电子信息系统机房的综合设计

摘要：电子信息系统主要是由计算机、通信设备、数据处理设备、控制设备与辅助配套设施构成的人机交互系统，该系统可以在一套固定规则的支持下，完成各种信息的采集、加工、存储、传输任务，进而为广大终端用户提供高效便捷的应用服务。由于电子信息系统具有特殊性，一旦系统中断运行，终端用户所使用的各类信息设备也将陷入瘫痪状态，进而给用户造成巨大的经济损失。因此，在设计电子信息系统机房时，首先需要考虑电子信息系统安全性与耐久性，然后制定一套针对性强、可行性高、实效性好的设计方案．以确保电子信息系统能够始终保持正常的运转状态，使系统发生故障的概率降到最低。文章将紧紧围绕电子信息系统机房的等级划分以及设计思路予以全面阐述，旨在强调电子信息系统的安全稳定性与机房使用功能相匹配的重要性。

关键词：电子信息系统；机房；等级划分；设计思路

中图法分类号：TP308 文献标识码：A

电子信息系统机房是各类电子信息设备实现平稳运行的重要场所，按照功能区域划分，电子信息系统机房主要包括主机房、辅助区、支持区与行政管理区４ 个区域，不同的区域，功能属性也存在明显差别。

因此，设计人员在对电子信息系统机房的整体构造及功能区进行研讨与设计时，应当充分考虑电子信息系统的各项性能指标，确保在各项指标正常的前提下，使机房设计更具人性化。

１ 电子信息系统机房的基本设计原则

１．１ 集成化原则

集成化主要是针对机房的功能性而言，正常情况下，电子信息系统机房应当配备ＵＰＳ 系统、供配电系统、照明系统、空气调节系统、消防安保系统、防静电系统等。在机房投入使用之后，这些设施能够给电子信息系统的正常运行提供资源与能源支持，而如果功能性设施配备不足，将会严重影响电子信息系统的正常运行，甚至会缩减系统的使用寿命。因此，设计人员应当遵循集成化原则，赋予机房更多实用与常用的功能属性，使电子信息系统所处的空间环境能够得到有效改善。

１．２ 人性化原则

由于电子信息系统在运行过程中很容易产生高温与强辐射，因此，对机房建筑材料与装修材料的质量也提出了更加严格的要求。基于此，设计人员应当遵循人性化原则，尽量采用一些优质无毒无害的建筑材料与装修材料，并通过人工监测的方法，来判定机房的使用功能是否符合《电子信息系统机房设计规范》（ＧＢ５０１７４?２０１９）的要求。另外，在对机房内部空间布局进行设计时，应当充分考虑现场操作人员的使用习惯，比如，为了尽量增加设备间的安全距离，设计人员往往遵照高地设计原理，将一些关键设备设置在高处，严重影响了工作效率［１］ 。

１．３ 安全性原则

在设计电子信息系统机房时，设计人员应当重点考虑机房的防火性能、供电性能、通风性能、防静电性能，若其中一个环节出现问题或者漏洞，则机房发生安全事故的风险也将显著提升。因此，电子信息系统应当配备功能健全的供配电系统、空气调节系统、消防安保系统以及防静电系统。以消防安保系统为例，机房在交付使用之后，消防部门需要及时对机房内部的消防设施进行检查，检查内容涉及消防通道、消防栓、消防预警装置、消防门、喷淋系统等，当确定这些消防设施不存在安全风险隐患之后，方可投入使用。

１．４ 美观性原则

美观性主要是指机房的外部构造与形态色彩，以及内部的装饰装潢应当美观、得体、悦目，使机房管理人员与操作人员能够在一个舒适的环境中获得工作的乐趣。比如，在外部墙体的色彩应用方面，考虑到电子信息系统的实用性功能，墙体颜色不宜太过花哨，而需要体现出整体结构的艺术美，故而可以选用一些带有典雅气息的色调，从而才能显现出电子信息系统机房的现代美与优雅美。尤其对相关部门或者企事业单位的机房来说，外表与内饰的美观性直接关系组织机构的良好对外形象。

２ 电子信息系统机房的等级划分

在对电子信息系统机房等级进行划分时，通常需要考虑机房的使用性质、管理要求、使用单位，以及在经济发展和社会各領域中的重要性，目前，电子信息系统机房主要可以划分为３ 个等级。

２．１ Ａ 级机房及性能要求

Ａ 级电子信息系统机房属于等级最高的一类机房，在判定机房是否符合Ａ 级标准时，主要考虑以下２个条件。（１）从经济损失量方面予以判定。如果电子信息系统在运行过程中出现故障，导致系统瘫痪，将会给某一个组织机构造成巨大的经济损失。（２）从正常的公共场所秩序予以判定。如果电子信息系统出现运行中断的情况，公共场所的正常秩序也将受到严重影响。若同时符合以上２ 个条件，该机房则可以判定为Ａ 级标准。符合Ａ 级标准的电子信息系统机房内的各种设备设施需要按照容错系统的标准进行配置，这种配置方式的显著特点是在机房设备发生故障或者出现人为操作失误的情况下，电子信息系统将始终保持正常的运行状态，从而规避系统瘫痪所造成的巨大损失。符合这一级别标准的机房一般是一些重要机构，或者机场、广播电视台、应急指挥中心等场所。

