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1、$.弱电机房系统$.1. 设计依据l “空中华西村”相关设计图纸l 电子计算机机房设计规范GB5017493l 计算站场地技术要求GB288789l 计算机机房活动地板技术条件GB665086l 计算站场地安全要求GB936189l 电子计算机机房工程施工及验收规范SJ/T3000393l 工业企业照明设计标准TJ3479l 室内装饰工程质量规范QB183893l 建筑内部装修设计防火规范GB5022295l 通风与空调工程施工及验收规范GB5024397l 工业企业通信接地设计规范GBJ7985l 民用建筑电气设计规范JGJ/T1692l 低压配电设计规范GB505495l 建筑装饰工程施工
2、及验收规范JGJ7391l 建筑防雷设计规范 GB5005794l 智能建筑设计标准GB/T503142006l 气体灭火系统设计规范GB503702005$.2. 设计思想机房的基础建设是支撑现代智能化大楼各通讯、消防、保安等智能控制系统的根本，是关系到各系统正常运行的前提。本设计综合应用电力、电信、环境监控、计算机应用、现代通讯等技术为空中华西村建设现代化的、科学的、投资合理，全面满足应用需求的机房。$.3. 设计原则根据对机房基础设施建设的基本原则和经验，结合“空中华西村”的实际情况，在进行弱电相关机房设计时，应遵循以下设计原则：l 系统设计应在高的起点上，用发展的眼光看问题，采用成熟、
3、先进、实用的技术，进行系统的优化集成设计。提出系统的实施方案和发展规划。设计留有充分的发展余地，使系统既能满足当前的需要，也能适应科技的进步，随着时代的发展，其智能化程度也不断提高。l 系统软、硬件配置采用模块化、开放式结构，以适应机房实际需要。l 系统设置根据设计原则进行配置，能适应技术发展的不断升级变更，采用可靠、先进、成熟的产品。l 系统设备配置在保证系统可靠性、先进性、开放性的同时，本着实用、合理的原则，使系统具有良好的性能价格比。$.4. 需求分析空中华西村弱电机房由位于地下一层的电话机房、一层的综合安保控制室、以及位于三十六层的网络机房组成。网络机房位于大楼三十六层，是整个大楼的网
4、络及通讯系统的核心，VOD视频点播系统、有线电视系统、Internet、酒店智能管理等智能化系统的接入和管理。配有核心交换机和主要服务器集群、防火墙等设备。位于大楼一层的综合安保控制室是大楼安保、监控、消防系统的中枢，负责大楼内部及周边区域的安防监控及消防控制。室内设置了监控屏幕墙、硬盘录像机、操作台，以及消防控制主机等相关设备。地下一层的电话机房是大楼的通信网络进线间，同时也是电话程控交换机房，室内安装有程控交换机，电话配线柜等设备。综上所述，大楼弱电机房应是安全性、可靠性要求最高、最重要的部门。机房内放置的计算机设备、网络通讯设备、消防和监控设备不仅因为高科技产品需要一个非常严格的工作环境
5、；更重要的是它能否正常运作，对整个大楼的业务至关重要。因此，各机房的设计应从保证相关设备的安全性、可靠性，机房工作人员的舒适性的思路进行设计。根据上述主体思路，结合本次设计要求文件，本次建设的空中华西村机房系统工程应包括有：l 机房供配电系统l UPS不间断电源系统l 防雷接地系统l 漏水监测系统l 集中监控系统$.5. 系统设计对“空中华西村”各弱电机房进行专业的设计装修，采用专业机房地板、空调、UPS以及相应的监控设备来服务于医院各机房的电子设备，保证其长期、安全、可靠、有效地运作。$.5.1. 机房供配电系统$.5.1.1机房对供电的要求弱电机房的供配电系统是机房工程的重要组成部分，供电
