浅谈某银行数据中心机房暖通设计

邢纪锋

（河南智博建筑设计有限公司郑州分公司 郑州 450018）

0 引言

现代化的电信、IT、金融银行、科技研发等办公大楼均设有数据处理中心机房，本工程为某银行数据处理中心，每周7天24小时不间断处理数据信息，其基础设施建设必须体现高可用性、高可靠性、高安全性、高可扩展性、技术先进的特点，以及全面实现科学化管理的总体目标，数据中心机房的建设目标和功能要求决定了它在建筑结构、电力供应、空调系统、通讯设施、安全监控、保密措施、消防系统、机房环境管理等方面都有很高的要求，本文就数据中心机房的空调和通风设计做介绍。

1 工程概况及设计内容

该工程位于河南省，办公楼地上共十九层，地下一层，建筑高度69.9m，本数据处理中心机房位于大楼的五层，机房总建筑面积约130m2。层高3.6m，本次暖通专业设计内容主要为室内精密空调设计、气体灭火后事故排风系统设计。办公楼效果图如图1所示。

图1 建筑效果图Fig.1 The construction effect chart

2 空调系统设计

2.1 数据中心机房空调系统

数据中心机房设备区域按照GB 50174-2008《电子信息系统机房设计规范》[1]要求，即冬夏季分别要求，开关机时机房的温、湿度参数如表1所示。

表1 开关机时机房的温、湿度参数Table 1 The temperature and humidityparameters of the machine room are turned on and off

送风量：满足机房换气次数30次/h～50次/h；精密空调底座出风口气流风速：≤15m/s；通风地板出口风速：≤3m/s；正压值：数据中心与其他房间、走廊间的正压差≥4.9Pa，数据中心与室外≥9.8Pa。数据中心需确保空调系统全天候运行，并能有效消除大量用电设备产生的显热负荷，结合本工程特点采用下送风上回风式机房专用精密空调系统，该空调系统风量大、热湿比高、对机房IT负荷适应性好、系统安全可靠性高、对负荷变化适应能力强、运行控制简便、维护工作量少、系统安装工作量小。

2.2 空调负荷及精密空调选型

数据中心机房需求总冷量按技术要求采用2台法国STIUZ进口机房专用空调STULZCPD211系列，制冷量21.2kW，风冷式机房专用精密空调来满足机房制冷需求。

2.3 精密空调室内外机组及安装

（1）精密空调室内机组安装时应重点考虑房间整体通风顺畅，送风、回风无障碍，同时结合上下水、冷媒管安装，为了减少机器震动产生的噪声，在空调机组及机架间安装5mm厚的橡胶隔震垫，其结构设计强度同样保证满足未来设备的重量及工作状态。本工程中精密空调安装难点在于设备尺寸较大，电梯尺寸较小，运输存在一定难度，防火门受制于规范要求，高度较低，因此精密空调安装需要在现场由设备供应商拆解、运输。

（2）室外机组安装位置要求：为了使室外冷凝器散热良好，机组应距墙壁、障碍物0.6m以上。室外部分的空调冷媒管穿线槽敷设，冷凝器支架采用50mm×50mm的角钢制作，角钢支架与冷凝器之间垫5mm厚的橡胶隔震垫。精密空调室外机安装在20层室外平台。室外机安装示意图如图2、图3所示。

图2 直立式安装Fig.2 Vertical installation

图3 横放式安装Fig.3 Horizontally installation

2.4 室内气流组织

本工程由于机房面积较小，精密空调设计安装在设备机房内，采用地板下送风，空间上部回风的气流组织形式，精密空调系统利用防静电地板下的空间作为送风通道，土建地面做防尘处理涂刷防尘漆，表面另采用15mm厚橡塑保温材料做保温层处理、0.8mm厚热镀锌钢板做保护层，以做到保温绝热，利用安装在设备冷走廊内的可与标准板随时更换的通风地板风口对机房计算机设备吹冷风，热风通过热通道回到精密空调回风口，该气流组织形式符合冷空气密度大下沉、热空气密度小上升的原理，有利于空调气流的循环，同时结合设备摆放设计冷热走廊，将冷气流与热气流相对隔离，避免了前一列机柜设备出来的热风进入下一列机柜设备，提高了空调制冷效率。空调气流组织示意图如图4所示。