２．２ Ｂ 级机房及性能要求

Ｂ 级电子信息系统机房的重要性仅次于Ａ 级机房，符合下面２ 个条件的即为Ｂ 级机房。（１）当电子信息系统瘫痪之后，系统所覆盖的场所或者组织机构将遭受较大的经济损失。（２）于公共场所而言，一旦电子信息系统运行中断，场所正常的秩序也会无法维持。同时满足以上２ 个条件的即为Ｂ 级机房。在设计Ｂ 级机房时，各种设备设施可以执行冗余设计标准，这种配置模式能够有效延长设备的正常运转时间，若系统出现运行故障，则在冗余能力区间内，各类设备能够处于正常的运行状态。如各个地区的三级医院、气象部门、科研院所等组织机构均符合Ｂ 级机房的设计标准［２］ 。

２．３ Ｃ 级机房及性能要求

在没有特殊规定和要求的前提下，除了Ａ 级和Ｂ级以外的机房都属于Ｃ 级机房。这一级别的机房在设计过程中，其场地设备配置能够满足正常的运行需要，在设备不出现运行故障的情况下，电子信息系统也会处于正常运行状态。因此，与前２ 个级别的机房相比，Ｃ 级机房的限制条件相对比较宽松。因此，一般的办公场所或者商业区都会建造Ｃ 级标准的电子信息系统机房。

３ 电子信息系统机房的设计思路

３．１ 机房位置选择与设备布置原则

在选择机房的建造位置时，首先，需要考虑充足稳定的电力能源供应，如果电力能源供给不足，或者出现持续中断的现象，电子信息系统的使用寿命也将大幅缩短。其次，为了保护机房内的各种电气设备以及信息设备，机房的位置应当远离一些易产生粉尘污染、油烟污染、有害气体污染的场所，同时设计人员应当考虑机房所处区域是否属于火灾或者水灾的易发区，以避免一些自然灾害或者人为安全事故的发生。

最后，由于电子信息系统内部含有大量的电气元器件，这些零部件对外界电磁场极为敏感，因此，机房位置需要与强电磁场干扰区域保持一定的安全距离。

在布置机房内的各种设备时，首先应当满足机房管理与人员操作的基本要求，相较于其他小型设备，电子信息系统的装机容量大，设备占地面积大，因此，为了便于前期安装与后期维护保养，设备所处的区域应当留有足够的作业空间。出于对延长设备使用寿命的考虑，每一套设备尽量设置一个单独的存放空间，并利用隔断对每一台设备隔离布置。而对于机柜、机架等辅助设施，可以采取面对面或者背对背的布置方式。其中，设备与主机房通道的间隔距离应当符合以下要求：承担搬运任务的通道，净宽应在１．５ ｍ以上，面对面布置的机柜或机架正面的距离间隔应在１．２ ｍ 以上，背对背布置的机柜或者机架背面的距离间隔应在１．０ ｍ 以上，为了预留足够的维修作业空间，机柜与墙体间的最小间距为１．２ ｍ。

３．２ 机房装饰装修设计

电子信息系统机房的装饰装修设计是整套设计计划的重中之重，如果装修质量差，装修风格、类型与电子信息系统对空间环境的要求不匹配，不仅会影响使用体验，也会给电子信息系统的使用寿命造成诸多负面影响。因此，设计人员在对机房装饰装修工程进行论证与设计时，应当着重考虑以下内容。

（１）吊顶设计，机房吊顶的主要作用是固定消防喷淋系统、火灾探测装置与照明装置，因此，在设计吊顶时，需要保证吊顶的穩固性，材质可以选用轻钢龙骨，装配方式以活动式吊顶为主。与传统的龙骨相比，这种龙骨承重能力强，更换方便，并且装饰效果美观，可以增强吊顶本身的视觉效果。在选用吊顶板时，应当考虑板材的清洁、美观、质地、阻燃、防锈等要素，并确保板材本身具有电磁屏蔽作用，以避免电磁辐射损坏电子信息系统。（２）隔断设计，隔断需要将自身的重量传递给楼板，并且不承受任何外力，因此，隔断的材质应当以轻便为宜，为了增加设备操作与维护的作业空间，应当尽量减少隔断的占地面积。另外，出于对防火、防潮、隔声、隔热、防尘等因素的考虑，隔断设计应当满足消防设计要求。目前，大多数电子信息系统机房内的隔断多采用全玻璃材质，玻璃厚度在１２ ｍｍ 左右，包边材料一般选用铝塑板。（３）墙柱面设计，墙柱在整个机房中主要起到支撑作用，其表面材料多采用烤漆彩钢板，内衬采用石膏板，立柱可以利用Ｃ 型的轻钢龙骨予以固定。由于墙柱面内部需要敷设电线电缆，因此，墙板厚度需要在７６ ｍｍ以上。（４）地板设计，机房地板应当考虑防火、防静电的要求，还需要便于拆卸，因此，地板多采用全钢无边抗静电活动地板，这种材质的地板能够有效防止静电，在铺装过程中，应当保证地板的铺装高度在４００ｍｍ 以上。（５）门窗设计，机房内的门窗主要起到通风、防火的作用，因此，可以选用木质防火门或者铯钾玻璃门，出于对美观、简洁风格的考虑，玻璃门无须加设边框［３］ 。