6、质量的好坏，设计配置是否合理周全，直接影响计算机系统的正常运行，必须要建立一个良好的综合性的供配电系统，在这个系统中不仅要解决计算机设备的用电问题，还要解决保障计算机设备正常运行的其它附属设备的供配电问题。如机房专用精密空调，机房照明系统用电，安全消防系统等。根据现场供电的实际条件，本次设计的机房采用市电+UPS不间断电源组合式供电方式。本机房的配电系统在设计中考虑了以下要求： 设有联动开关，当机房出现严重事故或火警时，能快速切断计算机系统的电源。 机房进线电源采用三相五线制； 机房用电设备、配电线路装设过流过载两段保护，同时配电系统各级之间有选择性地配合，配电以放射式向用电设备供电； 配电柜
7、的供电回路数，足够设备的使用并考虑到设备的扩充。配电柜设计安装应考虑空间和容量冗余； 机房配电系统所用线缆均为优质电线电缆，相线、零线和地线的颜色按照国家标准分清，地线采用双色线，通过镀锌线槽（管）敷设到端口； 机房内UPS电源插座均安装在活动地板下，每个UPS电源插座均采用独立回路供电。 机房活动地板下安装二、三眼电源插座。 配电柜的供电回路数，足够设备的使用并考虑到设备的扩充。配电柜设计安装应考虑空间和容量冗余； 服务器、中心交换机等关键设备利用UPS供电； 维修插座依机房墙面进行布置采用10A二、三插电源插座，插座面板采用白色面板。 根据相关审计规范要，系统参数达到：电压：三相电压为38
8、0V，波动不大于3%单相电压为220V，波动不大于3%频率：50HZ0.2HZ负荷分配：三相电流不平衡度20%三相电压不平衡度5%零地电位差：1V因此，为确保计算机系统设备正常运行，要采用先进的控制技术，高质量的电器元件。本次设计的配电柜采用自动断路接触器等电器元件。开关插座采用国产优质产品，考虑到发展，配电设备应预留备用余量20-50%左右。$.5.1.2配电方式机房内用电设备供电电源均为三相五线制（空调设备）及单相三线制（主机设备）两种。机房用电设备、配电线路设置过流过载两段保护，同时配电系统各极之间有选择性地配合，配电以放射式向用电设备供电。机房配电系统所用电缆均为国产优质品牌线缆，所有
9、线缆均在镀锌线槽内、或穿镀锌钢管及金属软管敷设。配电箱中空调的开关必须与消防联动，当消防灭火系统启动时空调能立即关机。自大楼总配电室分别引出3路三相五线制交流电源至三十六层的网络机房、一层的综合安保控制室以及地下一层的电话机房。经初步估算，网络机房约需60KW；综合安保控制室约需40KW；电话机房约需40KW。所有机房电源在入柜后分成两路，一路输入UPS不间断电源后向机房内重要设备提供电力支持，统称为UPS配电；另一路主要为机房内的其他辅助设备供电，统称为市电动力配电。动力提供市电供电的有精密空调、新风机、照明、墙壁插座及地弹插座。UPS供电的有计算机系统、网络系统、监控系统、打印机及应急照明
10、等。低压配电柜采用专业配电箱，所有配件均为进口或国产名牌优质产品，各种电器元件、自动空气开关、熔断器、接触器等符合设备负载电压、电流要求。$.5.1.3电源插座、配线走线方式所有用电设备和供电线路均采用优质铜芯塑料线，天棚和地板下均采用镀锌电线管敷设，既能防虫、防鼠，又有良好的屏蔽效果。电源插座：计算机系统电源插座安装在地板下，可适应各种牌号的电子设备的需要。维修用电源插座采用二极/三极电源插座，分别安装于墙壁和静电地板上，用电安全而且美观适用。对线缆及布放的技术要求：l 机房内UPS电源插座均安装在活动地板下，每个UPS电源插座均采用独立回路供电。l 地板下布线均采用金属线槽穿电缆的走线方式
