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数据中心机房建设 有哪些国家标准和行业标准或规范

来源:乐鱼在线登录网页版 作者:乐鱼平台官网首页 发布时间:2022-09-16 19:22:24

  由于国家将数据中心的建设列为“新基建”的重要内容,因此全国正在加快数据中心的建设,但是数据中心的建设水平一直不平衡,尤其是能源消耗,例如电源,散热,成本等限制了数据中心的有效利用。 由于早期缺乏全面性和长期规划,缺乏灵活性和可扩展性,随着业务的发展和应用程序的增加,无疑暴露出传统数据中心的弊端,从而导致重建问题屡屡存在。 传统数据中心要实现可持续发展和绿色化,还有很长的路要走。

  基于数据中心凸显的各种问题,国家或地区发布了一系列标准和行业标准或规范。

  计算机信息中心的建设与维护是信息传输的重要组成部分。 计算机信息中心计算机室是放置各种硬件设备的地方,尤其是关键设备存储在中央计算机室中。 内部设施和环境安全直接影响设备的稳定运行和寿命,并且有很多维护点,需要特别重视。

  目前信息中心主要有三大类机房:中心机房、设备间、其他设备间。大型信息中心机房还可分为:数据中心、网络中心和管理运行中心,建设规格上主要还是按这三类来设计。不同的机房,功能也各不相同:中心机房主要用于数据存储、网络运行和运维管理,必须严格按照相关标准进行设计规划;设备间主要用于存放网络设备,这个可以根据设备的情况灵活调整,但不要太背离相关标准;其他机房按照各自的功能进行规划设计,其中UPS、空调、防雷、接地、空气净化等是必须的配套设施。

  21. GB50057-94(公告24)《建筑物防雷设计规范(2000年局部修订)》

  1.标准化原则,结合数据中心的系统状态和发展规划,并遵循国家有关规范和标准,设计出满足信息中心需求并符合标准的机房方案。

  2.前瞻性原则,机房的设计应结合系统的操作特性以及现有系统和预期发展的因素,采取先进的技术措施,并制定出技术先进,经济的、合理的设计方案。

  3.可扩展性原则,机房的设计应可扩展性,以满足信息中心的长期发展,最好具有10年的生命周期。

  4.适应性原则,机房设计、网络规划和布线规划应相互关联并在整体上保持一致。 机房中的空间可以根据系统运行的需要灵活调整。

  2. 场地要求:机房一般应位于多层建筑或高层建筑的二,三层,应有足够的水源,稳定可靠的电力,并且应远离产生粉尘,油烟,有害气体以及贮存有腐蚀性,易燃和易爆材料的仓库等,还应远离强地震源和强噪声源; 避免强烈的电磁场干扰(例如广播发射机,雷达站,高压线. 根据计算机系统对温、湿度的要求,可将温、湿度分为A/B/C等级,机房可按某一级执行,也可按某几级综合执行(综合执行指的是一个机房可按某些级执行,而不必强求一律,如某机房按机器要求可选:开机时A级温、湿度,停机时B级温、湿度)。

  4. 尘埃:机房内的尘埃依机器的要求而定,一般可分为A/B两级(注:A级相当于30万粒/ft3,B级相当于50万粒/ft3)

  6. 燥声:开机时机房内的燥声,在中央控制台处测量应小于70db(A)。

  7. 电磁场干扰:机房内无线电干扰场强,在频率范围内0.15-1000MHz时不大于120dB。机房内磁场干扰场强不大于800A/m(相当于10Oe)

  8. 各房间楼板荷载要求主机房:5.0-7.5KN/m2;配线;电源室:要根据蓄电池摆放形式确定,约为8.0-12KN/m2;一般工作间:2.5KN/m2.

