机房工程及防雷接地等系统方案

机房工程及防雷接地等系统

12.1 概述

XXXX大酒店弱电机房共有2个，一层西侧为监控和消防机房，主要布置安保监控、背景音乐等系统，机房面积约为80平方；五层为通信及计算机网络机房，它也是我们所设计的重点，机房内布置计算机网络设备、配线架机柜、程控交换、话务管理、卫星机房、UPS机房以及智能化服务中心等。根据国家对弱电机房的要求，浙江XXXX大酒店的机房按照C类机房进行设计。其中重点考虑五层的计算机网络机房，一层的机房主要考虑静电地板、应急照明、双电源以及UPS系统的设置，其中UPS 系统是从五层UPS机房引出5KW作为其后备电源。五层网络机房除上述功能外，还要求考虑机房的供电、接地、消防、装修、静电处理等要求，装修可由专业公司统一装修。

中心机房位于一层的通信机房，面积为80平方，根据功能区分可以分为网络中心、通信中心、UPS间、监控中心、数字电视机房、配线区及管理值班间。其中UPS 间、网络中心二者之间应有分割，便于管理与操作。房间的分割也应根据功能区进行划分。UPS间采用隔音轻钢龙骨石膏板（中间采用石膏棉）隔离，并设置不同的进出通道，网络中心内的隔断采用透明玻璃隔断完成（玻璃隔断下方1.2M为轻钢龙骨石膏板）。

12.2 设计原则

参照国家机房设计标准C级标准设计。

12.3 设计依据

在计算机机房设计中必须遵循国家以及相关行业的标准规范执行。

《电子计算机机房规范》GB 50174-93

《计算机场地技术条件》GB 2887-89

《计算机站场地安全要求》GB 9361-88

《计算机机房用活动地板技术条件》GB 6550-86

《浙江59号关于加强计算机信息系统防雷减灾的通知》

《电器装置安装工程施工以及验收规范》GBJ 232-82

《民用建筑电气设计规范》JGJ/T16-92

《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施工及验收规范》GB/T50312-2000

《火灾自动报警系统设计》GBJ 116-88

《火灾自动报警系统施工以及验收规范》GB50116-92

《二氧化碳灭火系统设计规范》GB 56193

12.4 方案设计

机房建设是整个弱电系统最后的集中场所，它应该体现科学、有序、合理、方便的总体布局。同时机房建设中是强弱电并存的汇集地更应该强调它的安全和可靠。如计算机主机室主机服务器承担所有图文数据信息的交换与存储是机房系统地核心设备。它的排放位置与它的技术要求都有比较严格的规定，一般状态下，主机服务器是24小时不间断的工作，而且通常是无人值守。如何使主机系统工作正常，稳定可靠，除了选择主机设备是关键外，对主机系统的运行环境也有明确的要求。如环境温度一般在24±2度。湿度45%。不能太干，也不能太湿，太干容易使器件暴烈，太湿容易使IC器件表面跳火容易损坏。主机一般存储有大量运行管理的信息。一旦发生火警决不能使用液体灭火。必须采用二氧化碳气体灭火。在消防启动后必须自动关断排风机以及相应空调及动力供电的电源开关系统。同时必须将机房火警的信息自动告诉机房值班室主管人员以及维护人员。实现远程报警功能。机房在动力供电一般应该考虑双路供电方式加不停电电源的供电，或者采用自备柴油发电机组供电，在机房供电系统中均必须实现自动切换的功能。机房平面工作室的划分除了主机房以外，还应该设有网络配线间，通信路由交换间，网络管理工作室，以确保机房工作流程的需要。

为了考虑机房主机系统工作安全必须设计二级防雷系统，高低压配电立柜中设一级防雷而在主机房配电立柜中必须设二级防雷保护器并保证有良好的防雷接地系统，一般要求防雷接地电阻小于1欧姆。

由于机房主机工作室内均有直流高压的存在容易产生静电场，同时许多装饰材料也容易吸敷正电荷而形成静电场。由于静电场的存在容易产生瞬间跳火击穿器件，所以机房内必须有静电场泄放系统，此系统必须是独立的，一般静电泄放系统与静电泄放地网系统相结合，其接地电阻应该小于2欧姆。所以讲机房工程不仅解决主机系统设备的配置，更主要是保证主机系统地运行安全的环境，是一项多学科高技术的工程实施内容。

12.4.1 机房装修工程设计

1.吊顶设计

吊顶应具有一定的承载能力，必须能够承受住全部安装设备的重量。吊顶以上的空间要留有一定的间隔。吊顶构件最好是可拆的，以便于人员能够进入吊顶空间。所选用的吊顶板及其构件应具有质轻、防火、防潮、吸音、不起尘、不吸尘等性能。

