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390万的标准数据中心机房建设方案,一步步建设数据机房
科技
2024-12-16 08:42
湖北
本期专题:
标准化数据中心机房建设方案
上有规模的弱电项目离不开机房,
那么标准化数据中心如何建设?
本期我们一起通过这份
390万的标准数据中心机房建设方案
案例详解。
一、机房建设设计方案
随着学校网络建设的深度扩展、各业务系统数据交互量逐渐扩大、数据存储量也与日俱增、网络安全等保护越来越严格等,当前简易型的中心机房已经无法满足学校在信息化发展道路上的需求了,
建设标准化数据中心机房已经成为当前的刚需,是学校信息发展的必要设施。
(一)新建标准化数据中心机房的必要性
数据中心主要安装了信息技术设备,包括计算机服务器、数据存储设备、计算机网络设备、交换机等,其环境必须满足设备和人员对温度、湿度、洁净度、电气安全、电源安全、防水、防雷击和接地等要求。
随着学校信息建设的不断扩容,国家对信息系统安全等级保护的求越来越高,为了降低信息化建设的风险,提高服务水平,改善服务质量,按GB50174-2017《数据中心设计规范》建设我校的数据中心机房非常必要的。
(二)中心机房选址、功能规划、建设标准及发展目标
1、中心机房选址
本次学院标准化数据中心机房设在南校区综合楼一一楼(即11号教学楼北侧一楼中间位置),建筑面积约330平方米左右。
2、功能规划
数据中心建设对用房进行基础装修,配置UPS及电池组、空调、配电、消防、环境监控、布线、微模块等设备,并单独配置运营商接入机房。数据中心采用模块化方式进行建设,模块化数据中心系统可根据负载情况动态调整负载需要的供电量和制冷量,实现IT设备与机房基础设施智能联动管理和精细化运营。
模块化机房包括场地改造工程、供配电系统、防雷接地系统、制冷系统、机柜系统、冷通道系统、监控系统及消防系统等设计。其中主机房区域使用面积约200平方米,40平方米作配电间,另有90平方米作为后期网络控制和接入间,南北校区各规划1间40平方米办公室(南校区11-301、北校区绽502)作为监控中心,共370平方米。
3、建设标准
机房设计参照国内机房建设的现行主要规范、标准(如有更新按新标准执行):
GB50174-2017《数据中心设计规范》
GB/T2887-2000《电子计算机场地通用规范》
GB50052-2009《供配电系统设计规范》
GB50054-2011《低压配电设计规范》
GB50057-2010《建筑物防雷设计规范》
GB50019-2003《采暖通风与空气调节设计规范》
YD/T5003-2005《电信专用房屋设计规范》
YD/T1095-2008《通信用不间断电源(UPS)》
YD5083-2005《电信设备抗地震性能检测规定》
YD5059-2005《电信设备安装抗震设计规范》
4、发展目标
数据中心机房建设完成后,基本形成布局合理、绿色低碳,网络服务质量明显优化,校园信息化服务水平进一步提升,数据服务器支撑规模满足学校未来10年的信息化发展需求。
备注:新数据中心建好后,可以支撑不低于175台服务器同时运行,目前在用服务器数量75台,预估未来平均1年增加10台服务器,将在10年后达到饱和的承载量。如果发展需求超过该规模,可在预留的扩容空间继续建设机房。
(三)各主要模块功能设计说明
1、机房、配电房场地改造
根据平面布局图,本次项目建设场地范围为:监控中心、主机房、配电间、IT设备间,共规划建设面积约为370㎡,安装数据机柜26个,网络机柜4个。
机房各功能间如下表所示:
整个装修遵循“简洁、高雅、耐用”原则,体现出专业用房作为数据机房所具有的高安全性、高可靠性、高科技、高节能等室内装潢特色;室内装潢基本格调要简明、淡雅、柔和、环保。
机房施工前应先确认外墙无渗水、漏水现象。如有,则应先对外墙进行防水处理才能进行机房施工。为防止机房外其他房间有水渗入机房,机房外围应做防水处理。如刷防水涂料等。
机房与外界连接的墙体的缝隙区管线槽接口处进行密封处理,采用全钢出口等。
2、电气系统建设