  9. 消防、电磁干扰、安全保密还必须满足机房人员的卫生环境要求和对外的形象要求。

  1. 功能划分:数据中心机房组成应按计算机运行特点及设备具体要求确定,机房面积可根据计算机设备数量或占地面积进行估算,通常机房设计除考虑主机房用房外,还需考虑配置各种辅助用房,主要包括以下几类:

  2. 结构与装修:数据中心机房在结构上应设独立的出入口,当与其他部门共用出入口时,应避免人流、物流交叉;宜设门厅、休息室和值班室。人员出入主机房和基本工作间应更衣换鞋。机房与其他建筑物合建时,应单独设防火分区。计算机房安全出口不应少于2个,并尽可能设于机房两端。机房装修包括地板、吊顶、墙壁装修以及隔断、防火金属门建设;机房装修要体现机房区域的特点,从内部看,要重点体现高科技的工作环境、严禁的科学气氛、简洁大方的装修线条、庄重典雅的装修色彩以及以人为本的环保装修理念。机房装修要严格按照国家相应的标准规范执行。

  一旦确定了中心机房的位置,就很难移动,因此中心机房的建设是一项长期计划。 它直接影响自身的使用寿命和可扩展性。

  (包括第一主机房和第二主机房,下同)的面积服务器和其他设备不仅包括当前设备的数量,而且应考虑未来十年所需。建议设备尽量选择机柜式设备。塔式设备参照机柜计算。

  主机房的使用面积应根据计算机设备的外形尺寸布置确定,使用面积应符合下列规定。计算公式:A=K∑S

  一般三级以上信息中心的主服务器机房面积配置在75-100㎡较为适宜,不能少于60㎡;二级或以上的信息中心至少应大于50㎡。

  根据数据中心机房环境及设计规范要求,主机房和基本工作间,均应设置空气调节系统。其组成包括精密空调、通风管路、新风系统。流送回风所采用下送上回、上送下回、上送侧回等方式。新风宜采用经温湿度、洁净度预处理后的新风,与回风混合后送入机房。

  信息中心机房空气环境设计参数(根据电子信息系统机房设计标准-GB50147-2008和《计算站场地技术要求》(GB 2887-89)中规定机房的温湿度要求):

  机房必须保持正压以防止脏空气腐蚀。 新风要做到两级净化,即初级和次级高效过滤器,从而大大提高计算机机房中输入空气的清洁度;

  依据电子信息系统机房设计标准-GB50174-2008,空调制冷设备的制冷能力应留有 15%~20%的余量;当计算机系统需长期连续运行时,空调系统应有备用装置。

  信息中心信息中心机房内设备集中,密度大,热负荷也较其他行业大(电信、金融行业除外)。依据实践经验,建议采用 350Kcal/m2.h计算较为合适。

  送风方式可依据机房的结构进行选择。在机房抗静电地板有一定的净高度(大于350mm,最好在500mm高度),且地板下没有明显的阻风设施,建议采用下送风的空调系统;反之,则采用上送风的空调系统;弥漫式的空调系统一般适用于机房面积较小的楼层设备间或汇聚层设备间里安装。

  主机房供电系统主要包括:主机房设备 UPS 用电、UPS 本身用电、照明用电、消防用电、安防门禁用电及其他辅助区域用电。

  依据主机房用电量(即 UPS 视在功率)和相关辅助设备用电量,确定信息中心实际用电负荷;再考虑未来 5 年机房用电扩展负荷量,计算出总的用电负荷(一般:20KVA、40KVA、60KVA、80KVA、120KVA、160KVA)。由信息中心供电部门负责敷设独立的供电回路(信息中心配电室—信息中心配电箱)。此回路在信息中心配电室端应有双路供电保障。总进线电缆采用三相五线. 电源质量要求

  第一主机房供电系统应符合《电子计算机机房设计规范》(GB50174-93)中的要求。

  在电子信息系统机房设计标准-GB50174-2008中对电压变动、频率变化、波形失真率均有具体的分级要求(见下表)。

  主机房供配电系统应考虑计算机系统有扩展、升级等可能性,并应预留备用容量。

  对供电可靠性要求较高,需要保证顺序断电安全停机,业务主要计算机系统等应采用 UPS。

  UPS 应尽量考虑选择在线式,设计容量应该考虑实际负载容量小于 UPS 额定容量的 60%。

  配电箱通常有总进线箱(柜)、普通电源配电箱、UPS 电源配电箱。总进线箱(柜)的绝缘性能应符合国家标准 GBJ232-82。普通电源配电箱、UPS 电源配电箱配置应有适合每个配电回路的空开(特别是向各设备柜供电的空开,通常选用 20A、32A 或以上的空开),应有防浪涌保护器,应按国家规定的颜色标志编号。

