數(shù)據(jù)中心機房建設(shè)數(shù)據(jù)中心基本知識

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1、數(shù)據(jù)中心機房建設(shè)工程 數(shù)據(jù)中心基本知識 XXX有限公司 2018年3月 課程大綱 1.《數(shù)據(jù)中心設(shè)計規(guī)范GB 50174-2017｝解讀 2.數(shù)據(jù)中心基本知識 3?機房建設(shè)方案介紹 基本知識 數(shù)據(jù)中心 數(shù)據(jù)中心定義 為集中放置的電子信息設(shè)備提供運行環(huán)境的建筑場所,可以使一棟或幾棟建筑物, 也可以是一棟建筑物的分,包括主機房、輔助區(qū)、支持區(qū)和行政管理區(qū)。 ■主機房:包括服務(wù)器機房、網(wǎng)絡(luò)機房、存儲機房等功能區(qū)域; ■輔助區(qū)：包括進線間、測試機房、總控中心、消防和安防控制室、拆包區(qū)、備件室、 打印室、維修室等區(qū)域； ■支持區(qū)：包括變配電室、柴油發(fā)電機房、電池室、空調(diào)機房

2、、動力站房、不間斷電 源系統(tǒng)用房、消防設(shè)施用房等; ■行政管理區(qū):包括辦公室、門廳、值班室、盥洗室、更衣間和用戶工作室等。 基本知識 數(shù)據(jù)中心 數(shù)據(jù)中心的建設(shè)級別 ■ GB50174分為A、B、C三級，A級最高; ■ TIA-942《數(shù)據(jù)中心通信基礎(chǔ)設(shè)施標(biāo)準》分為Tl、T2、T3、T4四級，T4最高; ■級別越高安全性越高,在同樣規(guī)模的IT使用量下,前期的投資會越大。 基本知識 數(shù)據(jù)中心 TIA -942對機房的分級及性能要求 數(shù)據(jù)中心機房設(shè)施功能分類的主要依據(jù)是可用性。The Uptime Institute依據(jù)工程 需求與實踐,提出了場地基礎(chǔ)設(shè)施的分類等級的體

3、系框架，針對數(shù)據(jù)中心基方岀設(shè)施期望 達到”五個九“即99.999%的系統(tǒng)應(yīng)用可用性的需求,提出了與之相匹配的機房場地基 礎(chǔ)設(shè)施（供電 空調(diào)制冷以及具他的相關(guān)系統(tǒng)）的可用性等級指標(biāo)，并將數(shù)據(jù)中心分為 四個等級，由"門“沒有冗余部件組成的系統(tǒng)（可提供99.671%的可用性），到”T4“ 有冗余部件（能夠故障容錯）和實現(xiàn)不間斷維修的系統(tǒng)。四個不同的等級包含了對建筑 結(jié)構(gòu)、安全性、電氣、制冷、接地、防火等不同的要求。 ■ T1數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施：最基本的數(shù)據(jù)中心,提供99.671%的可用性； ■ T2數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施：部件冗余,可提供99.741%的可用性； ■ T3數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施：可在讎修，系

4、統(tǒng)的可用性可達到99.982% ； T4數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施：故障容錯,可提供99.995%的可用性； 基本知識 數(shù)據(jù)中心 數(shù)據(jù)中心的建設(shè)級別 T1數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施：最基本的數(shù)據(jù)中心 “TL的數(shù)據(jù)中心是基本型的數(shù)據(jù)中心配置,有計劃和無計劃的運營中斷都會影響它的 正常運行。數(shù)據(jù)中心機房配有供配電系纟菇口空調(diào)制冷系統(tǒng)”但是它可以或不一走有架高 的活動地板、UPS或者發(fā)電機設(shè)備。如果系統(tǒng)配置了UPS或者發(fā)電機，但這些設(shè)備是單 個模塊的系統(tǒng)并且有很多單路徑故障點?；赮年度內(nèi)進行?頁防性檢修和維護的需要, 機房內(nèi)的這些基礎(chǔ)設(shè)施需要完全關(guān)閉停運。當(dāng)發(fā)生機房內(nèi)的設(shè)備故障、操作錯誤以及夕卜