市电总输入计算容量=320KW,项目设备预计后期总体IT设备总耗电功率约为200KW;空调设备用电约100KW,其他辅助用电约20KW。
设计如图所示:
单台UPS配置3组,每组40节12V 200AH蓄电池,保证单UPS系统满负荷后备时间不少于60分钟。两台UPS整个系统共240节12V200AH电池,保证整个系统满负荷后备时间不少于120分钟。
在配电间工作人员维护及操作的位置铺设绝缘地胶。
另外,数据机房区域采用智能照明系统,实现机房正常时间没有人时,保留20%左右的值守照明;有管理维护人员进入时,通过人体感应器自动打开各区域照工作人员离开机房时,自动延时关闭机房照明;有危险情况发生时,应急照明自动亮起,同时起到逃生指示作用;机房入口照明与刷卡联动,或者通过人体照明感应自动控制。
3、接地防雷系统建设
按照GB50174-2017接地标准,在机房市电输入配电柜内增加防雷器(市电进线柜),作为电源系统第一级防雷。
满足二级防雷要求。(设备端配电柜会达到B级防雷,其他设备分别c级或D级防雷),防雷接地电阻小于等于4欧姆。
机房内采用30mm×3mm的铜带沿机房四周做一个“目”形铜带网格,紫铜带用绝缘端子固定在机房楼板上,机房的彩钢板、机柜和其它需要接地的设备,用ZR-BV6mm2的铜线接到铜带上,再用l0mm的铜箔按在机房地板上铺设放静电网,使机房成为一个“法拉第笼”,为了能及时排除产生的静电,再用ZR-BV50 mm2的铜线通过等电位连接排把引线接入机房接地体。
机房计算机以及一切微电子设备需直流接地的设备用ZR-BVR6 mm2导线接入直流网格,每个机柜供电功率不少于20KW。
4、新风排风及制冷系统建设
新风利用管道分别送至机房的空调回风口,机房新风机需配置相应的新风管道、以及相应的防火阀。
如图:
采用风冷型精密空调,具有高可靠性、高能效、高可用性,实际效果使用良好。
如图所示:
封闭冷通道制冷示图:
5、机房布线工程
综合布线系统的电缆敷设贯穿在整个机房,整理设计原则是具有兼容性、灵活性、模块性、可扩充性、经济性。
数据中心采用网络列头柜模式,按机柜列或者系统部署网络安全分区防护的策略,减少设备柜到综合布线柜之间线缆长度,做到灵活的部署设备,包括:
(1)单柜配置一条24芯光纤,24条网线;
(2)单柜配置一条24口铜缆配线架汇聚于综合布线柜,两个模块间配置2条铜缆配线架互联;
(3)网络配线架及光纤配线架配置理线器;
如图所示:
6、消防系统
防火等级为乙级机房防火等级(B级机房):具备防火分区,有火灾自动报警系统和手动灭火设备。消防系统建设方案如下:
(1)机房各区域吊顶的上、下及活动地板下,均设置感烟、感温两种探测器。
(2)要求提供自动控制以及手动控制以及应急操作控制方式。
(3)气体灭火控制器输出火灾报警、系统故障、气体喷放等三个信号,传送至消防中心联动控制柜,实现系统联动。
(4)报警系统和自动灭火系统应与供电系统、门禁系统、空调、通风系统联锁。
(5)报警系统和自动灭火系统应与门禁系统联锁。当发生火警时,应能解除门禁控制。
如图所示:
7、机房制冷系统建设
本次模块化机房共30个机柜,每个机柜设计容量5KW,总容量150KW,且规划6个机柜作为后期学校部署超算业务,单柜功率可达到十五千瓦,满足目前150KW制冷量且做到3+1冗余设计,故采用4台50KW制冷量列间空调,也兼顾后期超算业务上线留有余量。
备注(1):IT设备的用电功率最后都是转化成热量,我们空调常说的匹,1匹制冷量是2.5KW 。
备注(2):根据公式:环境冷负荷Q2=(0.12--0.18kW) / m2×机房面积(视地域情况取值不同,一般南方区域取0.18,中部区域取0.15,北方区域取0.12).本次配电间40㎡,Q2=0.18KW/ m2*40㎡=7.2KW
备注(3):根据公式:环境冷负荷Q2=(0.12--0.18kW) / m2×机房面积(视地域情况取值不同,一般南方区域取0.18,中部区域取0.15,北方区域取0.12).本次主机房约135㎡(预留区约65㎡),Q2=0.18KW/ m2*135㎡=24KW
8、微模块机柜集成及动环监控系统建设
