计算机实训室工程设计浅析

张 垚

(天津中德职业技术学院,天津市 300191)

一、计算机实训室工程设计规范

目前,计算机实训室建筑设计所采用的规范很多。为适应计算机实训室各方面需要,其可采用的规范标准如下:

(一)总体方案及装修:《高性能屏蔽室屏蔽效能设计方案》(GB12190-90)、《处理涉密信息的电磁屏蔽室的技术要求和测试方法》(BMB3-1999)、《计算站场地技术条件》(GB-2887-2000)、《电子计算机房设计规范》(GB 50174-93)、《计算站场地安全要求》(GB 9361-88)、《建筑设计防火规范》(GB 16-87)2001版、《计算机房施工和验收规范》(SJ/T30003-93)、《建筑内部装修设计防火规范》(GB 50222-95)、《电磁辐射防护规范》(GB 8702-88)、《计算机机房用活动地板工地技术条件》(GB 6650-86)等。

(二)电力保障系统:《低压配电设计规范》(GB50054-95)、《电子计算机机房设计规范》(GB50714-93)、《计算站场地技术要求》(GB2887-89)、《供配电系统设计规范》(GB50052-95)、《通信电源设备安装设计规范》(GB5040-1997)、《通信工程电源系统防雷技术规范》(GB5078-1988)、《计算机站场地技术条件》(GB2887)、《通用用电设备设计规范》(GB 50055-93)、《电气装置安装工程电气设备交接实验标准》(GB 50150-91)等。

(三)空调及通风系统:《采暖通风与空气调节设计规范》(GB 50019-2003)、《通风与空调工程施工及验收规范》(GB 50243-2002)等。

(四)弱电系统:《光纤链路传输设计规范》(TIA/EIA-626)、《屏蔽与接地规范》(EIA/TIA 607)、《工业企业通信接地设计规范》(GBJ79-85)、《智能建筑设计标准》(GB/T50314-2006)、《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》(GB/T50311-2000)、《建筑与建筑群综合布线系统工程验收规范》(GB/T50312-2000)、《大楼通信综合布线系统》(YD/T926.1)、《明用闭路监视电视系统工程技术规范》(GB 50198-94)、《安全防范工程程序与要求》(CA/T75-94)、《通信工程电源系统防雷技术规范》(YD5078-98)等。

(五)消防系统:《火灾自动报警系统设计规范》(GB 50116-98)、《火灾自动报警系统施工及验收规范》(GB 50116-92)、《洁净气体灭火系统设计规范》(NFPA-2001)、《气体灭火系统施工及验收规范》(GB 50263-97)、《七氟丙烷(HF-227ea)洁净灭火系统设计规范》、《消防技术标准规范汇编》(公安局消防局)等。

(六)防雷接地部分参照标准:《建筑物防雷设计规范》(GB50057-94)、《计算机机房防雷设计规范》(GB50174-93)、《计算机信息系统防雷保安器》(GA 173-1998)、《雷电电磁脉冲的防护》(IEC61312)、《过电压保护器》(VDE0675)、德国VDE、国际电工IEC及GB有关防雷标准等。

(七)安防监控系统:《智能建筑设计标准》(GB/T50314-2006)、《智能建筑评估标准》(DG/TJ08-602-2001)、《民用建筑电气设计规范》(JGJ/T16-92)、《安全防范工程程序与要求》(GA/T75-94)、《民用闭路监视电视系统工程技术规范》(GB50198-94)、《涉外建筑项目安保电视系统设计规范》(DBJ08-16-99)、《防盗报警控制器通用技术条件》(GB12663-2001)、《视频安防监控系统技术要求》(GA/T367-2001)、《入侵报警系统技术要求》(GA/T368-2001)、《安全防范系统通用图形符号》(GA/T74-2000)、《超声和被动红外入侵探测器》(GB10408.9-96)、《彩色电视图像质量主观评价方法》(GB7401-87)、《工业企业通信接地设计规范》(GBJ78-85)、《电气装置安装工程施工及验收规范》(GB50254-50259-96)等。

(八)机房环境监控系统:《电子计算机机房设计规范》(GB50174-93)、《电子计算机场地通用规范》(GB/T2887-2000)、《计算站场地安全要求》(GB9361-88)、《工业企业通信接地设计规范》(GBJ79-85)、《电子计算机机房施工及验收规范》(SJ/T30003-97)等。

由上述规范标准不难看出,计算机实训室工程设计不仅集建筑、电气、安装、网络等多个专业技术于一体,更需要丰富的工程实施和管理经验。计算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稳定可靠地运行,是否能保证各类信息通讯畅通无阻。

二、计算机实训室工程设计原则

为了保证计算机实训室建设质量及先进性,设计过程中遵循以下原则:

(一)整体性原则

机房工程包含了装饰,电气,暖通,环境监控等多个专业,在设计时应整体考虑,统一规划,相互协调配合,使机房工程成为一个统一的有机体。

(二)适用性原则

机房的设计标准要达到国际,国内先进水平,满足各类计算机及辅助设备的运行工作环境要求,满足正常教学对计算机系统安全,稳定,不间断运行的高性能要求。同时,适当满足发展对外开放和各类计算机考试的要求。

(三)可靠性原则

各系统应采用高可靠性设计标准,以保证计算机系统全年每天24小时连续稳定不间断的工作。供电系统的设计要达到系统全年运行故障率小于十万分之一的标准。空调系统的设计要满足计算机系统正常运行的工作温,湿度要求,以及空气洁净度和降噪音等方面的要求。

(四)安全性原则

应具有完整的安全策略和切实可靠的安全手段来保障计算机机房用户运行系统基础环境的安全。从建筑安全性,区域逻辑管理安全性,运行管理安全性,通讯系统管理安全性,配套基础设施安全性等各个方面进行设计。

(五)先进性与经济性相结合原则

系统应采用国际先进技术,构建合理的适当超前的技术体系架构,用以确保较长时期的技术领先地位。同时又要兼顾投资的合理性,以及系统建成后的运行和维护成本的经济性。

(六)灵活性和扩展性原则

建筑平面和空间的布局应当具有适当的灵活性,各楼层的机房应进行合理的面积分割,按业务发展程度分步投入使用,机房精密空调的数量应根据需要分步配置。机房内的隔断墙结构应便于拆装,既能相对独立分割使用,又能适应扩容组合和面积扩充,各子系统也应适应这种变化,符合教学要求。

(七)总体集成性原则

计算机机房工程是一个整体工程,但同时各系统又具有相对的对立性,系统设计时应借助现代信息化,智能化技术,构建一个智能化的机房环境集中监控系统,为数据处理中心计算机房群的集成管理提供良好的控制平台。

三、计算机实训室工程详细设计

(一)建筑部分

应明确所采用的设计规范及设计方案。如:是否要节约运行成本、是否要减少网络设备电磁干扰、是否要有突出的空间特点、是否要考虑环保因素等。

1.架空地板工程

活动地板在计算机房中是必不可少的。机房敷设活动地板主要有两个作用:首先,在活动地板下形成隐蔽空间,可以在地板下敷设电源线管、线槽、综合布线、消防管线等以及一些电气设施(插座、插座箱等);其次,由于敷设了活动地板可以在活动地板下形成空调送风静压箱。此外,活动地板的抗静电功能也为计算机及网络设备的安全运行提供了保证。

抗静电地板安装时,同时要求安装静电泄漏系统。铺设静电泄漏地网,通过静电泄漏干线和机房安全保护地的接地端子封在一起,将静电泄漏掉。

活动地板应是易于更换的、灵活的、牢固的、稳定的、紧密的。活动地板有专用的通风地板。通风地板是单独加工的,钢结构。走线地板加工后都相应地套装塑料出线口,在线口内走线。地板下,一般要涂防尘漆,并考虑粘贴保温层,以做到保温绝热。

2.隔墙工程

机房外围界墙及防火隔墙建议在土建施工中采用轻质土建隔墙,并两面用水泥砂浆抹平。如机房不适宜做土建隔墙,可以采用轻钢龙骨苍松板隔墙(内镶岩棉)。其强度、表面硬度和防火性能指标均能满足要求,且保温、隔热、隔音,是轻质隔墙中的理想材料。其墙厚度约为100毫米。

3.墙面工程

近年来,在高档、先进的机房中主要采用了以下几种材料做墙面:金属复合壁板、铝塑板等。上述两种材料施工后,所见到的墙体表面相似,均为金属漆面,只是基层结构不同。

墙面处理最经济的方法是直接对墙面进行基础处理后(轻钢龙骨石膏板墙),喷涂以高级乳胶漆进行装饰。这种方法既可基本满足电脑机房基础建设技术上的要求,也可节约大量的投资,不失为一种务实的处理办法。但各项技术指标和外观效果均大大逊于前两种方法,耐久性也较差。

4.门窗工程

机房的门一般要求与墙协调。在铝塑板玻璃隔墙上的门采用不锈钢无框玻璃自由门。疏散出口,钢瓶间采用防火门。防火门一般有两种:一种为不锈钢材质;另一种为钢材漆面。

(二)电气部分

应明确所采用的设计规范及设计方案。如:是否要采用三相五线制、是否要装设过流过载两段保护、是否要采用阻燃导线及电缆、是否要将配电设备与消防系统联动等。

1.机房动力配电系统

(1)机房辅助设备动力配电系统

机房辅助动力设备包括机房专用精密空调系统,机房新风系统及排风系统等。由于机房辅助动力设备直接关系到计算机设备、网络设备,通讯设备以及机房其他用电设备和工作人员正常工作和人身安全,所以要求配电系统安全可靠,因此该配电系统按照一级负荷考虑进行设计。

