模块化机房建设方案

2024年2月8日发(作者：)

模块化机房建设解决方案

目录

一、 模块化数据中心机房建设方案 ............................................................................................. 1

1.1系统简介 ............................................................................................................................ 1

1.2项目概况及需求分析： .................................................................................................... 1

1.3设计理念 ............................................................................................................................ 2

1.3.1设计目标 ................................................................................................................ 3

1.3.2设计依据 ................................................................................................................ 3

1.4概述 .................................................................................................................................... 4

1.4.1模块化机房的特点和优势 .................................................................................... 4

1.4.1.1模块化机房与传统机房对比 .................................................................... 5

二、 建设方案 ................................................................................................................................. 6

2.1平面布局方案 .................................................................................................................... 6

2.1.1平面布局说明 ........................................................................................................ 7

2.1.2模块化单元 ............................................................................................................ 8

2.2模块化机房建设 ................................................................................................................ 9

2.2.1制冷方案 ................................................................................................................ 9

2.2.1.1封闭通道子系统 ...................................................................................... 10

2.2.1.2空调负荷计算方法 .................................................................................. 17

2.2.1.3新风系统设计 .......................................................................................... 19

2.2.2供配电建设方案 .................................................................................................. 22

2.2.2.1模块化UPS ............................................................................................... 23

2.2.2.2 UPS后备电池 .......................................................................................... 26

2.2.2.3接地系统 .................................................................................................. 27

2.2.2.4防雷系统 .................................................................................................. 28

2.2.3机柜子系统 .......................................................................................................... 31

2.2.3.1消防系统 .................................................................................................. 33

2.2.4动环监控子系统 .................................................................................................. 35

2.2.4.1监控系统概述 .......................................................................................... 36

2.2.4.2监控系统设计原则 .................................................................................. 37

2.2.4.3UPS监测 .................................................................................................... 40

2.2.4.4精密空调监控 .......................................................................................... 41

2.2.4.5温湿度监控 .............................................................................................. 41

2.2.4.6消防监控系统 .......................................................................................... 42

2.2.4.7漏水监控 .................................................................................................. 42

2.2.5机房装修设计 ...................................................................................................... 43

2.2.5.1地板 .......................................................................................................... 45

2.2.5.2墙面 .......................................................................................................... 47

2.2.5.3门窗 .......................................................................................................... 48

2.2.5.4辅助照明需求 .......................................................................................... 48

2.2.5.5机房照明及应急照明系统 ...................................................................... 49

2.2.6机房综合布线系统 .............................................................................................. 51

2.2.6.1布线系统 .................................................................................................. 51

2.2.6.2模块整体实物图 ...................................................................................... 53

一、 模块化数据中心机房建设方案

1.1系统简介

现在公交、交通、税务各部门各建设一个自己的数据中心，资源和应用都是固定对应的。一旦某个部门的设备负载过高，只能在原基础上增加设备扩容来解决，那么采用云计算数据中心，资源和应用都是共享并动态分配的，这个部门超负荷时完全可以共享其他部门空闲的资源，无需额外增加设备。因此相对传统数据机房有效降低硬件成本和维护成本40%以上,通过云计算设备和软件提高设备利用率有效降低能耗20%以上，综合降低了政府和企业IT建设的成本。

1.2项目概况及需求分析：

为满足现代机房快速建设、功能齐全、灵活扩展、方便管理的需求，我单位为xxx建设一个标准化机房，整合了供配电、空调系统、监控、机柜、综合布线等多个系统的数据中心产品解决方案，各系统采用标准化设计，既相互独立又密切配合，能够全方位的满足建设需求。

针对本模块化机房建设范围，本方案包含如下子系统：

（1）空调子系统

（2）配电子系统

（3）机柜子系统

（4）封闭通道子系统（含天窗控制及消防联动系统）

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（5）动环、监控子系统

（6）机房装修设计

（7）机房综合布线子系统

1.3设计理念

整体性

机房建设包括多个专业，各个专业间存在千丝万缕的联系，必须从整体考虑，全局出发才能使各专业协调融汇在一起。

可靠性

采用高可靠性设计标准，为应用提供稳定可靠地基础环境和设计。

安全性

从防火、防水、防盗、接地、防雷、防电磁干扰、降噪等方面采取有效措施，并考虑地面承受重力等特殊技术措施。

先进性与实用性

在满足可靠性前提下，采用先进、实用的技术、设备和材料。

管理、维护便捷性

便于工作人员对环境及放置的设备进行集中管理，便于维护、维修。

可扩展性

各系统都必须具备灵活的系统扩容和升级能力。

环保、节能

全部使用国家认可的环保材料，设计方案要体现节能思想。

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1.3.1设计目标

数据中心基础设施建设是以保证设备运行安全性、可靠性为主要目的的综合性项目，它包括电气系统、空调系统、监控系统、机柜系统等四大系统。其目标是：

 保证IT设备运行的可靠性

 保证机房运行的安全性

 延长IT设备的使用寿命

 满足用户的特殊要求

 保证场地工作人员的身心健康

 保证机房设备能够有可扩展性

设计工作就是围绕这些根本任务来进行，在设计过程中采用超前的设计思想和先进的技术，并着眼于未来发展，把各个系统有机的结合起来，通过采用优质材料、合理的配置和先进的工艺确保环境指标的实现，为计算机设备和工作人员创造一个安全、可靠、宽松、舒适的工作场地。