11、。l 为防止漏电危及人身安全，并防止电磁干扰，机房内所有金属线管、线槽、电气设备外壳等不带电的金属部分都可靠接地。l 电线电缆除具有相应的载流量外，还充分考虑了阻燃特性要求。机房所有电线电缆全部采用国产优质电源线穿金属线槽活动地板下敷设。l 导线截面积的选择考虑到负荷大小、电压损失、工作升温引起的机械强度变化等因素，载流量留有30%的余量，考虑今后机房升级，留足设备增设所需电缆。l 强弱电线缆之间最小保持30CM的间距。$.5.2. 不间断电源系统为了保证大楼内主要设备及系统安全可靠的运行，必须设置有专用的高质量的不间断电源系统（UPS），来保障各系统在大楼电力出现故障后仍能在一段时间内正常运
12、转。机房内重要网络设备应采用UPS电源独立专线供电系统。专用电源送至机房配电室后，经配电室内控制装置切换后送至UPS电源专用配电柜，UPS电源设备经联络柜联络后，对机房内各类计算机设备和网络设备集中供电。对机房而言，保持一个24小时的支持中心至关重要，因此我们需要UPS系统必须是效率高的、可靠的、可用的、耐用的。$.5.2.1 UPS功率根据本次机房的设计要求，本次建设的机房UPS不间断电源系统需要为大楼内的三个机房提供不间断的电力供应，并提供一小时的后备电源。我们根据各机房内的设备容量，分别为各机房配置了相应的UPS设备。网络机房配置了一台40KVA的UPS主机，后备时间1小时。电话机房和综
13、合安保控制室内各配置了一台20KVA的UPS主机一台，后备时间1小时。另外，本UPS系统也为大楼A、B、C三个筒的弱电间提供UPS不间断电源。设计一台80KVA的UPS设备。并在地下一层合适位置设UPS室一间。$.5.2.2电池容量计算本次设计中系统后备时间为1小时，理论后备时间计算公式为：IBATTMAXUBATTMIN=SP。其中IBATTMAX为电池最大放电电流，UBATTM为电池终止放电电压，为逆变器效率，S为UPS额定输出功率，P为负载功率因数。据此，可推算出电池最大放电电流，再查阅相关电池资料，即可确定电池容量。电池容量的计算方式如下：20KVA:(20000*0.8/384)*1
14、=41.66AH 40KVA:(40000*0.8/384)*1=83.33AH80KVA:80000*0.8/(384*2)*1=83.33AH（其中:20000/40000/80000为主机的总功率；0.8为主机的功率因数;384为主机的直流电压silcon系列UPS的主机直流电压为2384;1为后备时间）Suvt系列UPS主机的直流电压均为是384V,电池的电压为12V,所以每组电池需要32节。Silcon系列产品的直流母线电压为2384V,即共需要12V电池64只，分成两组串联起来，每组32只。单台20VKA不间断电源后备1小时共需要65AH电池32节，电池柜2个。单台40KVA不间断
15、电源后备1小时共需要100AH电池32节，电池柜2个。单台80KVA不间断电源后备1小时共需要100AH电池128节，电池柜8个。我们采用的国产优质UPS电池具有安全性高、放电性能好等优点，同时有很强的过冲性与过放性。UPS输出配电回路（每个配电控制开关为一个回路）按设备的要求进行配置，原则上如大型服务器、网络主干交换设备、重要路由等重要设备实行单独回路供电。其它普通计算机设备二至三个插座一个回路。配电预留若干个回路留待以后扩展使用。$.5.2.3 UPS电源系统UPS电源布线采用放射式配电方式配至各用电设备。地板下布线均采用金属线槽穿电缆的走线方式。1、UPS电源供电主要设备：l 服务器设备
