通信机房是智能建筑语音通信和数据通信的汇集交换中心,机房内安装有各类高科技电子设备,它们可以独立分开设置,也可合而为一,视系统规模而定。为确保这些设备长期稳定可靠地连续运行,必须对通信机房的工作环境、供电电源、静电防护、通风照明、防振降噪、防雷接地和安全防火等诸方面条件给予充分保证,任何一丝疏忽都会给智能大楼带来无法挽回的损失。通信机房通常包含设备机房、配套机房和辅助用房三个部分。
(1)设备机房(又称主机房),用于安装各种通信设备,完成相应专业操作和系统维护。主机房建设包括机房设备、供电系统、综合布线、网络系统、防雷系统、空调系统、照明系统、消防报警系统、安保系统等。
(2)配套机房,由网管监控室、蓄电池室、灭火钢瓶间、低压配电室和油机发电室等组成。
(3)辅助用房,由运维办公室、运维值班室、备品备件库、消防保安室、新风机房等组成。
机房位置及对环境条件的要求如下:
(1)在多层建筑或高层建筑物内,主机房宜设于第二、三层。
(2)主机房应远离强振源和强噪声源,避开强电磁场干扰。
主机房内的无线电干扰场强度:频率为0.15~1000MHz时,不应大于126dBm;磁场干扰场强不应大于800A/m。主操作员位置的噪声应小于68dB(A)。
(3)机房净高应按机柜高度和通风要求确定,宜为2.4~3.0m。
(4)主机房的实际面积应按内部安装设备的大小、数量、设备布置和足够的维修保养空间,并留有一定的扩展冗余空间等因素综合考虑。B级主机房的最小使用面积不得小于40m 2 。
(5)机房设备布置:
1)主走道宽度应大于(考虑设备进场)1500mm。主走道一般安排在靠门一侧。次走道宽度应大于900mm。
2)设备机柜:主机房内通道与设备间的距离应符合下列规定:
①两机柜正面相对之间的距离不应小于1.5m。
②机柜侧面或距离墙不应小于0.5m,当需要维修测试时,则距离墙不应小于1.2m。
3)走线架的间距。走线架的高度应根据机房内最高设备的高度确定,宜留有100~150mm的空间。走线架上端到梁下最少要留有200~150mm的操作空间。主走线架可以采用600mm的宽度,列走线架可以采用300~450mm的宽度。垂直线槽宽度根据实际情况考虑,可用300mm、450mm或600mm的线槽。图1-11是主机房设备安排图。
图1-11 主机房设备安排
(6)主机房内采用防静电活动地板时,活动地板的表面应是导静电的,防静电活动地板的体电阻率应为1.0×10 7 ~1.0×10 10 Ω·cm。地板支架要接地,严禁暴露金属部分。活动地板离地面的空间高度通常为300~400mm。
(7)机房地板承重应大于100kg/m 2 。
(8)机房应严密防尘,避开有害气体的侵入。
(9)机房内的工作接地、保护接地、建筑防雷接地宜采用联合接地,机房综合接地电阻不大于3Ω。
(10)机房环境要求:
1)环境温度和相对湿度:
①A级机房的温度为21~25℃,温度变化率小于5℃/h,相对湿度为40%~65%,不结露。
②B级和C级机房的温度为18~28℃,温度变化率小于10℃/h,相对湿度为40%~70%,且不结露。
2)机房洁净度要求。机房内灰尘粒子的浓度应满足(3天内桌面无可见灰尘):
①直径≥0.5μm的尘埃粒子浓度应≤18000粒/升。
②直径≥5μm的尘埃粒子浓度应≤300粒/升。
(11)主机房的耐火等级不得低于二级防火标准。所有电缆孔洞及管井应采用相同耐火等级的不燃材料严密堵封。表1-2是机房建筑要求。
表1-2 机房建筑要求
机房的线缆按照用途分为电源线、射频信号电缆、音频和视频电缆、控制电缆、计算机网线和接地线等。
机房是各种线缆的汇集与交汇点,机房布线的合理与否,直接影响数据通信设备能否正常运行,需要特别重视。
1.线缆布放工艺
机房内的线缆布放工艺要求如下:
1)在有电缆沟走线槽和防静电地板的机房,线缆可以采用下走线方式,所有线缆从地板夹层或走线槽通过。如果采用上走线时,需在机柜上方铺设走线架,线缆从机柜顶部的上走线架通过。
2)机房布线可采用地沟、线槽、PVC管或金属管等方式布线。线缆的总截面面积不应超过线槽截面面积的40%。
