电子信息系统机房的模块化改造

张福生

（福建省邮电规划设计院有限公司 福建省福州市 350001）

模块化数据中心是一套具有多专业性、完整性的数据中心解决方案，其包括多个功能分区，主要有机柜、配电、制冷、监控、综合布线、消防等，模块化数据中心实现了制冷、供电和管理组件的集成[1]。机房模块化改造能使机房的运行更加智能、高效，节约人力资源和施工时间，从而使运营费用得以降低。该方案采用了新一代的集成智能微型模块数据中心，具有一体化集成、安全、节省占地面积、节能、节约安装时间、省心省力、兼容构架、快速部署和灵活监测等特点。

1 电子信息系统机房现阶段的情况

1.1 机房目前配置

福州市国有房产管理中心原有电子信息系统机房，建筑面积约占30.5m2；安装防静电地板和吊顶，服务器机柜配有3 个，普通空调配置1台，规格为3P格力落地式；机房接驳互联网、市政务信息网、选房系统局域网等3 套网络。

原有机房平面图如图1。

1.2 原有机房存在的问题

1.2.1 机房设备老化、室内灰尘较多

机房配电不满足现有业务及未来发展需求，原来机房配电是利用原有的照明配电箱，线路和配电容量达不到未来机房设备的用电要求，配电设备及线路需要更换改造。原有机房设备已经变得老旧，线路老化问题也比较严重，这就使得整体故障率高，严重影响了日常业务的开展。机房内缺少防尘措施，导致灰尘较多，室内空气不够洁净。灰尘的长时间积累可引起设备的绝缘等级降低、从而造成电路短路等问题，同时对工作人员的身体健康也造成了消极的影响。

1.2.2 缺少地网与静电泄放路径

机房内没有设置地网，这导致接地电阻大、零地电压高。机房内采用了防静电地板，且接地等方面处理不够完善，这导致正常情况下产生的静电缺少路径顺利泄放，不仅让工作人员感到不舒服，还极有可能将电子设备直接烧毁。

1.2.3 消防隐患较多

机房正压不达标，这会使机房室外尘埃更容易进入机房，引起设备电路故障等情况的发生。机房室内对湿度没有稳定的控制，湿度过低的机房环境容易产生静电，烧坏机器主板。机房内紧急照明照度没有达到相应的消防标准，一旦发生火灾，极其容易导致人员伤亡。

1.2.4 机房保护措施不到位

机房窗户未做封堵处理，机房外阳台积水问题严重，整体的防水措施不到位，这容易导致机房大面积进水，对机房正常工作造成影响。目前机房里摆放有大量电子设备，如果有漏水事故发生，就会给用户造成设备损坏和信息丢失，这是十分严重的经济损失，甚至无可挽回。由于缺少避光措施，阳光可以通过窗户直接照射到机房内，室内温度控制并不稳定。过高温度下长期工作，会对机房设备寿命造成影响，同时也使得机房的空调耗电量增加，增加了业主运营成本的负担。

1.3 后期改造需求

现有机房为原有办公室区域改造而成，未能满足现行《电子信息系统机房设计规范》要求，改造参照B 级机房标准进行。在改造中，必须要做好阳台窗户封堵、防水防尘、静电接地等系统建设，以满足现有的业务需求以及未来发展需求。

图1：改造前机房平面图

图2：改造后机房平面布局

2 电子信息系统机房的模块化改造设计的原则

福州市国有房产管理中心的智能微模块机房是整个公司数据信息计算、交换和存储的中心，应具备宽带资源丰富、机房设施安全、网络管理完善等优势。根据基础设施建设的基本改造原则，结合现状需求，对数据中心进行了改造规划，在规划时遵循以下五大设计原则——安全可靠性、可扩展性、标准统一化、需求灵活性、可管理性。

3 电子信息系统机房的模块化改造设计指标与建设内容

3.1 机房中心改造设计指标

福州市国有房产管理中心机房总体改造设计指标如表1所示。

3.2 模块化改造范围及内容

3.2.1 建筑装修

模块化改造范围包括信息中心主机房装修改造工程。内容包括外墙封堵、结构柱装饰处理、管道围闭及防水处理、油漆及保温、防静电地板安装、原门拆除、甲级钢防火门安装、墙面彩钢板、铝合金天花板等的采购供应、安装调试。

3.2.2 供配电系统

范围主要包括从UPS 配电一体化柜至末端IT 设备、空调设备的整个数据中心供配电系统设备、材料采购供应与安装调试等；包括蓄电池、电池开关箱、电池连线配电柜、UPS 设备等的供货、安装、调试和试运行。

3.2.3 空调制冷系统

空调系统范围包括机房的空调系统，新风系统和排风系统，相关设备及其附件的供货、安装及调试等。

3.2.4 综合布线系统

范围包括负责完成中心机房内IT 机柜和综合布线柜之间永久链路，包括铜缆或者光缆，配线架的布设，安装相关的桥架线槽等。

3.2.5 智能管理系统

本项目智能管理系统包含安防系统、消防报警系统、机房环境监控系统、机房内视频监控系统。安防系统包括管线槽安装，摄像机、存储控制设备等硬件安装及调试。机房环境监控系统内容包括综合配电柜、UPS 主机与电池组，漏水报警、温湿度、精密空调等监测内容。