16、用电；l 计算机网络交换设备等用电；l 消防系统设备供电；l 机房门禁监控设备用电；2、输入、输出系统系统系统采用双回路供电，双回路电源要求从变电所不同的母线段引入。1)输入断路器输出端分别供电给UPS、辅助设备配电回路（包括空调、维修用电等）、照明回路、防雷器回路及备用回路。2)每个输出端在面板上均标明各自供电对象。3) 机房配电系统所用线缆均为国产优质电力电缆，相线、零线和地线的颜色按照国家标准分清，地线采用双色线，通过镀锌线槽（金属管）敷设到端口4)配电系统各回路应具有电流、电压、功率因数检测和断路状态指示功能，单相负荷均匀地分配在三相线路上，并使三相负荷不平衡度小于20。5)UPS输出
17、配电回路（每个配电控制开关为一个回路）按设备的要求进行配置，原则上如大型服务器、网络主干交换设备、重要路由等重要设备实行单独回路供电。其它普通计算机设备二至三个插座一个回路。配电预留若干个回路留待以后扩展使用。$.5.3. 机房防雷及接地系统随着电子器件的微型化和集成度的提高，信息系统的精密度越来越高，抗干扰的要求也越来越高。雷电可以通过各种方式危害建筑物和信息系统。一次建设防雷接地系统可以以较小的投资在极大程度上保证设备的安全性和稳定性，有效保护业主的投资设备。系统雷电防护的应用涉及很多行业和专业，在这里我们重点描述的是“智能化系统”的雷电防护设计原则。雷电防护设计是一项系统工程，从系统论的
18、角度上讲，系统结构越合理，系统的各个部份（要素）之间的有机结合就越合理，相互之间的作用就越协调，从而才能使整个系统在总体上达到最佳的运行状态。具体地说，雷电防护工作的第一步就是首先应确认雷害侵入计算机系统的各种途径（即了解客户的实际需求）。在这个基础上，依据系统雷电防护的科学理论和我们丰富的防雷设计安装经验，采取相应的防护措施，进行有针对性的防护，从而达到在雷电入侵时能够保障系统安全运行的目的。$.5.3.1机房防雷系统供电线路防雷保护主要是在机房设备的各配电线路安装多级防雷器，“电源防雷器”并接在电力线路上，可遏制瞬态过电压和泄放浪涌电流。从总进线到用电设备端通常配置分为三级，经过逐级限压和
19、放电，逐步消除雷电能量，保证用电设备的安全。根据不同的需要可选用”防雷箱”、“可插拔模块型”、“端子接线式”和“移动插座式”等品种。针对机房重要设备及主要的终端设备，可在交换机等设备的电源进线端，串联安装插座式防雷器，其作用是将雷电及其他浪涌电压限制到对设备没有损害的水平，特别是对日常的电源系统操作过电压、电源高次谐波等具有限制和保护作用。根据建筑物电子信息系统防雷技术规范GB50343-(94)2004要求，本着“多级保护、逐级泄流、降低残压、保护设备”的原则，电源线路根据不同要求等级的设备安装2-4级电源防雷器。1、电源第一级防雷保护为了有效抑制由高压侧产生的强大过电压侵入到室内的低压配电
20、系统，低压侧也应有相应的一级电源避雷装置，以初步释放高能量的雷电波。国标中明确要求在变压器的高、低压侧均应对地加装过压保护器。措施：根据供用电系统特点，在负一楼的通信机房、一楼的综合安保室和位于36楼的网络机房以及位于负一楼的向弱电井内设备供电的UPS总电源进线处安装分别安装FUGO第一级电源避雷器MES-80DST/4（2/80 s），该型产品具有通流量大、残压较低、具有灭弧效应、防爆功能、智能化故障显示功能。共计4台说明：MES-80DST/4最大通流容量达80KA。关于通流容量的选择，依据IEC标准，二类防雷建筑物首次雷击雷电波的幅值为150KA，通过外部避雷装置引下入地约占50%，即8