线管直径的选择应符合下列原则:管内穿放电缆时,直线管路的管径利用率一般为50%~60%;弯管路的管径利用率一般为40%~50%;管内穿放平行导线时,管径利用率一般为线管直径的25%~30%;穿放绞股导线时,管径利用率一般为20%~25%。
3)电源线、射频信号电缆、音视频信号电缆、数据线、光缆及建筑物内其他的电缆应分开布放。
4)活动地板下的低压配电线路应尽可能远离弱电信号线,避免并排敷设,如不能避免时,应采取相应屏蔽措施。
5)采用线槽布线时,普通信号电缆应与其他非信号电缆分开布放,距离不小于30cm,与大功率、高辐射设备的电缆的距离不小于60cm。如果不能满足,应考虑安装屏蔽设施或选用全屏蔽金属线槽,如图1-12所示。
图1-12 普通信号电缆线槽布线
6)线缆布放应平直,不得产生扭曲、打圈、缠绕等现象;不应受到外力挤压和损伤;线缆应有适当长度作预留。
7)各类线缆应分类绑扎、排列整齐、转弯圆滑无交叉。线缆转弯的最小弯曲半径应大于60mm。不得损伤导线绝缘层。
8)线缆布放的规格、路由、截面面积和位置应预先设计好,线缆排列必须整齐,外皮无损伤。
9)线缆的布放须便于维护和将来扩容。
10)布放走道线缆时,必须绑扎。绑扎后的线缆应互相紧密靠拢,外观平直整齐,线扣间距均匀,松紧适度。
11)线槽布放线缆时,可以不绑扎,槽内线缆应顺直,不交叉。线缆不得超出槽道。在线缆进出槽道部位和线缆转弯处应绑扎或用塑料卡捆扎固定。
12)采用地沟桥架布线时,底层为接地母线,其正上覆盖绝缘胶皮;第二层为电源线缆;第三层为射频信号电缆;第四层为计算机网线、音频及控制电缆,如图1-13所示。
13)电缆和网线应采用整段布放,禁止中间续接;计算机数据传输双绞线最大长度应小于100m。
14)电缆连接端头处理应平整、清洁无毛刺、接触良好。
15)电缆屏蔽层应按照规定准确、可靠接地,并确保整体屏蔽的连续性。
16)布放的线缆两端应挂有标签或标识,并能永久保留,如图1-14所示。
图1-13 地沟桥架的分层布线图
图1-14 线缆两端应挂有标签或标识
2.线缆绑扎工艺
线缆绑扎工艺要求:
1)线缆绑扎要求做到整齐、清晰及美观。一般按类分组,线缆较多可再按列分类,用线扣扎好,再由机柜两侧的走线区分别进行上走线或下走线。
2)机柜内部和外部线缆必须绑扎。绑扎后的线缆应互相紧密靠拢,外观平直整齐。
3)使用扎带绑扎线束时,应视不同情况使用不同规格的扎带。
4)尽量避免使用两根或两根以上的扎带连接后并扎,以免绑扎后强度降低。
5)扎带扎好后,应将多余部分齐根平滑剪齐,在接头处不得留有尖刺。
6)线缆绑扎成束时扎带间距应为线缆束直径的3~4倍,且间距均匀。
7)绑扎成束的线缆转弯时,应尽量采用大弯曲半径,以免在线缆转弯处应力过大造成内芯断芯。图1-15是线缆绑扎成束技术要求。
图1-15 线缆绑扎成束技术要求
电信设备尤其是交换机和计算机等设备对机房的温度有着较高的要求。通信设备在长期运行工作期间,机器温度控制在18~25℃之间较为适宜。
湿度对通信设备的影响也很大。空气潮湿易引起设备的金属部件和插接件、管部件产生锈蚀,引起电路板、插接件和线缆的绝缘降低,严重时还可造成电路短路。空气太干燥又容易引起静电效应,威胁通信设备安全。
1.空调容量估算
机房的热源:机房的热源包括设备产生的热量(通常占70%~80%)、照明系统、屋外导入的传导热、对流热、放射热等。机房需要的制冷功率一般采用以下公式估算:
制冷量是表明空调机的做功能力的量,单位为kcal(大卡)或kJ(千焦耳),1kcal=4.184kJ。
制冷功率是表明空调机在单位时间内的制冷量,单位为kcal/h(大卡/小时)或W(瓦)。
注意,功和功率是两个概念,通俗地说空调机做的“功”就是它的制冷的能力;“功率”则是它在单位时间内(1h)的制冷能力。
民用空调的制冷量常常还以“匹”来表示,1匹机的制冷量大致为2000大卡;乘以1.162国际单位可换算成制冷功率[W(瓦)]。故1匹的制冷功率为:2000大卡×1.162=2324(W),这个W(瓦)不是空调机的消耗电功率W(瓦),而是空调机的制冷功率。