4 电子信息系统机房的模块化改造规划总体方案

4.1 总规划方案

本次福州市国有房产管理中心智能微模块机房改造项目规划建设面积约30.5 平方米，规划部署1 个微模块，共8 台IT 服务器机柜，2 个网络横柜。单IT 柜功率2.5-4kW，微模块功率36kW。数据中心前后期的UPS 供配电线路统一规划到位，规划采用模块化UPS配电一体柜为数据中心负载提供高可靠的电源保障。集中供电配置1 台模块化UPS 电源，模块化125kVA/125kW 的机架，UPS 单个功率模块25kVA/25kW，本期共投入2 个，共50kVA/50kW 后备电时间0.5 小时。模块化UPS 高效节能、易扩容，可为数据中心负载提供高可靠的电源保障，且满足后期设备增加需求。采用密闭冷通道，25kW 行级空调3 台(2+1 冗余)。同时配备数据中心管理系统，对所有微模块动环系统集中管理，实时监控。如图2所示。

4.2 模块化的相关要求

国家现行的规范和标准是目前微模块的生产、安全防护的建设基准。微模块应为工厂预制化组装并经过严格测试的成熟产品。微模块须包含以下内容：UPS、配电、机柜、行间空调、走线槽、密封通道及预留消防联动等[2]。密封冷通道的端门两端采用推拉门。模块应支持双排布置，有效利用机房空间，并可同时支持防静电地板或底座安装。

4.3 机房内部装修

机房内装饰应当与电子信息设备相匹配。在充分考虑计算机系统、通讯、空调、UPS 等设备的安全可靠性的前提下，通过独树一帜的设计构思，将“现代、高雅、美观、适用、安全”的整体风格体现出来。

由于信息中心机房对防尘、防静电的要求很高，且地板下各种管线较多，所以在地板的选择上应当以抗静电地板材料为最优。本项目信息中心机房选用600*600*35mm 钢质抗静电活动地板，活动地板架空高度为250mm，钢质抗静电活动地板具有强度强、刚度高、防火、防静电及拆装方便等特点。安装过程中，在地板与墙面交界处，活动地板需精确切割下料。切割边需封胶处理后安装，地板安装后，用铝塑板踢脚板压边装饰。

4.4 空调制冷系统

方案采用的制冷方式为风冷行级精密空调加密封通道。密封通道由风冷行级精密空调和设备机柜共同组成，实现冷热空气隔离。靠近热源布置的行级空调，大大缩短送风距离，从而减少气流压力损失、冷空气泄漏损失，提高了冷量的利用效率。

根据现有业务量及后期扩容的需求，采用N+1 配置，采用风冷直膨水平送风机房精密空调。空调机组采用水平送风（配EC 风机）。8 台服务器机柜单柜功率为4kW，2 台网络机柜单柜功率为2kW。8*4+2*2=36(kW)，其中微模块IT 设备热负荷=36(kW)，考虑1.2 的空调余量，所以该模块所需制冷量43.2kW。则需空调数=43.2/25=1.73，取整为2。故配置方案为2 用1 备，共需25kW 的空调3 台。微模块合计需求3 台25kW 的空调。

4.5 消防安全改造规划

4.5.1 机房自动灭火系统

模块化机房的模块内部要利用机房内的消防灭火系统实现灭火。机房的消防系统的火灾探测系统和灭火系统喷头按照传统方式安装在机房顶部，无需伸入到模块化机房内部。模块采用电动天窗的方式，当火灾发生时自动开启，实现与大楼消防系统的相互配合。

4.5.2 消防安全管理

消防安全管理对于消防系统功能维持在正常状态、减少火灾发生可能性、保证机房安全有着不可忽视的作用，对机房的改造规划应当符合以下消防安全管理要求：

（1）制定机房的消防安全管理措施，并设立管理人员对日常的消防安全管理工作进行负责；

（2）管理员需要做到检查消防安全情况，及时发现和消除火灾隐患，并及时报告；

（3）机房应配备消防器材，严禁将消防器材随意挪作他用，杜绝在通道内堆放杂物的现象，确保设备及人员安全；

（4）机房的消防安全管理人员应熟悉设备电源以及电气设备总开关的位置、消防系统及相关部件的操作，并定期进行检查和维护[3]。

5 结论

模块化电子信息机房凭借着其易于建设与便于维护、安全性高、稳定性强、扩展性强、灵活性高等优势，被各大企业单位与事业单位广泛应用。将电子信息系统机房模块化，不仅提高了机房的整体性能，同时也节省了运维成本，为工作人员提供了更便捷的操作。模块化机房的发展推动了我国在数据处理和技术信息化等方面的进步，未来模块化机房将会得到更广泛的应用。