  主机房内各设备使用的插座容量要符合设备对用电量的要求,并有一定的冗余量。

  主机房内插座安装的位置一般在抗静电地板下或直接接进机柜里;也可以安装在使用方便但较为安全的地方。有足够的电源插座,每个电源插座的容量应不少于 300W 负荷。禁止用临时的照明开关控制上述电源插座,减少偶尔断电事故发生的频率。

  主机房按电子信息系统机房设计标准-GB50174-2008要求,主机房的平均照度为300LX;其他辅助功能间照度不小于200Lx;机房疏散指示灯、安全出口标志灯照度大于1Lx。

  机房静电防护应符合电子信息系统机房设计标准-GB50174-2008的相关规定。

  机房接地应符合《电子计算机机房设计规范》GB 50174-93的相关规定。防雷保护接地必须严格执行《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB 50343-2004的相关规定。机房接地主要包括以下部分:1.安全保护接地,即机房内所有设备外壳及空调等设备机壳接地。

  机房安全防范系统:机房安全防范系统是保障机房安全的重要措施它对机房内的重点区域进行实时图像监视和录像,对出入口实施门]禁控制管理和考勤管理,对有可能发生入侵的场所实施报警管理。它由图像监控系统、门禁系统、防盗报警系统等子系统构成。各子系统之问实行一定的联动管理控制,以实现更优化的安全防范控制。

  雷击发生时产生巨大的瞬变电磁场,在1 km范围内的金属环路,如网络金属连线等都会感应到极强的感应雷击;另外,当电源线或通信线路传输过雷击电压时,或感容性负载(如空调机)正常启动关机时也会产生相应的大小不等的感应过电压;还有,建筑物的地线系统在释放雷击时所产生的强大的瞬变电流,对于网络传输线路来说,所感应到的过电压己经足以一次性破坏网络。即使不是特别高的过电压,不能够一次性破坏设各,但是每-次的过电压冲击都加速了网络设备的老化,影响数据的传输和存储,甚至DOWN机。这是一种量变,直至到某一-次过电压时形成质变,彻底损坏的过程。网络的防雷、防过电压是连续性的,而不是针对某次雷击的偶然性的。1. 建筑物防雷建筑物的防雷主要通过安装避雷针来实现。避雷针可以有效地防止雷击损害建筑物,并大大降低了雷直接击中网络传输线和网络设备及电源线的可能性,-定程度上起到了网络防雷的作用。

  2. 电源防雷电源防雷的主要作用是防止雷击过电压从电源供入端进入设各,保障设备以及数据传输的畅通无阻。

  普通插座的按地端要接地,地线的好坏不但直按影响电源防雷器的效能而且还影响信号防雷器的效能。由于雷击造成的各种形式的破坏性能量几乎都是通过地线释放的,所以,要防雷做好地线是关键。电源防雷器的作用是使电压维持在一定的范围之内。雷击所造成的瞬间电源高压能通过电源防雷器转化成电流的形式通过地线释放到大地中,使电源电压在极短的时间内降到设备可按受的程度。熔断器的作用是防止电源防雷器短路性损坏之后引发火灾或其他事故。

  3. 信号防雷网络传输线主要使用的是光纤和双绞线。其中,光纤不需要特别的防雷措施,但要注意的一点是:若室外的铠装光纤是架空的,那么需要将光纤的金属部分按地。而双绞线以太网是目前应用最多的方式,由于双绞线屏蔽效果较差,因此感应雷击的可能性比较大,对于跨越房间、按近窗口或在室外的双绞线和网络设备之间均需安装RJ10M/100M信号防雷器,以防止双绞线引入的过电压损坏与之相连的网络设备。

  总之,系统的防雷方案必须从雷击各个可能的引入途径进行保护,因此,首先是网络电源需做系统防护,然后要对接入网络设备的所有线路进行分析,例如专线线路、网络线路等,并根据网络形式检查需要安装的位置和数量。此外,相当重要的是在有外来线路进入的DDN或ISDN一定要在线路上做相应的保护(如RJ45-ISDN防雷器、RJ45-DDN防雷器等)

  信息中心信息中心应配置[门禁管理系统,主要安装于主机房、主要辅助机房、信息中心主门(有的信息中心较为分散,则无此项)。其主要作用是:

  (1)非信息中心人员、机房工作人员不能随意进入信息中心、机房。如需要进入时,须做好登记,并服从值班管理人员的管理。

  (2)自动存储出入人员的有关信息,如时间、地点等,并能有效地统计和存档记录。

  (3)配合信息中心管理制度的严格执行。配置信息中心门禁时,必须严格遵守《安全防范工程技术规范》(GB 50348-2004)等国标规范。信息中心信息中心面积较大时,建议设置对讲系统。消防安全

  遵循下列有关的消防安全国家标准和北京市地方标准:《建筑设计防火规范》(GB 50222-1995)

  主机房应设二氧化碳或卤代烷灭火系统,并应按现行有关规范的要求执行。根据主机房面积、设备价值和工作性质,可采用移动式、半固定式或固定式二氧化碳或卤代烷灭火系统。一般工作间、辅助间水消防措施。同时,机房应设置火灾自动报警装置和应急广播。

  机房环境监控系统是对机房中的空调设备、UPS设备、配电柜、空调水管有无漏水、机房环境的温湿度等环境参数进行集中监测管理的系统,是机房管理人员实现机房科学管理的重要手段。其组成包括空调系统监控、UPS系统监控、配电系统监控、漏水监测系统、温湿度监测系统。-套好的机房环境监控系统是机房硬件环境系统建设的有利补充,对保障计算机设备正常运行十分必要。

  主机房内服务器、小型机、交换机等设备尽放在机柜内。为了方便维护和管理,建议如下:主机房内设备分布宜采用分区布置,一般可分 为网络交换机机柜区域、HIS 服务器机柜区域、PACS服务器机柜区域等不同区域;

  主机房内线缆主要有电源线缆和数据线缆。线缆可以敷设在活动板下桥架内或敷设在天花板吊架上。建议吊架上敷设数据线,活动板下敷设电源线。任何架空线缆不允许直接进入主机房。机房内的电源线应尽可能远离计算机信号线,并避免并排敷设。当不能避免时,应采取相应的屏蔽措施。敷设的光纤、双绞线上应该标注标识,表明线缆的来源和目的。

  微模块化数据中心是数据中心建设领域中最热门的概念之一。 模块化的建设方法可以大大缩短数据中心的建设周期,节省成本,并使数据中心的建设简单快捷。 国内的互联网巨头在过去的两年中,它也已经开始尝试建设微模块数据中心。 外国公司:IBM,Microsoft和Google等互联网公司已率先采用微模块数据中心。 国内企业:运营商,阿里巴巴,腾讯等互联网企业客户已在新的数据中心采用微模块数据中心产品,都在建设周期,能耗和成本方面都受益。 例如:百度最近采用了预制的模块化方法来扩展其数据中心。 腾讯还构建了可拆卸和可组装的微模块,并将其用作组装配电单元,空调单元,IT单元和监控单元的载体。 并使其成为一种产品。 阿里巴巴和其他国内互联网公司已开始积极投资开发微模块技术,并建立了符合自己业务特征的微模块数据中心。 在广东联通的支持下,腾讯,中兴和广东联通在深圳坪山新区共同建设,完成了数据中心与亚洲微模块数据中心的划时代变革。 拥有15,000平方米的容量和12,000 kVA的容量,花费了四个多月的时间来构建具有Tier3 +可用性,30%的负载率PUE1.5的数据中心以及超过85,000台服务器和交换板。 如今,互联网公司已成为数据中心建设和应用的大用户,因此对IDC的探索在一定程度上代表了该行业的发展方向。 根据微模块数据中心的公开运营结论,使用微模块构建数据中心的粒度更小,灵活性更高,并且不再受容器中狭窄空间的限制,并且更加灵活 方便操作,维护和搬迁。 当然,无论是微型模块数据中心还是其他形式的数据中心建设,具有部署,绿色节能和高效资源利用的数据中心都是企业期望的。