5、 部因素或自然原因等緊急情況時，將引起數(shù)據(jù)中心運營的中斷。T1機房基礎(chǔ)設(shè)施沒有榮 譽的纟威部分，可撼共99.671%的可用性。 基本知識 數(shù)據(jù)中心 數(shù)據(jù)中心的建設(shè)級別 ■ T2數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施：部件冗余 “T2“的數(shù)據(jù)中心與的主要區(qū)別是基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備采用了部件冗余 薦（N + 1）。機房內(nèi)有架高的活動地板、UPS和發(fā)電機，但仍然是單模塊系統(tǒng)。關(guān)鍵 的供電線路的維修和場地內(nèi)具他基礎(chǔ)設(shè)施的維修維護都需要關(guān)閉中斷。T2的供配電系統(tǒng) 和冷卻分配雖然仍是單通路組成，但由于關(guān)鍵設(shè)備是冗余配置,所以可提供99.741%的 可用性。 基本知識 數(shù)據(jù)中心 數(shù)據(jù)中心的建設(shè)級別

6、 ■ T3數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施：可在線維修 “T3"數(shù)據(jù)中心的功能考慮到了任何有計啲機房基礎(chǔ)設(shè)施活動安排，而不應(yīng)使IT設(shè)備 硬件系統(tǒng)運行中斷。有計劃的活動安排包括預(yù)防性和程序性的維護修理、零部件更換、 新設(shè)備的增加（擴容）或調(diào)整部件的容量、部件和系統(tǒng)的測試等。對使用冷凍水系統(tǒng)的 大型機房來說,這表示要配置兩套獨立的管路,在進行維修或者在一條管路上測試時, 另一條管路要保證有足夠的容量維持系統(tǒng)正常運行。無計劃的活動，例如基礎(chǔ)設(shè)施的零 部件發(fā)生故障，仍然會造成數(shù)據(jù)中心的運行中斷。T3由多條有效地電力和冷卻分配路徑 組成，通常只一條路徑正常運行，有多余的備用組成部分，所以可在系統(tǒng)正常運行的情 況下進

7、行有計劃的工作安排，具有可在繆隹修功能。系統(tǒng)的可用性可達到99.982%。 ■ T4數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施：故障容錯 “T4“數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施最重要的功目猩具備故障容錯功能,對于機房有計劃的活動安 排，包括預(yù)防性和程序性的維護修理、零部件更換、新設(shè)備的增加（擴容）或調(diào)整部件 的容量、部件和系統(tǒng)的測湖口意外的事件，都要保證系統(tǒng)關(guān)鍵負荷不中斷運行。在系統(tǒng) 結(jié)構(gòu)上需要同時又兩路在線運行，供電系統(tǒng)應(yīng)該是兩個獨立的N + 1UPS系統(tǒng)冗余。關(guān)鍵 負載的最大負荷不應(yīng)超過每Y系統(tǒng)的最大輸出容量90%?！盩4“要求全部IT設(shè)備硬件 有故障容錯的雙電源輸入。嚴格的故障容錯能力使數(shù)據(jù)中心具有維持意外故障發(fā)生或者 運

8、行錯誤時，不發(fā)生運行中斷的能力。T4由多條有效的電力和冷卻分配路徑組成z并且 具有故障容錯功能，可提供99.995%的可用性。 基本知識 數(shù)據(jù)中心 數(shù)據(jù)中心配電系統(tǒng) ■配電系統(tǒng)分為動力系統(tǒng)及UPS系統(tǒng); ■ UPS系統(tǒng)包括：UPS、電池、精密配電柜（列頭柜）、工業(yè)連接器、PDU、STS靜態(tài) 轉(zhuǎn)化開關(guān)（重要的單電源設(shè)備）； ■動力系統(tǒng)包括:ATS雙電源轉(zhuǎn)換開關(guān)等; 前端總輸入配置柴油發(fā)電機； ■保 攵據(jù)中心不間斷運行； ■是站數(shù)據(jù)中心運行的核心系統(tǒng)。 數(shù)據(jù)中心空調(diào)系統(tǒng) ■保證數(shù)據(jù)中心的溫度、濕度、潔凈度、正壓等； ■動力：冷凍站（冷機、水泵、板換）、冷塔； ■

