应采用防静电地面。为便于桥架及线缆敷设、空调通风，建议根据设备荷载要求选用重型钢基或普通型铝基防静电活动地板，其性能应符合《防静电活动地板通用规范》SJT 10796-2001。活动地板的高度应按实际需求确定，宜为200～350mm。活动地板下引至各设备的线缆，应敷设在封闭式金属线槽中。

3.3  高度
    机房室内净高（不含活动地板高度和吊顶高度）应≥2.5m。

3.4  门窗
    门应采用外开且能自动关闭的双扇防火门，宽度≥1.2～1.5m，并应保证机房的门在任何情况下都能从机房内打开。窗应具有良好防尘、隔热、隔声效果。

3.5  顶棚、墙面
    顶棚应涂不起尘、浅色无光材料。也可采用铝合金吸音微孔板或铝合金轻钢龙骨石膏板等符合燃烧性能等级要求的材料设置吊顶，便于空调送回风口、灯具、消防报警探头的安装和线缆桥架敷设。吊顶至梁底高度应按实际需求确定，宜为200～350mm。墙面应涂不起尘、浅色无光材料。白色乳胶漆是较为经济合适的墙面材料。

4  计算机房的电气要求
4.1  供配电
    计算机房的用电负荷等级及供电要求、电能质量应符合《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008，其供配电系统设计应考虑系统扩展、升级的可能，应采用电压等级220V380V，频率50HZ的TN-S或TN-C-S系统。
    计算机房设备电源（不包括照明电源、空调电源）宜从配电室直接引来，电源输入端应设电涌保护装置，电源容量应按设备要求确定，并预留备用容量。
为提高计算机房设备的供配电系统可靠性，建议在配电设备前端增加不间断电源系统（UPS）,并设置UPS设备间。

4.2  照明
    计算机房照明电源不应引自设备电源，并应设置应急照明。
主机房照度应按500lx设计,均匀度不宜小于0.7，并采取有效措施限制工作面上的反射眩光和和作业面上的光幕反射。UPS间应按200lx设计,均匀度不宜小于0.2。故障照明照度为一般照明的110。

4.3  接地
    计算机房接地方式分为系统接地和屏蔽接地两类。系统接地又细分为四种：
   （1）交流功能接地，接地电阻不应大于4Ω；
   （2）保护接地，接地电阻不应大于4Ω；
   （3）直流功能接地，接地电阻按计算机设备具体要求确定；
   （4）防雷接地，应满足《建筑物防雷设计规范》GB 50057-1994、《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB 50343-2004有关规定。
    交流功能接地、保护接地、直流功能接地、防雷接地、屏蔽接地宜共用接地网，接地电阻按其中最小值确定。
    计算机房内应做等电位联结，并设置等电位联结端子箱；对于工作频率较低且设备数量较少的机房，可采用单点；对于工作频率较高且设备台数较多的机房，可采用多点接地方式。

4.4  防静电
     计算机房内绝缘体的静电电位不应大于lkV。
     计算机房内采用防静电活动地板时，活动地板应由钢、铝或其他有足够机械强度的难燃材料制成；活动地板表面应是导静电的，严禁暴露金属部分；活动地板相关参数应符合《防静电活动地板通用规范》SJT 10796-2001。
     计算机房不用防静电活动地板时，可铺设导静电地面；导静电地面可采用导电胶与建筑地面粘牢，导静电地面电阻率应为1.0×107～1.0×1010Ω·cm，其导电性能应长期稳定且不易起尘。

5  计算机房的空调要求
   计算机房内温度应为18～28℃、相对湿度应为40％～70％。根据这一要求计算机房应设置专用空调系统，一般采用活动地板送风顶棚回风的下送上回式气流组织，并应采取防水措施。计算机房热负荷的计算可以采取以下两种方式：
  （1）概略估算：当设备未选型时，可以按150～250wm2进行估算。
  （2）简易计算：当设备已选型时，可以进行简易计算。计算机房空调负荷，主要来自设备（包括计算机设备、外部设备等）的发热量，大约占总热量的80%以上；其次是照明热、传导热、辐射热等，这几项计算方法与一般房间空调负荷计算方法相同，不再讨论。
设备制造商，一般能提供设备发热量的具体数值。当设备制造商不能提供设备发热量数据时，可以按设备耗电量计算其发热量。
◆ 计算机设备发热量按下式计算：
   Q＝860×K1×k2×k3×P（kcal／m2.h） 
   式中，K1：同时使用系数；
   K2：利用系数；
   K3：负荷工作均匀系数；
   P：总功率(kW)。
   系数K1、K2、K3与计算机的系统结构、功能、用途、工作状态及所用电子元件有关，一般三者之积取0.6～0.8。
◆ 外部设备发热量按下式计算：
   Q＝860×K×N（kcal／m2.h） 
   式中，K：设备同时使用系数（0.2～0.5）；
   N：用电量（kW）。

6  计算机房的消防要求
   计算机房的耐火等级不应低于建筑主体的耐火等级。
   计算机房的火灾自动报警系统应符合《建筑设计防火规范》GB 50016-2006、《高层民用建筑设计防火规范》GB 50045-1995、《火灾自动报警系统设计规范》GB 50116-1998的有关规定。
面积小于140m2的计算机房已不再强制设置气体自动灭火系统，可根据业主要求视具体情况而定。

7  计算机房的安全要求
   设在首层的计算机的外门、外窗应采取安全措施。根据机房的重要性，可选择设置警卫室、闭路监控、门禁等保安设施。
参考文献
1  民用建筑电气设计规范[S].JGJ16-2008
2  防静电活动地板通用规范[S].SJT 10796-2001
3  建筑物防雷设计规范[S].GB 50057-1994 
4  建筑物电子信息系统防雷技术规范[S].GB 50343-2004 
5  火灾自动报警系统设计规范[S].GB 50116-1998 
6  建筑设计防火规范[S].GB 50016-2006 

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