21、0KA，其余80KA耦合到进入大楼的各种线路或管道上，因此供电线路上最大过电流幅值为80KA，在GB50057-94中因考虑了屏蔽因素，按30%考虑，MES-80DST/4避雷器标称通流容量为40KA，可以满足要求。2、电源二级防雷保护 措施：在3个弱电系统机房中的UPS电源输入端中，选用FUGO三相电源避雷器MES-40DSM/4（2/80 s）作为第二级防护，安装于各机房配电箱（柜）处，该型产品具有灭弧效应、防爆功能、智能化故障显示功能，计3套。在3个弱电机房重要备用电源以及精密空调电源端，选用FUGO三相电源避雷器MES-40DSL/4（2/80 s）作为第二级防护，安装于各机房配电箱（
22、柜）处，每个机房两套，该型产品具有灭弧效应、防爆功能、智能化故障显示功能，计5套。在弱电井内分别位于5楼和36楼的两台UPS输出电源配电箱内，选用FUGO三相电源避雷器MES-40DSM/4（2/80 s）作为第二级防护，安装于配电箱处，该型产品具有灭弧效应、防爆功能、智能化故障显示功能，计2套。说明：第二级保护的目的是为了进一步降低残压，并有效分流供电线路在传输过程中的感应或耦合过电压。MES-40DSM/4（8/20 s）最大通流容量达40KA（8/20us），既可以泻放大能量的雷电波，又可以箝制低能量的操作过电压，并且可靠性大大提高。3、电源三级防雷保护 措施：在3个弱电系统机房中的UP
23、S电源输出处，选用FUGO三相电源避雷器MES-20DSL/4（2/80 s）作为第三级防护，安装于各机房配电箱（柜）处，该型产品具有灭弧效应、防爆功能、智能化故障显示功能，计3套。在弱电井内的UPS集中输出电源配电箱分配至1楼、8楼、18楼、29楼、39楼、45楼和57楼的21个分配电箱内，选用FUGO三相电源避雷器MES-20DSL/4（2/80 s）作为第二级防护，安装于各分配电箱处，该型产品具有残压低、灭弧效应、防爆功能、智能化故障显示功能，计21套。在负一楼的通信机房、和位于36楼的网络机房内的精密空调电源端和备用电源输入端，分别并联安装FUGO三相电源避雷器MES-20DSL/4（
24、2/80 s）作为精密空调的电源第三级防雷及过电压防护。计5套说明：关于多级保护的要求，主要来源于IEC中雷电分区的概念，主要的目的是为了降低残压。因为既满足通流容量大，又要求残压低的避雷器元器件是不存在的。在IEC及GB50057-94中要求，第一级电源避雷器残压小于4KV，第二级电源避雷器残压小于2.5KV，第三级电源避雷器残压小于1.5KV。对于采用220V的供电设备而言，瞬间耐冲击过电压幅值为1.5KV，国标中考虑留有余地，要求末端避雷器残压值小于1.580%=1.2KV。本方案通过以上三级防护，可以把过电压箝制到1KV以下。对使用UPS供电的重要设备而言，再通过UPS滤波整流后，完全
25、可以满足要求。4、电源末级精细防雷保护 措施：在3个弱电机房的机柜中，使用机架式多功能电源防雷插座，监视器、硬盘录像机、交换机、服务器等重要终端设备的加装单相电源防雷插座MES-410作为电源未级精细保护；机架式数量咱按照每台弱电机柜一台的数量配备，在负一层、一层和三十六层的弱电机房内分别需要 10台、12台和22台，共需要44台，在弱电机房内和其他需要重点保护的地方配备一定数量的移动式防雷插座暂定80只。说明：末级保护的目的是针对网络中心及各智能控制柜中每一台精密电子设备的单独保护，将低残压降到最低，提高防雷及过电压保护的快速性和可靠性，防雷插座具有使用安装方便，能够替代普通插座，并且具有良