9、暖通:新風(fēng)（新風(fēng)機、防火閥）、排氣（排風(fēng)機、電動密閉閥）、制冷末端（專用 空調(diào)??水-氟加濕器等）; ■給排水; ■在房間內(nèi)溫度不超0艮的情況下,空調(diào)系統(tǒng)允許中斷； ■新風(fēng)系統(tǒng)有過濾、降溫、去濕的功能。保證機房的正壓; ■排氣系統(tǒng)為消防后的人工啟動； ■是保證數(shù)據(jù)中心運行的重要系統(tǒng)。 基本知識 數(shù)據(jù)中心 數(shù)據(jù)中心的氣流組織 ■機房專用空調(diào)機送風(fēng)形式有上送網(wǎng)口下送風(fēng); 上送鳩密空調(diào): 上送風(fēng)系統(tǒng)在機房頂部安裝散風(fēng)口,冷風(fēng)從出風(fēng)口排出對機房內(nèi)制冷,這種送風(fēng)方式由 于冷風(fēng)先與空氣混合，影響制冷效果，一般適合用在小型機房或是散熱量小的機房一 也采用將天花板以上作為靜壓箱來處理

10、,當(dāng)有的用戶需要接風(fēng)管是時彳唉,我們希望風(fēng)管 不宜過長,應(yīng)保證靜壓消耗小于75Pa ,如確實需要較長風(fēng)管,考慮采用增壓風(fēng)機系統(tǒng) 來彌補； 下送風(fēng)精密空調(diào): 下送風(fēng)在地板上開孔,將地板下作為一個靜壓箱,在機架下方裝有出風(fēng)口 ”使經(jīng)過空氣 調(diào)節(jié)的較低溫度氣體自下而上流過程控機架,將熱量帶走,精密空調(diào)冷風(fēng)向下排出,將 冷風(fēng)送向機房內(nèi)設(shè)備達到制冷,從而保證設(shè)備在一個適宜的環(huán)境溫度下工作。 冷通道、熱通道： 冷遙道 t 前 后 M 曲 機 柜 數(shù)據(jù)中心 基本知識 數(shù)據(jù)中心的氣流組織 上送風(fēng)、下送風(fēng)示意: 上送風(fēng) 下送風(fēng) 上送風(fēng)、下送風(fēng)示意: 下送風(fēng) 上

11、送風(fēng) 基本知識 數(shù)據(jù)中心 數(shù)據(jù)中心的氣流組織 基本知識 數(shù)據(jù)中心 數(shù)據(jù)中心的氣流組織 上送風(fēng)方式的缺點: 基本知識 數(shù)據(jù)中心 數(shù)據(jù)中心的氣流組織 (1) 上送風(fēng)的空調(diào)送風(fēng)方式是由機房的上部送到設(shè)備,與熱空氣交換后,從機房的下 部回到空調(diào)機組內(nèi)。機房的送風(fēng)氣流組織與空氣流動恃性相矛盾,從而使得房間最下部 溫度偏高,不^于設(shè)備的運行。 (2 )根據(jù)機房的大小，空調(diào)機組送風(fēng)距離的長短,空調(diào)上送風(fēng)具體形式有所不同。需 要送風(fēng)距離較短時,可以用消音送風(fēng)帽的風(fēng)口直接送到機房內(nèi),機房內(nèi)的氣流組織為上 側(cè)送風(fēng)下側(cè)回風(fēng)方式。需要送風(fēng)距離較長時,

12、就需要在機房上部設(shè)送風(fēng)管道,通過空調(diào) 送風(fēng)管、送風(fēng)口把空氣送到機房的所需部位,這樣,送風(fēng)管和送風(fēng)口就需要與設(shè)備的各 類走線架、照明燈具進行協(xié)調(diào),以免相互打架矛盾，給設(shè)計、施工帶來一走的工作量。 上送風(fēng)方式的缺點: (3)由于上送風(fēng)方式是直接將風(fēng)吹到機房內(nèi)或是用送風(fēng)管和送風(fēng)口送到機房,所需送 風(fēng)機的機外余壓相對下送風(fēng)要高,再加上送風(fēng)沒有了活動地板,送風(fēng)本身的風(fēng)聲也比下 送風(fēng)要高z因此,同樣規(guī)格的空調(diào)機組,上送風(fēng)型比下送風(fēng)型噪聲要高些。 (4)對于進深較大的通信機房z為了空調(diào)送風(fēng)均勻,需要增加送風(fēng)管,機房上部因通 信走線橋架、空調(diào)風(fēng)管、照明燈具等的布置,顯得比較雜亂,沒有下送風(fēng)方式