我们选用装配式轻钢U型龙骨吊顶。U型装配式轻钢龙骨吊顶是用U型薄壁轻钢龙骨作为承重骨架，再配以固定构件，吊顶板用自攻螺丝固定于承重骨架上。又有施工安装简便的长处。

吊顶材料的选用：

1．龙骨选用C60可上人龙骨，便于吊顶内施工和以后吊顶内维修。

2．吊顶板选用：在网络中心、UPS间、通信采用600×600×0.7方型铝合金微孔板，具有质轻、防火、防潮、吸音、不起尘、不吸尘等性能。在机房其它区域采用纸面石膏板吊顶，同时留一些检修口，便于以后维修。

吊顶的施工：

1．机房吊顶板距楼板2.8米安装，吊顶上空间高为800mm（含梁）。

2．安装按照施工规范和厂家要求。

2.隔断设计

在网络中心机房内，隔断采用12mm亚光钢化大定玻隔断和轻钢龙骨石膏板隔断相结合，网络中心、UPS间、通信中心之间采用隔音轻钢龙骨石膏板（中间采用石膏棉）隔离。

3.地面静电地板设计

在机房装修设计中，防静电活动地板是一个很重要的组成部分。活动地板又称假地板或双层地板，是根据需要可在机房真地板上灵活装、拆的地板。利用活动地板可以在机房内组成一个地下空间的建筑结构。活动地板的结构具有以下特征：1．活动地板结构为敷设设备间的信号线、电源线及机器地线系统提供了合适的空间。计算机设备通过活动地板可以自由地进行电气连接，因为活动地板具有可拆卸性，所以对电气连线的敷设，检修及更换都很方便。所有连线都从活动地板下进入设备，使设备间连线可以直接连接，距离最短，因而可减少信号在传输过程中的损耗。

2．无论机房的形状和面积如何，都能方便而迅速地装配并能容易地拆除。这样就便于设备的布局与调整，同时减少了因设备扩充或更新换代带来的建筑设施的改造。

3．能够借助可调支架找平地板的不平度。

4．地板表面牢固、耐磨、洁净、不起尘、不吸尘、不反光、不打滑。

5．在主机房内采用抗静电的金属活动地板，能使静电荷通泄至地并能反射电磁辐射。

地面处理：

本次机房设计地面处理如下：

1．地坪应作平处理。

2．机房其他区域采用600×600抗静电地板。

3．在机房区域的顶及地面采用防尘处理，刷防静电防尘油漆。

4．地板高度：

根据国家规范，地板高度宜为250—350mm，本机房地板高度为300MM。

4.机房门设计

门主要为两种：

木质防火门，用于与机房外部相接处和石膏板隔断处。

无框玻璃门，用于玻璃隔断处。

需要大设备安放的房间和机房进出口安装1200X2100和1500X2100的门，其余安装900x2100的门。

12.4.2 机房供电设计

机房系统是由计算机设备、控制设备、机柜、场地设备、辅助设备等几部分组成，因此机房供配电系统就是为满足各部分的要求，以保证获得稳定、可靠的电源服务。机房的建设必须要建立一个良好的综合性强的供配电系统，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，如计算机机房空调、机房照明系统用电、安全消防系统用电等。根据现有设备容量的估计，容量暂定为20KW，设一台双路供电的总配柜提供，总配箱设在地下一层中的配电房，总配电为双路供电。由总配电按30KW的容量配线至中心机房的UPS 配电柜，此系统由强电设计。

12.4.3 UPS电源设计

对于机房内的控制设备、广播设备、主机和网络设备而言，为保证计算机的连续运行，干净、不间断的电源供应是极其重要的。本机房主机和网络设备用电，由不间断电源提供，不间断电源不仅保证可靠的连续供电，而且UPS输出是稳定的。

浙江XXXX大酒店对电源保护有要求各弱电系统中的设备的用电负载进行集中UPS电源管理，有利于整个管理和减少运行费用。电源保护范围为：中心机房、中控中心、前台、卫星及广播机房及各类弱电机房和弱电间的设备。保持时间按2小时配置，容量配置按标准要求设计。