通过布署数据中心基础设施管理系统,对数据中心的高低压配电柜、UPS、蓄电池、精密空调、冷冻水、发电机、温湿度等机房基础设施进行采集,
实现以下内容:
(1)数据中心基础设施集中监控,全面直观展示数据中心基础设施运行状态,对相关数据进行分析,及时输出告警信息并精准定位,从而达到预防故障。
(2)
综合供配电、机房环境以及安防系统的数据,并进行统一展示和联动控制,实时向外输出告警信息。
(3)对数据中心资产进行全生命周期的资产管理,根据机房设备设施信息建立机房容量管理,全面呈现及分析数据中心能耗分布情况。
微模块示图:
动环示图:
动环监控对象参数需包含不限于下列参数:
(1)高压进线柜:三相输入电压、三相输入电流、开关状态、过流跳闸告警、速断跳闸告警、失压跳闸告警、接地跳闸告警等。
(2)低压出线柜:开关状态、过流跳闸告警、速断跳闸告警、失压跳闸告警、接地跳闸告警等。
(3)母联柜:开关状态、过流跳闸告警、速断跳闸告警等。
(4)直流操作电源柜:贮能电压、控制电压;开关状态,贮能电压高/低,控制电压高/低,操作柜充电故障告警等。
(5)变压器:过温告警等。
(6)低压进线柜:三相输入电压、三箱输入电流、频率、功率因素;开关状态、缺相、过压、欠压告警;开关分合闸等。
(7)柴油发电机组:遥测:三相电压,三相电流,输出功率,发动机转速,冷却水温度,油压,启动蓄电池电压。遥信:工作状态(运行/停机),工作方式(自动/手动),过电压,欠电压,过载,油压低,水温高,频率高,转速高,启动失败,油位低等告警。
(8)UPS:遥测:三相输入电压、直流输入电压、三相输出电压、三相输出电流、输出频率、标示蓄电池电压、标示蓄电池温度等。遥信:同步/不同步状态,UPS/旁路供电,蓄电池电压低,市电故障,整流器故障,逆变器故障,旁路故障
(9)蓄电池:遥测:蓄电池组总电压,单节电池充、放电电流,单节电池安时量;遥信:蓄电池组总电压高/低,标示电池温度高,充电电流高/单体电池内阻。
(10)分散空调设备:遥测:空调主机工作电压,工作电流,送风温度,回风温度,送风湿度,回风湿度,压缩机吸气压力,压缩机排气压力;遥信:开/关机,电压、电流过高/低,回风温度过高/地,回风湿度过高/低,过滤器正常/堵塞,风机正常/故障;遥控:开/关冷冻机,开/关冷冻水泵,开/关冷却水泵,开/关冷却塔风机。
(11)冷冻系统:遥测:冷冻水进/出口温度,冷却水进/出口温度,冷冻机工作电流,冷冻水泵工作电流,冷却水泵工作电流;遥信:冷冻/冷却水泵、冷冻机、冷却塔风机的启/停状态和故障报警,冷却水塔(箱)液位低告警;遥控:开/关冷冻机,开/关冷冻水泵,开/关冷却水泵,开/关冷却塔风机。
(12)空调系统:遥测:送/回温、湿度;遥信:风机工作状态,故障告警,过滤器堵塞报警; 遥控:开/关风机。
(13)环境:遥测:温度、湿度;遥信:烟感、温感、水浸、门禁、图像监视、红外告警、玻璃破碎告警;
(14)列头柜:各开关下PDU运行状态、电源电压电流、列头柜下各机柜开关累计用电量等。
智能设备通信协议、通信接口、设备通信接口监控参数由设备厂家提供。液位告警高度以油箱、水箱、冷却塔1/4高度为标准。
9、机房集中监控系统
(1)系统集成:集成动环监控系统、门禁系统、动环监控系统、机房微模块等。
(2)3D可视化:3D可视化方式虚拟数据中心实景。
(3)统一的层层递进展示基础设施安全和运维效率。
(4)所想即所得:分场景展示数据中心信息,评估数据中心的效率和运维质量。
(5)实时记录和展示数据:查看并展示实时的能耗数据、选择性存储数据、回放历史数据、计算PUE等指标、自动化报表任务、能耗告警等功能。
(6)监控中心大屏展示:数据中心数据远程展示和控制。
10、其它配套建设内容
除上述数据中心主要建设内容外,还配套建设了监控室大屏、南校区旧机房光缆割接、运营商机房改造、现有云平台及服务器群迁移、网络安全设备、新增配电柜及所有设备开机调试等内容。
以上标准化数据中心机房建设项目总预算为390万元。
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