电源进线采用电缆或封闭母线(电源取自建设方变配电室母线),双路电源切换柜(AA 1)与配电柜(AP1)并排安装于配电室,采取集中控制,便于管理机房空调设备。

(2)机房计算机设备动力配电系统

机房计算机设备包括计算机主机、服务器、网络设备、通讯设备等,由于这些设备进行数据的实时处理与实时传递,关系重大,所以对电源的质量与可靠性的要求最高。设计中采用电源由市电供电加备用供电这种运行方式,以保障电源可靠性的要求;系统中同时考虑采用UPS不间断电源,最大限度满足机房计算机设备对供电电源质量的要求。市电供电与备用供电电源引自两个不同的电源点,在机房配电室进行切换,再经过UPS不间断电源对计算机设备供电。

2.机房照明配电系统

主机房按《电子计算机机房设计规范》(GB50174-93)要求,照度为400Lx;电源室及其它辅助功能间照度不小于300Lx;机房疏散指示灯、安全出口标志灯照度大于1Lx;应急备用照明照度不小于30Lx。

灯具正常照明电源由市电供给,由照明配电箱中的断路器、房间区域安装于墙面上的跷板开关控制。应急备用照明灯具为适当位置的荧光灯灯带中间一管,应急照明电源由双路电源供给。正常情况下荧光灯由市电供电,市电停电时,市电电源切换到备用电源,由备用电源供电,燃亮灯具。

3.接地系统

机房设有四种接地形式,即:计算机专用直流逻辑地、配电系统交流工作地、安全保护地、防雷保护地。如:可设计为直流逻辑地设一组新的接地极,接地电阻小于1Ω;机房配电系统的交流工作地、安全保护地采用建筑物本体综合接地(其电阻小于4Ω),防雷接地由建筑物本体防雷设计考虑,机房区不再单独设计防雷接地。直流逻辑地极与建筑物接地极的距离应大于20米。

为防止感应雷、侧击雷沿电源线进入机房损坏机房内的重要设备,在电源配电柜电源进线处安装浪涌防雷器。或者在计算机设备电源处使用带有防雷功能的插座板。

4.机房配电与机房消防报警、灭火系统

当火灾发生时,感烟探测器报警后,火灾控制器发出火警预警声、光报警信号。但此时不启动灭火程序。当同一防护区的感温探测器与感烟探测器同时报警时,控制器发出声光报警信号。在手动或自动启动灭火程序喷气前,总控制台发出指令,通知人员撤离,并发出联动控制信号,切断机房配电柜供电电源,即切断非消防电源供电的用电设备。如:空调机、新风机、照明、计算机等设备供电电源。上述设备供电与消防系统的联动过程,是采用电源配电柜主断路器的分励脱扣作远距离分端。配电柜主开关均装有分励脱扣器和辅助接点,另外紧急跳闸按钮在必要时可手动切断进线电源。

5.机房用电设备用电容量估算

(1)机房辅助设备配电负荷

(2)机房计算机设备用电负荷

(三)空调新风部分

1.空调系统

机房中的环境设备在运行中散热量大而且集中,散湿量极小。即机房设备散热量的95%是显热,热量大,湿量小,热湿比极大。在这种情况下,空气处理可近似作为一个等湿降温过程。在这种情况下的焓差小,要消除余热必然是大风量。

同时,根据机房的围护结构特点(主要是墙体、顶面、地面,包括:楼层、朝向、外墙、内墙及墙体材料,及门窗型式、单双层结构及缝隙、散热)、人员的发热量,照明灯具的发热量,新风负荷等各种因素,计算出计算机房所需的制冷量,因此选定空调的容量。

机房空气环境设计参数:

夏季温度 23±2℃ 冬季温度 20±2℃夏季湿度 55±10% 冬季湿度 55±10%洁净度 粒度≥0.5μm 个数≤18000粒/分米3温度变化率 ≤5℃/时

机房的环境是靠空调机来实现的。但是,保证机房的洁净度则要求做到以下几点:

第一,机房要密封墙体围护结构清洁。

第二,机房要保持正压,防止脏空气侵蚀。新风做到两级净化,即初效、亚高效过滤器,从而使输入机房的空气质量大大提高。

第三,空调机设中效过滤器,并定期更换,从而保证机房循环中不断对空气净化。

2.新风系统

机房内的新风系统是必不可少的。清新的新风提高机房的洁净度,使机房保证正压,并提供新鲜空气。新风应满足两个指标:其一,是每人每小时40立方米;其二,是应占空调系统总风量的5～10%。