26、好的过电压保护功能，残压低、启动速度快，能后有效地保护弱电设备。$.5.3.2机房接地系统接地系统是防雷工程的基础，良好的接地和合理的接地方式能够充分发挥防雷器件的作用。根据国家相关规范要求，程控交换机、小型计算机等设备一般要求直流工作地小于1。接地电阻越大，越不利于过压过流的泄放，因此接地电阻应严格控制在要求的范围内。除了尽量降低接地电阻，均压和等电位连接是防地电位反击的有效方法。在一定的范围内做一个封闭的均压环、把进入建筑物的各种金属管道和线缆的屏蔽层做等电位连接，可以消除可能存在的破坏力极强的电位差。机房通信交换设备、服务器、控制主机、控制台、静电地板金属骨架等设备等电位接地处理,具体为
27、:在负一楼的通信机房、一楼的综合安保室和位于36楼的网络中心等三个弱电机房中设置等电位汇流排并在静电地板下面用3mm*30mm的扁铜做成环形的等电位均压环,用多股铜芯将均压带与接地汇流排连接。用BVR16平方毫米的多股铜芯接地线将金属门窗、各种线路的金属屏蔽管、各种电子设备的金属外壳、机架等及静电地板金属骨架与接地汇流排连接。使所有设备在雷击过程中处于同一电位水平，有效地避免不同设备之间的地电位反击。$.5.3.3抗高频干扰系统为防止电磁干扰对计算机设备的干扰，在机房施工时，墙内埋设的各种电器配线应穿金属管，且管壁不能太薄，金属管接头应用螺丝接头连接；使用蛇皮管时，应尽量减少接头。总之穿线管的
28、接头部位除采用螺丝以外，不得使用其它形式的连接。所有的电缆、电线、信号线敷设在地板下和吊顶上。机房内所有电器设备、照明灯具、配电管线、计算机主机设备、外部设备等设备的外壳应全部可靠接地。机房内的电器配线全部采用辐射配线方式。$.5.4. 漏水监测系统由于抗静电地板下布有大量的信号、动力电缆以及各类插座，一旦发生漏水造成短路将使机房运行瘫痪，中断正常的营运，造成重大损失。故在可能发生漏水处的地面（专用空调上、下水处），安装带状测漏系统进行防护是机房安全的重要内容之一，测漏感应电缆铺设于易造成漏水的专用空调上、下水管周围地面。本次设计在装有精密空调的机房内地板下，围绕精密空调布设一圈测漏线缆，当空
29、调发生漏水时，系统会自动发出报警，提醒值班人员及时处理。$.5.5集中监控系统l 机房供电电源：主要开关状态监视及实时监视电压（V）、电流（I）、 频率（F）、有功功率（P）等。l UPS电源：通过通讯协议及智能通讯接口，监测UPS的工作状态及各种参数UPS的输入、输出电压、电流、频率、功率因数、逆变器状态、电池状态、旁路状态、报警等。l 机房空调：监控空调压缩机状态、风机状态、加热器状态、抽湿器状态、加湿器状态、报警等。l 门禁系统：使用感应卡识别系统监视机房进出情况，并连接视频监控提供进出机房或重要设备使用记录。l 机房视频监控：与防盗设备联合实现图像监视，采用计算机记录并保存监视录像。l
30、 机房温度、湿度：精确测量机房的温湿度参数、报警。l 漏水检测：对机房空调、暖气漏水情况实时监测、报警等。$.5.6. 防鼠、虫措施蚂蚁、老鼠等小动物的侵入也是造成计算机设备出现故障的因素之一。因此在机房要做防虫、防鼠等安全处理以保障机房设备安全可靠的运行。具体措施如下:l 严格落实建设机房时各种防鼠害的措施和要求。l 封锁老鼠可能进入机房的一切洞穴。l 建议在机房内放置电子驱鼠器和特效药。l 机房进入口要常闭，防止鼠类窜入机房内。l 机房内不能存放任何食品。l 定期检查机房内各种管道及管道周围密闭情况。l 定期检查机房周围有无鼠洞，发现后要采取有效措施予以整修。l 特别注意检查各种上、下水管和重要设备处的防鼠、虫网的安装是否良好，这些管路往往是鼠、虫进入机房的暗道。$.6. 机房平面布置图见附图$.7. 设备清单