如果要把空调机的制冷功率换算成它消耗(输入)的电功率[W(瓦特)],则还要把制冷功率W(瓦)除以空调机的能效比,便可得到该空调机实际输入(消耗)的电功率W(瓦)。我国空调机目前的能效比标准是:一级能效比是3.4以上,二级是3.2,三级是3.0。
例如:1匹制冷量空调机消耗的电功率 P :
2000大卡×1.162=2324W(制冷功率), P =2324/3.2W=726W(消耗的电功率)。
选购空调设备应符合运行可靠、能效比高和节能的原则。一般情况下可按照每15m 2 需要1匹计算,300m 2 的机房需要20匹。1匹相当于制冷功率2300W,300m 2 的机房所需的制冷功率大约为50000W。空调制冷设备的制冷能力还应留有15%~20%的余量,因此300m 2 机房使用的空调总功率不应超过24匹。
2.机房空调送风方式
机房空调大多数采用上送风或下送风两种方式。下送风方式效果优于上送风方式,这是因为热气自然向上升腾,冷气下沉形成空气对流,当空调送出的冷风与热源气流方向一致时,加速了空气流动,有利于热源的温度降温,图1-16是机柜下送风方案。对空调而言,空调送风方向与机房内冷热气流分布的对流一致,可以减少气流的阻力,加速冷热转换效率,节省压缩机工作时间,降低空调能耗,起到节能降耗效果。
图1-16 机柜下送风方案
3.精确送风、降耗节能
虽然下送风方式优于上送风方式,但送风方向的不精确也会在不同程度上造成能效下降,达不到节能效果。原因是:第一,由于设备采用下走线,导致地板下各种走线纵横交错,影响下送风空调的送风效果;第二,机房采用空调下端加装静压箱送风,空调送出的冷风除给设备降温外,另一部分冷风同时送给机房空间降温。
图1-17是采用风道送风的精确送风方案,将空调送出的制冷风量,通过可控制风量的风道送到通信设备的下端或侧端,最大程度地利用空调送出的冷风量与通信设备的发热量进行交换。降低了制冷功率损失,达到降耗节能的目的。
图1-17 采用风道送风的精确送风方案
精确送风设计方案采用上进风/下出风方式,空调下端安装在连接风道的静压箱上,每台空调下端的静压箱之间要加装可控制风阀,当某一台空调出现故障时,打开风阀作为冗余空调互补之用,以保证风道有冷风流过;各通信设备机柜的下端固定在可调送风口的出口端;对于侧面进风的通信设备,可将两列机柜的进风面先进行背对背排列,然后再安装在送风道端口,使两列通信设备机柜之间处于冷风对流环境之中;可根据通信设备的发热量调节送风大小。主机房必须维持一定的正压。主机房与室外的静压差不应小于9.8Pa。
机房照明可以保持机房内有良好的光线照度和方便机房管理员操作维护。正常照明的机房照度为:在离地坪0.8m高的地方,照度不应低于300lx。
主机房的平均照度可按200lx、300lx、500lx取值;工作区内一般照明的均匀度(最低照度与平均照度之比)不宜小于0.7,非工作区的照度不宜低于工作区平均照度的1/5;无眩光;采用单独支路或专用配电箱(盘)供电;照明开关安装高度为离地坪1.4m。
机房的结构、材料、配置设施必须满足保温、隔热和防火等要求。机房及楼道内应装有温度烟雾感应器及防火报警探测头,遇火情时系统自动报警,并启动二氧化碳或卤代烷或惰性气体固定灭火系统灭火。严禁使用干粉和泡沫灭火器。此外,机房内还配备手提式、推车式灭火器。
机房安防系统由实时电视监控摄像系统和出入机房门禁系统组成,可全方位连续监控机房总体运行情况。
电视监控系统设有7×24小时的硬盘录像机自动记录,所有录像可保存3个月;出入机房门禁系统采用先进的数据库管理,用户身份卡内保存有持卡人编号、进出区域限制及时间限制等,只有经过特殊授权的人员才能进入重要区域。
通信机房综合安防管理平台:将空调、UPS、报警集成到一个机房监控系统,对火警、温控、湿度、漏水、烟感、UPS都有监控,可以做到电话通知和手机通知等。
对所有服务器、交换机、防火墙等设备的操作、日常查看、备份日志,都有文档记录。实现通信机房安保信息的实时显示、报警、存储、报表统计等智能管理。