根据国家有关规范和标准规定,计算机房内应设排风系统,用以排除可能出现的烟雾及灭火后出现的气体。新风系统内设防烟防火阀。排风系统内设排风阀。阀门既可手动又需和消防报警系统联动。根据消防报警指示要求关闭或开启阀门。

(四)监控系统

应明确所采用的设计规范及设计方案。如:是否要对、保安报警系统、门禁系统、闭路电视监控系统、机房设备等进行管理、是否要便于日后系统扩展、是否要确定系统的兼容性与稳定性、是否要保证记录储存等。

1.监控中心

能保证做到没有漏报现象,操作员在中心控制室可以综观全局,了解报警事故发生的时间、地点、原因和采取的措施及实施的效果,避免依赖人手管理所无法预计的事故发生,保证管理水平提高。

2.门禁系统

系统主要实现来访者的身份确认和通道控制。系统形成一个总体网络,可以全面掌握出入口的运行状态,了解来访者的身份,并为迅速排除治安事件提供科学依据。系统应具有抗干扰性强,工作稳定,使用方便等特点。

3.闭路电视监控系统

鉴于系统的防范要求和特点,采用以数字式图象处理技术为核心的新一代视频处理系统,是最科学和最经济的,也是当今监控系统的发展趋势。不但可以每时每刻都可看到所要监控的画面、进行录像,以备出现警情后,便于案情分析。需要时,还要能对所监控画面进行数字式图象处理,系统不仅可以显示所有画面,而且又能同时全部录像,同时还具有控制云台镜头和视频移动报警功能,处理外来警报信息,图象远程传输等先进功能。

4.警报系统

在机房的进出入大门里安装被动红外探头,设防期间所有非正常开启将立即触发报警。

(五)消防报警及灭火部分

应明确所采用的设计规范及设计方案。如:是否需要进行保护区划分、是否要进行保护区单独保护、是否要将火灾报警系统与消防灭火系统联动等。

1.火灾报警系统

在每个保护区内设置烟感及温感探测器。如在火情时,报警系统出现故障,可通过保护区门口的紧急起停按钮,手动按下进行报警。如出现误报警状态,也可通过该按钮,停止报警行为持续进行。保护区地板下的探测器布置方式与室内相同。

2.消防灭火系统

目前常用设计为气体组合式全淹没灭火系统,当任意一个保护区有火警时,每个保护区单独进行保护,每个保护区喷气时间为15秒。当保护区内有火警时,保护区内报警器报警,30秒后开始向保护区内喷气,系统管路采用镀锌无缝钢管丝扣连接,管路无泄漏。

(六)防雷工程

1.机房接地

根据国际 GB50174?3《电子计算机房设计规范》,交流工作地、直流工作地、保护地、防雷地宜共用一组接地装置,其接地电阻按其中最小值要求确定。如果计算机系统直流地与其他地线分开接地,则两地极间应间隔25米。

2.线路防雷

＊在动力室电源线总配电盘上安装并联式专用避雷器构成第一级衰减。

＊在机房配电柜进线处,安装并联式电源避雷器构成第二级衰减。

＊机房布线不能延墙敷设,以防止雷击时墙内钢筋瞬间传导墙雷电流时,瞬间变化的磁场在机房内的线路上感应出瞬间的高脉冲浪涌电压把设备击坏。

(七)综合布线系统

1.常用综合布线系统采用超五类U TP系统;

2.整个机柜区分为若干组,每两排机柜设一组集中配线柜;

3.配线架端口与交换机、语音配线架以及工作区用户终端与信息出口之间均选用RJ45/RJ45跳线;

4.对于水平线缆子系统,为防止强电对数据信号的干扰,绞线电缆使用镀锌线槽在地板下敷设,线槽应良好接地,且与强电线路相距不小于30CM,将信息出口安装在办公隔断的踢角板上或墙面、柱面上或抗静电地板上;

5.系统完工后,应给出具详细的测试报告。

以上各系统可根据实际情况进行方案制定及设备选型,但要特别注意在系统建设前的规范选择及相关参数确定,避免在建设中的标准混乱,导致工程质量下降。

[1]电子计算机房设计规范(GB 50174-93).

[2]采暖通风与空气调节设计规范(GB 50019-2003).

[3]建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范(GB/T50311-2000).

[4]火灾自动报警系统设计规范(GB 50116-98).

[5]计算机机房防雷设计规范(GB50174-93).

[6]智能建筑设计标准(GB/T50314-2006).