３．３ 机房电气系统设计

电气系统为机房电子信息系统的正常运行提供持续稳定的电力能源，在设计过程中，需要从以下几个方面予以考虑。（１）供配电系统，该系统的关键装置是ＵＰＳ 配电柜，主要负责向电子信息系统提供稳定的ＵＰＳ 电源。为了避免发生运行中断现象，供配电系统主要采用不间断电源，并且这种持续供电模式不会产生瞬变和谐波，这就给系统的安全稳定运行提供了坚实基础。（２）照明装置，该装置主要考虑光源灯具以及应急电源，由于电力信息系统始终处于持续不间断的运行状态，因此，光源灯具应当选择节能、寿命长、效率高的荧光灯，这种灯具的主要特点是自重轻、光效高、闪烁频率低、耐低温效果好，一般情况下，机房内的照明装置多采用嵌入式的安装方法，将灯具嵌入吊顶，这样既便于后期维护，也能够提升机房的美观度。而应急电源主要是在停电状态下，能够为电子信息系统提供短时的电力能源，以避免频繁断电给系统造成损坏。（３）接地系统，该系统是保护设备与人身安全的重要设施，因此，在设计过程中，应当充分考虑接地系统的安全性、稳定性与抗干扰性。对电子信息系统机房来说，接地类型大致包括５ 种，即直流工作地、交流工作地、安全保护地、防静电接地以及防雷接地，这５ 种类型的接地系统的电阻值如表１ 所列。

３．４ 空气调节系统设计

空气调节系统在电子信息系统机房中主要发挥通风、净化空气、调节室温、降尘等作用。众所周知，电子信息系统在运行过程中，设备本身将产生大量的热量，若室温过高，或者空气洁净度低，则极有可能缩短各类设备的使用寿命，因此，空气调节系统在机房当中扮演着不可或缺的角色。在设计该系统时，应当保证机房温度、湿度、洁净度、送风速度等指标满足《电子信息系统机房设计规范》（ＧＢ５０１７４?２０１９）的要求。首先，需要考虑计算机系统的负荷量。如果机房属于单层建筑，负荷量按照２５０ ～ ３００ ｋｃａｌ／ ｈ·Ｍ２ 计算；如果机房属于多层建筑，负荷量按照１５０ ～ ２５０ｋｃａｌ／ ｈ·Ｍ２ 计算。一般情况下，机房内的换气次数至少要在３０ 次／ 小时以上，从而保持空气的洁净度。以艾默生精密空调机组为例，该机组最大的特点是制冷量范围大，最大制冷量达到１００ ｋＷ，并且适用范围广。与其他空调机组相比，艾默生精密空调机组占地面积小，结构紧凑，在运行过程中，内部各组件的磨损度低，并且送风系统的使用寿命长。在夏季到来时，这种机组具有多种冷却方式，如风冷、水冷、乙二醇制冷、冷冻水制冷等，因此，类似于艾默生精密空调机组广泛适用于各个级别的电子信息系统机房。

４ 结束语

机房作为电子信息系统的运行场所，其优越的功能性对改善和提升电子信息系统安全性、稳定性发挥着关键作用，因此，在设计电子信息系统机房时，设计人员应当综合考虑各类设备的运行状态、运行环境、外界干扰源等要素，并基于对实用性与安全性的考虑，来设计出具有人性化特点的机房，进而为电子信息系统的安全稳定运行提供强大的硬件保障。

参考文献：

［１］ 张福生．电子信息系统机房的模块化改造［Ｊ］．电子技术与软件工程，２０２０（２１）：８５?８６．

［２］刘磊．电子信息系统机房运行维护环境检测及评价方法研究［Ｊ］．节能，２０２０，３９（２）：１７１?１７２．

［３］李伟．电子信息系统机房工程设计与建设［Ｊ］．计算机产品与流通，２０１９（５）：６３．

作者简介：张志明（ １９７３—）， 本科， 工程师， 研究方向： 电子信息工程。