12.4.3.1 设计范围

UPS不间断电源主要考虑为以下区域以及相应设备提供备用电源：

A.计算机中心核心交换机、服务器、网络设备、通讯设备、PC机等；介质储

存柜在机房区内统一考虑；

B.中控中心的楼宇自控主机、监控报警主机（摄像机不在此范围内）、监视器、

一卡通主机主机以及控制PC机

C.广播中心的广播主机以及主要的功放

D.卫星有线电视的设备

E.前台的PC机、工作站、客房管理门禁等

F.各个分配弱电间网络设备

G.其它备份。

12.4.3.2 功率计算

不间断电源部分：

计算机中心：3KW

中控中心：2KW

弱电间网络设备：5KW

其他3KW

根据UPS的负荷计算需要一台13KW*1.3=20KVA的UPS主机，后备2小时。

进线要求：三相五线制；

管理内容：小型机、服务器、PC机、网络设备、数字硬盘录像机、矩阵主机及其它必须使用不间断电源的设备。

12.4.3.3 设备选型

科尔茂9200系列UPS

A.主要技术指标：

输入电压：

额定电压：AC220V/380V

输入方式：主输入电源三相五线，

输入允许的波动范围：±15%，（323V—434V）

输入电压波形失真度：在市电状况下为2.3%，在电池状态下为2.6%

输入功率因数：0.999

输入频率范围：

额定频率：50HZ

输入允许的波动范围：±5%，（47—53HZ）

功率软启动：可通过编程调节，5-60S（可调）内爬升至额定功率

整流器输出指标：由于科尔茂9200系列UPS采用了最先进的电路结构—Delta 逆变器，性能优于整流器电路。

逆变器输入指标（电压范围）：采用12V系列电池，电压范围326.4—438.4V

逆变器输出指标：

额定电压：220/380V（三相四线）

电压范围：电压无必要可调

额定频率：50HZ

稳压精度：静态≤±1% 动态（0—100%负荷突变）≤±3%

瞬态电压恢复时间：20ms

同步频率精度：±0.1%

同步频率范围：±0.5—8%，可通过编程调节

电压波形失真度：线性负荷<3%，

三相输出电压不平衡度：0.009%

三相输出电压相位偏移：0.36°—0.25°非线性负荷<5%

过载能力：在市电供电状态下，过载120%主机，连续正常工作；过载200%

主机正常工作60S；在电池供电状态下，过载150%，主机正常工作30S；旁路工作状态下，过载1000%，主机正常工作500ms。

静态开关指标：静态开关转换时间：0.4m

噪声：55dBA（离机2米处）

效率：95.1%--96.5%

蓄电池：电池采用阀控式全密封免维护电池。充电电压438.4V，放电、终止电压326.4V。

电磁辐射：EN50091-2（欧洲标准）

防雷保护：在雷击电压波形（电压脉冲）为10/700us，幅值为5KVA，正负极各5次；雷击冲击电流波形（电流脉冲）为8/20us，幅值为20KVA；正负极各5次，冲击间隔时间不小于1分钟的情况下，

市电UAB：384.0V，UBC：382.6V，UCA：382.8V

电池UAB：383.2V，UBC：382.7V，UCA：381.9V

UPS在防雷击的同时，具有极强的防浪涌措施，当由于换相、开关操作和负载通断等引起的浪涌电压超过输出电压过压点时，设备能自动关机保护用电设备。

遥控、遥信、遥测功能：UPS能实时地对电池进行检测，当电池放电端电压低于系统规定的电压时，能自动切断电池进行保护。并能可遥测输入电压、电流、输出频率和电池电压。可遥信同频旁路电池电压低、市电故障及其它各类故障。具有RS232接口，通过监控软件及SNMP网卡实现本地和远程监控功能。

B.科尔茂9200系列UPS性能特点：

科尔茂公司提供的一种高性能在线互动式的不间断电源系列，用于向计算机、数据服务器和通讯设施提供无噪声干扰的可靠的交流电。UPS采用富于创新的“100%正常运行”设计，以及定制捆绑的增强型解决方案软件和附件包，具有高可靠性，低操作成本及可管理性等特点，可以提供性能先进的模块化UPS保护以及用户可自行设计的管理特性。不仅可以保护您的数据中心，而且保护您的整个投资。

UPS采用在线互动式设计，可以提供正弦波输出功率，对计算机负载的零传输时间以及显著的低压保护，电源路径的部件比传统的双变频设计少75%。使用部件越少，意味着效率越好，可靠性越高。而且，UPS不需在启动时消耗过量的电能。UPS在全负荷条件下的效率高达93%，而其他UPS系统的效率仅为70-80%。UPS的智能电池管理系统通过内部的微处理器自动监控电池运行状态。