  微型模块化数据中心是一种模块化数据中心产品,它集成了IT机柜,制冷,不间断电源,消防,照明,监控,布线,安全和其他功能模块。 其组成单元符合行业通用规范标准化产品,微模块的神奇之处在于,在数据中心施工现场,工人可以通过简单的组装和连接来实现微模块的整体交付,这既简单又 方便快捷,可大大缩短工期并减少施工难度。施工难度大,可确保工程按时,准确,有序地完成。 如何实现这种类似构建基块的方法? 这是因为在实际应用中,人们已经标准化了微模块及其功能单元的容量,尺寸,接口和主要技术方向的定义,从而使微模块具有工业化的特点,具有产品化和标准化的特点,每个功能单元 微型模块可以在工厂预制,然后在数据中心现场组装成微型模块。 多个微模块集群形成一个大型数据中心计算机室,以便最终形成多个计算机室。在数据中心园区中,微模块可以根据IT机柜要求,计算机室等各种因素灵活地组装各种单元组件。 面积和功率密度,实现了标准且平衡的微型模块组成设计,并且可以根据特定项目条件进行定制,非常灵活。1. 与传统解决方案相比,微模块模式可以大大节省面积,简化布局难度。 以144个6-8kW标准业务柜项目的建设为例。 传统的计算机机房布局需要三个功能分区才能达到730平方米的总面积。 一个机柜的平均面积需要5平方米。 微模块的布局仅需要一个功能区,净面积为520平方米,单个机柜的平均面积为3.6平方米。

  2. 易于拆卸和组装。 微型模块由工厂预制,具有工业化和标准化的特点,并且易于拆卸和组装。施工时间短,施工现场易于管理。

  3.冷库和行间冷却微模块由两排彼此面对的设备单元以及过道封闭组件,天窗,侧门等组成,以实现冷热通道与空气的隔离,行间供给距离短,制冷系统控制策略精度高,还可以实现按需柔性制冷,该方法支持高密度负荷。

  4. 内置不间断电源系统微型模块集成了UPS或240V DC和电池不间断电源系统。不同的微模块可以由不同的电源系统供电,从而在同一房间内实现多种电源的混合使用。

  1.机房设备制造商提倡微模块数据中心的概念。 国家的政策环境吸引了数据中心基础设施制造商和传统的UPS制造商进入微模块数据中心市场竞争。 主要制造商都在提倡“微模块”数据中心和Release相关产品的概念。 台达和其他制造商拥有微模块数据中心解决方案,台达的InfraSuite系列产品在市场上受到用户的认可。

  2.政策的发布推动了微模块数据中心的应用。大量国家政策的密集发布表明,政府在数据中心建设中重视能效指标和新技术的应用,而微模块数据中心则在能耗方面表现出色,建设和规划用地 占领优势符合政府的政策指导。 结果,微模块数据中心进入了快速增长的阶段。

  3. 产品优势吸引用户选择并构建微模块数据中心。 随着能源成本的持续上涨,许多公司一方面必须确保数据中心的利用率保持稳定,另一方面必须严格控制能耗、成本,这大大增加了业务运营的负担。 就民用建筑成本而言,微模块数据中心优于传统的机房建筑,它采用工厂预安装的形式来减少设计,工厂管理和总承包成本,并节省约30%的传统成本。 而且由于工厂中的预安装,因此建设周期通常为数周,这比传统数据中心的建设周期要短得多,并且具有快速部署的优势。 微模块数据中心可以快速扩展,并可以在远程办公室和临时工作中进行安装和部署。 在安装和部署过程中,只需要电源,供水和网络连接即可建立功能全面的数据中心。 因此,就行业用户而言,包括互联网公司,电信运营商和大型企业在内的许多行业客户已开始尝试部署微模块数据中心解决方案。

  微模块数据中心用于响应云计算,虚拟化,集中化和高密度服务器的变化,提高数据中心的运行效率,降低能耗,并实现快速扩展,而且彼此之间不会相互影响, 微模块数据中心是指多个具有独立功能,统一输入输出接口的微模块,不同区域的微模块可以相互备份,通过相关微模块的安排和组合形成一个完整的数据中心。 模块。 微模块数据中心是一个集成的,标准的,最优的,智能的,高度适应性的基础架构环境和高度可用的计算环境。 微模块数据中心将能够满足IT部门对未来数据中心的迫切需求,例如标准化,微模块,虚拟化设计,动态IT基础架构(灵活,高资源利用率),7x24智能运营管理 (流程自动化,数据中心智能),支持业务连续性(容灾,高可用性),提供共享的IT服务(跨业务基础架构,信息和应用程序共享),快速响应业务需求的变化(按需资源), 绿色数据中心(节能,减排)等 。快速部署,缩短工期

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