1 引言
2 1 世纪是知识经济时代, 知识己经成为经济增长、社会发展和企业成长的关键性资源。机房空调数据信息网络作为知识的载体, 对知识的制造、存储、传递和应用起着的速度更是让人瞠目。国际正常运行时间协会(Uptime Institute)预言,基于20006年全球数据中心(IDC&EDC)能源消耗比2000年增长了一倍。到2012年,数据中心(以下简称IDC&EDC)能源消耗将再增长一倍。随着能源需求以及能源和冷却成本的大幅度上涨,建设和经营IDC&EDC的盈亏底线成为经营者极度关注的问题,而机房设备布置合理与否是打造绿色IDC的第一步,其效果直接影响后续的运行成本和节能减排解决方案的难易程度。
由于久未涉足设计实践,偶然发现GB50174 已改版,对机房规划和节能有了新规定。方醒悟今夕非昨夕:以下是学习体会,愿与同仁共分享。
2 机房空调规划
IDC&EDC机房的规划应是全生命周期规划。在分析其独有承载的业务规模、系统架构、网络结构、设备种类等基础上,提出机房的初期(1-3年)、中期(3-年5)和远期(5-10年)三个阶段的规划方案。
规划分容量规划(机房面积和机柜密度)、供电系统规划、制冷系统规划、网络规划等。笔者仅就容量规划议论一番。
容量规划:容量是指 IDC&EDC主机房的初期、中期和远期的服务器等IT设备数量、或者主机房面积。容量规划可以基于两个方面考虑,即机柜数量和机房的电力供应。
机房一般由主设备区、支持区和辅助区等功能区组成。
2.1 各区面积的确定
随着IT设备的集约化发展,高功率密度负载的增加,主设备区、支持区和辅助区之间的比例越来越难以确定,GB50174-2008《电子信息系统机房设计规范》编写者钟景华等通过大量的案例调研,在规范中给出了指导:
(1)主机房面积可按下式计算:
A = KN (4.2.3一2)
式中 A 电子信息系统主机房使用面积( ) ;
K 单台设备占用面积,可取3.5一4.5( /台);
N-计算机主机房内所有设备的总台数。
(2)支持区和辅助房间面积
支持区和辅助房间面积的总和,宜等于或大于主机房面积的2 倍。
(3)办公区
用户工作室、硬件及软件人员办公室等可按每人3.5一4 计算。
2.2 机房空调主机房各功能区相关位置的确定
主机房一般由主机、服务器设备区、核心保密区、网络通信区、数据备份和介质存储区组成,宜分区布置。
各区域位置的确定是根据数据系统的行业属性、机房类型、设备数量、系统的工艺流程、管理体制等综合因素来考虑的,数据系统的性质不同,其功能房间亦稍有区别。
(1)从建设方的实际需求出发,结合现有信息技术在企业信息化系统建设上的先进、成熟、主流的应用经验,并充分考虑到信息技术的发展,保证机房的开放性和收敛性,使用灵活。将主机房分为网络区、认证区、服务器A区、服务器B区、存储区共五个区域,做到物理隔离,重点突出(分为重要设备区和一般设备区),利于搬迁,区域间通道便捷畅通,同时又为分期建设提供可行性。
(2)建设方的核心保密设备是认证设备,规划中将其安装到机房中心最安全的位置,使其避免意外偶然事件的破坏。
(3)网络设备和服务器等设备的位置应当统筹兼顾,网络布局要考虑各种设备和布线系统位置合理匹配。网络设备应方便缆线进出;数据备份和介质存储设备应放在无电磁干扰和非巡视要道。
(4)充分考虑维护操作空间和设备运输通道及设备的偶然故障不会波及相邻设备。
(5) 按信息系统的工艺流程正确组织信息流通,使流通路线和人员的徒步行走路线距离尽量短,且人员单向流动避免往返交叉。
(6) 每个区域的机房安全出口不应少于两个,并设于机房区的两端。
3 主机房设备排列
设计人员的基本能力之一是设备排列,但IDC&EDC的排列确实有别于普通通信设备。 因此,主机房的设备布置在满足机房管理、人员操作和安全、物料运输、设备散热、设备安装和维护要求的同时,还应特别考虑IDC&EDC设备是高发热量的设备,其快速冷却是我们做设备排列时要格外重视的问题。笔者对设备排列建议如下:
(1)主机、存储设备、服务器机柜及UPS、空调机等设备应留出检修空间,允许相邻设备的维修间距部分重叠。可通过运输通道形成独立功能的区域。
(2) 按照数据系统的工艺流程、扩充设备的进场就位及线缆的连接,合理规划分阶段进入机房的设备及预留扩充设备的相对位置。
(3)目前,机房空调IDC&EDC使用的典型机柜内或机架上的设备为前进风/后出风方式冷却,因此,机柜或机架的布置宜采用面对面、背对背方式。面对面布置形成冷风通道,背对背布置形成热风通道。但是冷、热风通道孰宽孰窄,却在业内有不同的意见。GB50147-2008《电子信息系统机房设计规范》中4.3.4 服务器机房、网络机房等用于摆放机柜的房间,通道与设备间的距离应符合下列规定:
1 面对面布置的机柜或机架正面之间的距离不应小于1.5m;
2 背对背布置的机柜或机架背面之间的距离不应小于lm;
但根据我院的工程实践,专业人士的意见是热通道应宽一些,有利于顺畅回风。机柜正面所在过道(冷区)间距不小于1000mm,机柜背面所在过道(热区)间距不小于1400mm;
同时笔者认为,机柜列间距离不能只考虑气流组织一个因素,还应考虑数据设备维护的安全性和设备安装、检修等因素。
(4) 根据各类数据设备的发热情况,合理分配机架和设备位置,使发热源分布与空调气流组织协调一致。具体做法如下:
1)发热量大、对温差要求较高的设备,布置在机房的北侧。
2) 对环境要求相同的设备尽量集中布置,使功能分区明确,以便空调的气流组织合理,从而节约能源。
3) 重要设备或发热量大设备放置在空调系统前端,人流的末端。放置发热量较大的服务器机柜时,其机柜前面之间的净距离不应小于2.lm,以免热密度太高从而影响设备的散热。
4)空调出风口距第一个几家的距离不应大于1.2米。
5)空调回风通道上不应有建筑结构柱。
6) 排风机安装位置应保证其排风口高于新风入口并避免送风、排风短路。
7)机房面积较大,空调送风距离超过15米,应采用两侧送风。
(5)单位列机柜总数不宜超过18个。其长度超过6m 时,列两端应设有出口通道;当两个出口通道之间的距离超过15m时,其间还应增加出口通道;
(6)机柜侧面与墙之间走道宽度不小于1000mm;个别处不小于800 mm;
(7)机房内应设置一条设备主要运输通道,宽度应不小于1.5米。
(8)应根据各区域需求设置列头配线柜和区域配线柜,从而节省双绞线与光纤,同时便于使用二级网络交换设备,也便于安装使用服务于某列机柜的KVM系统。在网络区设置总配线柜。综合布线柜的位置应考虑设备布局和布线系统的合理搭配。
(9)电源列头柜布置宜靠近末端负载以减少线缆,方便维护管理。
4 结束语
掌握机房空调IDC&EDC现有建设标准并结合行业或企业的业务战略目标,是进行未来规划的关键。本文在对现状研究的基础上,对机房规划中设备布局进行了归纳、总结和提炼,进一步明确了机房设备布局的原则、框架和内容。希望通过本文,能够对同业人士的规划和设计有所帮助。
文章来源:机房空调www.jifang365.com
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