12.4.4 照明设计

机房照明质量的好坏，不仅会影响机房操作人员和软硬件维修人员的工作效率和身心健康，而且还会影响计算机以及控制设备的可靠运行。

照明系统设计原则，保证作业面视觉良好。工作人员的方位要求同灯具排列联系起来，尽量避免直接反射光，避免灯光从作业面至眼睛直接反射，损坏对比度，降低能见度。按照《电子计算机机房设计规范》，机房照度200-500LUX，主要工作区、基本工作区无眩光，辅助工作区可以有轻微眩光。主要工作区、基本工作区可以采用下列措施限制工作面上的反射眩光和作业面上的光幕反射：

使视觉作业不处在照明光源与眼睛形成的镜面形成的镜面反射角上。

采用发光表面积大、亮度低、光扩散性能好的灯具。

视觉作业处工作台采用亚光表面调理。

照度设计：

机房照度为300LX，基本工作区照度为200LX，其余区域为150LX。（应急电源）备用照明为一般照明的1/10，备用照明宜为一般照明的一部分。机房内设置的疏散照明和安全出口照明照度为1LX（按规定不低于0.5LX）。

灯具选择：

计算机房照明宜用荧光灯，其优点是效率高，寿命长，节约能源。我们选用的灯具是亚光带隔栅的三管日光灯，尺寸为600×600，要求该灯具有幅翼型配光曲线，使被照面照度均匀。日光灯功率40W，每个灯具可安装3管，可达到120W。嵌入式灯具在吊顶上嵌入安装。灯具重量要由楼板承担。

12.4.5 防雷接地设计

12.4.5.1 系统概述

1．直流工作地的接地电阻应不大于１欧姆；

2．安全保护地、交流工作地、防雷保护地采用联合接地，接地电阻应不大于1欧姆；

3．防静电接地的接地电阻应不大于2欧姆；

计算机直流工作接地电阻的大小，接法以及诸地之间的关系，应依据不同计算机

系统的要求而定。一般要求该电阻应不大于１欧姆。三门属多雷雨地区，为避免主机或电脑用电设备，因闪电时导致严重损坏，并顾及人员之安全，必须铺设良好的接地系统。

直流工作接地采用网格地线作为直流地，也称为网格地。把一定截面积的铜线或铜带在活动地板下交叉排成600×600mm的方格，交点处压接在一起。直流网格地可通过接地母线与机房辅助等电位接地铜排相连。直流网格地系统不仅有助于更好地保证逻辑电路电位参考点的一致性，而且还大大提高了计算机系统的抑制内部噪声和外部干扰的能力。

交流接地：计算机系统中使用的交流设备，其中性点用绝缘导线串联起来接到配电柜中线上，具体实施是在机房内安装L、N、PE三孔电源插座。

计算机房内的安全保护地是将所有机箱的机壳，用一根绝缘导线串联起来，再用接地母线将其与机房辅助等电位接地铜排相连。

接地施工：

接地引接线连接点应以加热熔接。

在接地线上不得加装开关。

在计算机房直流接地系统中，建议为了设备与人身的安全，防雷保护地与直流地应隔一定的距离。

信号防雷包括计算机房网络线、中继线、卫星接收馈线等的防雷保护，信号线路过电压来自由室外线路感应及建筑本身受雷击泄流时对建筑物内部线路的感应。

计算机房网络线，安装网络线避雷器，保护交换机、计算机等设备。

天线以及视频馈线安装馈线避雷器。

楼控以及报警总线避雷器。

12.4.5.2 方案设计

电源系统的雷电防护

目前，经实际运行经验验证，由电源系统耦合进入的感应雷击造成设备的损坏占雷击灾害损失60％以上的概率。因此，对电源系统的避雷保护措施是整个防雷工程中必不可少的一个环节。要防止由外输电线路的感应雷电波和雷电电磁脉冲的侵入，使其在进入大楼电源系统之前将其泄放入地。

由于浙江XXXX大酒店机房电力供给是由大楼的建筑物变配电室引入的，电源高压端的防雷保护已由电力供电部门实施。因此，对于机房的电源系统的雷电防护，我们采取以下的防雷保护方案：（详见原理图）

大楼低压主配电系统做两级防雷保护（三相电源）；

其他机房进出端采取第三级防雷保护（防雷插座）

三相电源防雷原理图

总电源线路感应雷防护：

在浙江XXXX大酒店的总配电柜的进线端安装一台ZGB153B100-100型三相电源避雷器，雷电通流为100KA，利用其通流量大，予以先导分流，对通过线路传输的直击雷和高强度感应雷实施泻放保护,作为大楼及机房用电设备的电源线路一级保护