13、機房整齊 基本知識 數(shù)據(jù)中心 數(shù)據(jù)中心的氣流組織 基本知識 數(shù)據(jù)中心 數(shù)據(jù)中心的氣流組織 下送風(fēng)方式的優(yōu)點: (1)下送風(fēng)方式是將低溫空氣直接從底部送到設(shè)備內(nèi)”吸收設(shè)備的熱量后,從機房頂 部回到空調(diào)機組頂部?？照{(diào)風(fēng)流動方向與空氣特性相n,容易得到好的空調(diào)效果。 (2) 地板下的空間比風(fēng)管斷面的面積要大許多,這就形成了靜壓箱,因此下送風(fēng)方式 送風(fēng)均勻,整個機房區(qū)域的溫差小。 (3) 因為送風(fēng)是在活動地板內(nèi)，從而使下風(fēng)的距離與上送風(fēng)方式在同等條件下，所需 的送風(fēng)風(fēng)壓低,空調(diào)設(shè)備和送風(fēng)噪聲相對會低一些。 (4) 單從空調(diào)專業(yè)的角度出發(fā),下

14、送風(fēng)方式不需送風(fēng)風(fēng)管和送風(fēng)口 ,對于設(shè)計施工來 說z相對簡單方便,空調(diào)設(shè)備的擺放就可以靈活的進行調(diào)整。由于下送風(fēng)將通信各類管 線,空調(diào)專業(yè)的管線均隱藏在活動地板內(nèi),從而使得機房內(nèi)顯得整齊美觀。僅從空調(diào)專 業(yè)投資來說，相對上送風(fēng)而言投資會低一點。 下送風(fēng)方式的缺點: (1)因為活動地板主要是給設(shè)備布置各類通信管線用的,一些建設(shè)單位從減少消防保 護區(qū)、降低氣體滅火系統(tǒng)投資方 IEI 考慮，活動地板的凈高度不到500mm , —般在工程 初期時設(shè)備少,管線少,且開始管線的布置也是整齊有序,目自呆證有足夠的空間給空調(diào) 送風(fēng)用,隨著工程的不斷擴容，設(shè)備管線愈來愈多，加上后期的施工也

15、是怎樣省事怎樣 做,從而無法保證空調(diào)送風(fēng)所需的足夠面積,從而影響空調(diào)效果。 (2)盡管機房密封性較好，但還是有灰塵進入機房，活動地板下面極易藏污納垢，而 且清理很^ ,如果管理不善,會造成一些部位有灰塵卿,空調(diào)下送風(fēng)會使灰塵隨風(fēng)進 入設(shè)備,增加設(shè)備故障。 (3 )下送風(fēng)空調(diào)方式的加濕給水管、凝結(jié)水排水管都布置在活動地板內(nèi),出現(xiàn)問題時 不易發(fā)現(xiàn),易造成安全隱患。 數(shù)據(jù)中心 基本知識 PUE ■ Power Usage Effectiveness 電源使用效率 PUE =數(shù)據(jù)中心總設(shè)備能耗/IT設(shè)備能耗，PUE是Y比值,基準是2 ,越接近1表明 目皺冰平越好,表示f 數(shù)據(jù)中心的綠色化程馳高 基本知識 數(shù)據(jù)中心 基本知識 數(shù)據(jù)中心 機房模型 UhJS> K ? 空陰新他渝道 人楠聯(lián)合吊架 節(jié)倦日jwrit 抗前電地臺板 iil4.ll地臺板 傾埋応位鐵砒 ⑤水泥槳保護只 ④制歿財植⑷繪 ③擠利板保汨涇 ②混凝卜找卩衣 ①鋼結(jié)構(gòu)加網(wǎng)從 張電血旳開關(guān) 煙夠沿感探茨 強電傻怡 長電動力電換 開放式泄線槽 溺電裁絆線槽