图4 空调气流组织示意图Fig.4 Schematic diagram of air flow state in air conditioning

2.5 数据中心机房内给排水系统

为了便于精密空调进行室内湿度精确控制，需要为精密空调配备湿度加湿器并为其供应水源，本设计空调加湿供水水源来自下层的卫生间给水，供水管道系统采用热镀锌钢管，同时为精密空调冷凝水设计排水系统，排水干管按8‰的坡度接至下层卫生间地漏，此外为了有效杜绝水系统产生的漏水进入机房设备工作区域，减少对重要设备和信息的潜在危险，空调区域地面做挡水坝，精密空调所在的位置实施漏水检测。

2.6 数据中心机房内新风系统

新风系统设计根据GB50174-2008《电子计算机机房设计规范》进行设计，该系统主要采用新鲜洁净的空气送入计算机房来保持计算机房相对其他相邻房间及室外的正压值来保持室内的洁净度，采用一台新风机组，新风量为1000m3/h。该系统设计考虑对新风洁净度的处理，根据现场情况，选择大楼室外新风作为新风来源，贴机房顶面安装新风净化机组，过滤器为三级过滤（初效+中效+亚高效），使处理后送入机房内的新风达到并超过机房空气洁净度标准，新风机组与电动防火阀由消防系统实施联动控制，在发生火灾时切断新风系统空气通道。

2.7 消防排烟、排气系统

在数据中心机房内消防系统采用七氟丙烷灭火系统，灭火完成后机房内会产生有害废气，需要在人员进入前将这些废气排除出房间，因为根据规范要求需设置消防排风系统，将灭火后废气通过设置在房间下部的百叶风口从室内抽出[2]，排风量按规范不小于6次/h换气次数，该系统和消防控制室联动且在机房内外侧的墙上安装现场手动开关。

3 自动控制系统设计

3.1 空调监控系统

通过空调自带通讯接口及通讯协议，系统可实时、全面诊断空调运行状况，监控空调各部件（如压缩机、风机、加湿器、加热器、除湿器，过滤器等）的运行状态与参数，并可通过软件在系统上或通过网络远程修改空调设置参数（温度、湿度等），实现空调的远程开关机。系统一旦检测到报警或参数越限，将自动切换到相关的运行画面。越限参数将变色，并伴随有报警声音及相关处理提示。对重要参数可做曲线记录，用户可通过曲线记录直观的看到空调机组的运行品质。空调机组即使有微小的故障，也可以通过系统检测出来，及时采取措施防止空调机组进一步损坏。对严重故障，可按用户要求加设电话语音报警。本工程采用通讯转换模块检测两台精密空调，采用一套通讯转换模块实现与监控主机的连接，全面监控空调的状态及运行情况。

3.2 温湿度监控系统

数据中心机房设备对温、湿度等运行环境的要求非常严格，所以应根据主机房实际面积加装温湿度传感器，以实时检测机房内的温、湿度。在本系统中温湿度一体化传感器将把检测到的温湿度值实时传送到监控主机中，并在监控界面上以图形形式直观的表达出来。一旦机房内实际温湿度值越限，系统将自动弹出报警框并触发语音报警，提示管理员通过调节空调温湿度值给机房设备提供最佳运行环境，并且还可以将一段时间内机房里的温湿度值通过历史曲线直观的表现出来，以方便管理人员进行查看。对于空调内使用非精密空调时特别重要，可让管理员及时地了解机房内实际的温湿度情况。

3.3 消防监控系统

通过消防控制室提供的干接点信号或者区域性报警的有源信号，采用智能开关量数据采集模块机房消防系统安装的气体灭火装置，消防检测系统实时检测机房区域消防情况，正常时无报警信息，一旦有报警发生（如火警信号，放气信号），由消防控制箱给出的干接点报警信号，通过RD-230开关量数据采集模块，将干接点变化信号经过处理后送到监控主机发出报警（如短信报警），即可达到实时检测机房内的火灾情况。这样，即便无人值守也可以确定消防工作状态。

4 结束语

数据中心机房全年每天24小时不间断运行，运行环境要求比较苛刻且需常年恒温恒湿，因此精密空调的设计成败对机房内计算机设备的良好运行至关重要，本文结合某数据中心机房精密空调的设计，全面介绍了室内设计参数选取，空调冷负荷及设备选型，空调室外机组安装，室内空调的气流组织形式，空调新风系统，事故后排风系统等的设计技术要点，为综合办公楼建筑数据中心机房的暖通设计提供了技术参考。