计算机局域网系统：

在UPS至进线电源前采用ZGB149B-20三电源避雷器，作为机房电源的二级保护，确保网络机房的供电安全及机房内设备用电正常。

在UPS供电的重要设备的电源进线端安装ZGJB028C型防雷插座，作为机房用电设备的电源线路三级保护

消控中心及广播电视中心：

在一层配消控中心及屋顶层的广播电视中心电柜进线端安装ZGB153A-40电源避雷器，作为机房电源线路的二级保护，对侵入机房的雷电压进行细泄流保护。

在消控中心及屋顶层的广播电视中心设备电源机房的配电柜进线端安装ZGB148A-20电源避雷器，作为机房电源线路的三级保护。

通讯、网络系统的防雷与过电压保护

通讯、网络系统防雷包括由户外引至户内的通讯线路,主要线路包括电话线、专线、微波通信线（天馈线）等；众所周知，网络通讯设备的接口芯片抗过电压冲击的能力很差，一般CMOS电路极限电压均在几十伏，极易遭受感应雷袭击。而根据美国通用电气公司R.D.HILL的试验结果，只需0.07高斯的磁场强度就能使网络系统瘫痪，而2.4高斯的磁场强度就使计算机的元器件永久性损坏，轻则部分通讯线路中断，重则整个网络瘫痪。

为尽量避免上述灾害情况的发生，需针对不同的设备选用相应的数据通讯信号避雷器作为通讯线路上防感应雷电压波的保护措施。

有线电视系统

对于室外的有线电视的信号输入的同轴电缆，应在进线端安装ZGB003J型天馈避雷器，作为通信信号线路保护，有效的对信号线路的感应雷击进行保护。

接地部分

计算机网络机房、中央机房必须有单独设置的接地线，测量电阻应≤4Ω，联合接地应≤1Ω。

机房静电地板下应加做均压环，以起到等电位连接作用，并将均压环至少两处连接到机房所在楼层的弱电管道井内的共用接地排（楼层弱电等电位汇集点）上；机房内的防雷地、工作交流地（N线）、静电地、屏敝地、直流地、绝缘地、安全保护地等直接连接到均压环上；在土建施工过程中最好将穿线缆的管从弱电间直埋到各个弱电机房，每个机房两根。

在有弱电机房的楼层弱电井内设置楼层弱电等电位汇集点，水平与楼层各个机房均压环连接，垂直采用线缆与下层弱电等电位汇集点联结，层层联结下传到大楼共用接地体（基础弱电接地点）。

沿计算机机房、无线通信机房等墙体四周分别均布安装环行均压环。并采用将均压环至少两处连接到机房所在楼层的弱电管道井内的共用接地排（楼层弱电等电位汇集点）上；机房内的防雷地、静电地、屏蔽地、直流地、绝缘地、安全保护等接地直接连接到均压环上；

机房环行均压环安装示意图：

· · · ·

机房地面 膨胀螺丝 相接处

机房接地示意图如图：

共用接地体

大楼存在着强电接地和弱电接地，采用共用接地体，因两接地线的不对称、共用接地体上的引出点不同、大楼接闪雷电时，引下线的不对称接闪现象等，造成了同一机房内的强电接地和弱电接地不可能存在等电位，有可能存在相对电位，这将可能使弱电设备内部强电接地点与弱电接地点之间造成闪烙现象，从而损坏设备。

将强电引到机房配电箱后，从强电井内引出的PE 线不再在机房内使用，机房内的单相三线制中的PE 线采用在机房配电箱内连线到机房环行接地母排，机房的接地线是从接地体直接引入机房，这样可以保证两个地在等电位上。

楼层机房的汇

12.4.6 机房消防设计

因现在设计的总机房为临时机房，且面积较小，机房设计要求可以定为C级，对于消防可以不必采用气体灭火方案，只需在相应的机房设置几只CO2手提式灭火器即可，这里暂不作配置，但未来的中心应设置完善的气体灭火系统。

12.4.7 机房空调设计

机房空调的任务是为保证弱电系统能够连续、稳定地运行，需要排出计算机设备及其它热源所散发的热量，维持机房内的恒温、恒湿状态并控制机房的空气含尘量，为此，要求机房的空调系统具有供风、加热、加湿、冷却、除湿和空气除尘的能力。

考虑到浙江XXXX大酒店机房按照C类要求设计，无需考虑精密空调，而采用中央空调保证环境质量，同时在机房设置一台除湿机，保证机房内湿度即可。

12.5 机房建设与弱电接地系统清单

12.5.1 材料清单

12.5.2 UPS电源清单

12.5.3 机房及弱电间防雷设备清单