不同需求情况下的机房场地环境建设与改造

国家气象局信息中心计算机室副主任/陈德全

前言：随着信息技术的飞速发展，高性能计算机及服务器在各行各业得到了广泛的应用，要保证IT设备安全可靠的运行，必须为其建设一个良好的机房环境，配置可靠的场地设备，不仅要满足当前的设备需要，还要考虑一定的余量，以备以后的发展。每一个用户在现有的条件下改造或建设机房时，都希望尽最大的可能满足设备的需求，这就需要把建设标准与可能提供的经费支持、现有的场地条件，利用机房场地环境建设、改造、管理积累的经验，提出一个比较合理的改造或建设方案。笔者从事机房场地环境方面的维护、管理工作30多年，主持、参加过多项国家重点工程项目场地环境系统的建设与改造，和机房建设、改造方面的方案评审、技术咨询，因此，把我对机房场地环境建设、改造的认识与意见提供给大家参考，希望有所帮助。

机房场地环境建设

一、机房

1、 机房区域的分隔

一般根据功能分隔为机房区、系统管理人员工作区和值班区，机房区还可以根据业务的不同再分隔为多个区域。

机房装修：根据资金情况选择装修档次。柱面、墙面：一般机房区与系统管理人员工作区和值班区都采用玻璃隔断，机房区的隔断采用防火玻璃。机房区域内的墙面与柱面采用吸音的微孔塑钢板，内附吸音材料。

吊顶：建议采用塑面金属材料，不宜采用石膏板，以减少机房内可能产生的粉尘。地板至吊顶的高度不宜超过2700㎜，太高则增加能耗。

地板：防静电地板的品种很多，不同的地板差别在于面层厚度（决定耐磨性）、粘合材料（决定面层与材基之间粘接牢度）、材基的密度与底面金属材料的厚度（决定地板的耐压强度）、地板的公差（决定大面积铺装的平整度）。

地面：地面与地板之间是空调送风的静压箱，风压很大，因此，必须保证地面的洁净度，以免粉尘进入IT设备。

承重： 一般办公室以及写字楼的楼板承重为150-250kg/m2，如果改造为机房，必须进行加固。加固有两种方法，1、把承载机柜的机架的面积加大，把重物的平均荷载减少到150kg/m2。2、加固楼板，单机柜的重量小于500kg，加固到500kg/m2, 单机柜的重量超过1000kg，建议加固到800kg-1000kg/m2。无论哪一种加固方法，都必须得到结构设计部门的认可。

保温：为了减少能量损失，在机房的顶部和地面都必须采取保温措施。顶部保温的施工相对简单，在地面做保温影响地板下的净空高度和增加作业难度，建议在机房下一层的顶部做保温。

二、配电系统

1、 高压配电：

对于一个新建大楼的业务供电系统，必须考虑其区别其它用电的特殊性、重要性。业务用电容量超过500KVA的重要业务单位，应采用外线两路高压进户，业务用电分别采用两路独立的变压器供电，每一路都应该能够承担全部业务负荷，两路高压之间互联，正常情况下，两台变压器分别供电，也可以采用一用一备的形式供电，当有一路外线断电或每年定期检修时不会影响业务。

2、低压配电：

低压配电设计方案是解决供电可靠性、稳定性非常重要的环节。由于高压的联络往往采用手动操作，时间较长，约需10分钟左右。因此，要求低压分别从两台变压器输入，两路低压之间增加联络，由于低压之间的联络是自动操作，转换时间约几百毫秒。为了保证一路断电时设备的安全运行，每一路的容量都要满足全部设备的需求。全部设备的实际用电量最大不能超过每一路输入开关容量的80%。

为了确保供电的可靠性，还需配置柴油发电机。柴油发电机容量的选配应该是需要确保的供电负荷的125—130%。需要确保设备的配电系统应相对独立，以保证柴油机只给需要确保的负荷供电。以上两部分仅作简单扼要的介绍，用户只要提出必要的需求，设计院或一定规模的机房公司都可以完成设计方案。用户需客观的认识业务保障等级和现有的环境条件，否则过于保守的设计必然造成投资增大。

三、UPS（不间断电源系统）UPS是配电系统中确保供电可靠性、稳定性的最重要的设备，下面从几个方面分析用户关心的技术特性，帮助用户选型和配置。

1、 技术指标：

输入特性：

输入电压的上限和下限

不同地域的用户要求有所不同，供电条件比较好的大、中型城市，白天的用电量比较大，单相电压220V，三相电压380V，下班以后，用电量骤减，电压可能升至240V(单相)、420V（三相）以上，所以希望上限值高一些，能达到＋15%。供电条件比较差的地方，由于超负荷用电，电压都比较低，希望下限值低一些，能达到－20%。独立变压器供电，用电量较大而负荷变化不大且供电质量比较好的用户，通过变压器抽头的调节，白天的机房建设N COMPUTER ROOM CONSTRUCTIOUPS输入电压370—375V，晚上由于外电网的波动，约在

390V左右，上下限在±10就可以了。

输入功率因数

该项参数决定了供电系统的利用率，标配的UPS输入功率因数0.8，输出功率因数.08，实际有功功率只有0.64。就是说80KW设备，必须提供125KVA的视在功率。

输入谐波THD

该项参数的大小主要表现在对上方变压器的影响，电流谐波过大则会造成变压器损耗加大，变压器发热，带载能力下降。大多数用户的UPS负载率仅为30－50%，因此，谐波含量比给出的数据较大。用电设备200KW以上的用户，该项指标应该重点关注。

输出特性：

输出电压

三进三出的UPS输出电压为380V，精度为±1%—±2%，当输入电压瞬变或负载100%突变时，电压的瞬间波动为±1%—±3% ，电压瞬时恢复时间10—50ms。上述参数都能满足计算机、网络、通信等设备的供电要求。UPS按放位置离用电设备较远的用户选配UPS时，建议选输出电压±5%范围内可以调节的UPS，以保证远端设备输入电压为380V，因为长距离低压送电损耗较大，末端电压会有所降低。

过载能力

逆变器运行过载125%时10分钟、150%时1分钟、500—1000%时1周期（容量大小不同）。大部分UPS该项

指标差别不大。

UPS选型：

目前市场上的UPS，无论进口还是国产，逆变器部分基本相同，功率器件都采用IGBT，整流器部分差别比较大，下面简要介绍其不同的结构以及工频机和高频机区别。

六脉冲整流器

功率器件采用可控硅，电路比较简单，成本较低，100KVA以下的UPS基本都采用此结构形式。

十二脉冲整流器

相对于六脉冲整流器而言，增加了一组整流器和一个移相变压器，谐波含量降低了一半，减少了对电网的污染，成本增加了。

RGBT整流器

由于RGBT是高频的功率器件，采用了脉宽调制技术，低次谐波的含量很小，所以输入功率因数接近于1，电流谐波相对于六脉冲和十二脉冲整流器要小得多。

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