1.3.2设计依据

《电子信息系统机房设计规范》 GB 50174-2008

《电子信息系统机房施工及验收规范》 GB 50462-2008

《计算机场地通用规范》 GB/T 2887-2011

《计算站场地安全要求》 GB/T 9361-2011

《综合布线系统工程设计规范》 GB 50311-2007

《综合布线系统工程验收规范》 GB 50312-2007

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《供配电系统设计规范》 GB 50052-2009

《低压配电设计规范》 GB 50054-2011

《火灾自动报警系统设计规范》 GB 50116-2008

1.4概述

模块化机房是一套完整的机房解决方案。它由不同的功能部件组成一个完整的机房模块，集机架、配电、制冷、监控、管理与维护、安全等系统于一体，实现了供电、制冷和管理组件的无缝集成，并使其智能、高效的运行。

一个模块化数据中心按照一定数量的机柜（包括服务器机柜、列间空调、模块化UPS）配置。

服务器机柜、网络机柜的尺寸统一为=600mm*1200mm*2000mm，机柜符合19英寸标准，可用空间42U。

1.4.1模块化机房的特点和优势

模块化机房产品，是一套完整的机房解决方案。它由不同的功能部件组成一个完整的机房模块，集机架、配电、制冷、监控、管理与维护、安全等系统于一体，实现了供电、制冷和管理组件的无缝集成，并使其智能、高效的运行。

该方案从根本上解决了客户不断变化的业务需求与低投资、高回报之间的矛盾，满足了未来的云计算、虚拟化、刀片式服务器等高密低耗、快速部署、灵活扩展的需求，有效的提高了数据中心的工作效率，控制了投资资本。

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模块化数据中心的特点如下：

 由不同的功能组件（服务器机柜、空调、综合布线机柜、通道密闭组建等）组成一个完整的机房模块。

 以机柜为单位进行灵活扩展，支持业务动态快速成长。

 部件模块化，安装接口标准统一，将交付安装部署周期减少到8-12周。

 密闭的“冷”或“热”通道，避免冷热气流的混合，提高制冷系统的能效，与传统数据机房相比，减少高达30%的能耗。

 制冷单元与服务器机柜并排放置，让冷热空气直接在机柜和空调之间以最短的路径循环，大大缩短了热源与排热系统之间的距离，使单个机架功率密度和IT负载密度都大幅度增加，达到最大25KW机架。

 采用电源及制冷容量规划管理软件，实现在同样的电源和制冷设备情况下支持更多IT负载，从而提升效率，境地IT投资与运营成本高达15%。

1.4.1.1模块化机房与传统机房对比

名称 传统机房

适中

设备造价

模块化机房

高

备注

设备大小，高、低端不质量统一，品牌统一，价格同，品牌不一，价格无均衡

法平衡一致

不同设备质量不同，高中低各有不同

一般

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设备质量

安全可靠性

质量一致，统一质保

高

大

能耗

低

设备能耗比不一，无法设备统一管理，厂商可平衡统一协调 调整

慢 快

及时响应，全部为一个品牌，一个工程师即可解决

统一标准

统一标准

行级空调

定向制冷，无损耗

易管理，统一性强

小于3

低

故障响应速度

视各家厂商不同，不同厂商响应不同

视各家厂商不同

视各家厂商不同

常规精密空调

丢冷量，损耗大

协调难度大

3-5

高

服务流程

操作规范标准

精密空调

管理

PUE

维护成本

设备占地面积

前期投入成本

各种设备维保时间、维设备统一，可整体打包

护费用不同，分散

视机房面积而定 视机柜而定，占据面积小，节省空间

空间浪费较大

相对少、估算不准 投入较大

一次性投入，阶段扩展阶段性投入，灵活扩展，减可扩展性

难度大，设备可扩展空少投入成本

间小，投入成本大

模块化机房每年相对传统机房每100kw可节省直接电费约60万元（每度电按1元计算）

二、 建设方案

2.1平面布局方案

（1）从整体考虑各系统的特性，做到合理性和科学化。机房功能区域的划分应考虑人流，物流分开，互不干扰，布局合理，便于管理。

（2）机器设备通道、人行通道要综合考虑，既要经济实用，又

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要美观大方。

（3）设备通道采用冷通道和热通道方式，要求有合理的气流流通方式。

2.1.1平面布局说明

模块 参数

IT柜&网络柜

技术指标

机柜统一尺寸：（600mm*1200mm*2000mm），模块总长度不超过15米。

面积≥300㎡，IT机柜层高≥2.6m，位于大楼的一楼。

46kW 风冷行级精密空调(600mm宽)。

一体化UPS柜，内置25kVA UPS模块。

1200mm宽，双排密封冷、热通道。

主机房

机房空间

制冷

配电

通道

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综合考虑机房的平面结构和项目的应用情况，我们推荐使用“模块化机房”，能够实现快速部署、灵活扩容、绿色节能、精确管理的优点。

2.1.2模块化单元

根据本机房面积及结构，本次提供的模块化机房单元为36个机柜，其中2个UPS模块化机柜，4个列间空调，30个服务器机柜。

2.1.3方案设计

主机房

设计1套解决高热密度的微模块机柜系统，模块含30台IT机柜(功率密度3 KW)、2台一体化UPS柜和4台46KW行级风冷空调。

UPS设计

IT负载功率30×3KW=90KW，90KW÷0.8=112.5KVA，建议选用UPS容量为：100KVA。为了保证后端IT柜里面的负载安全运行建议需要选用2台100KVA的UPS采用2N的方式为后端负载供电。

UPS延时60分钟：按照满载112.5KW容量计算，选用12V/100AH电池，需要4组×34只=136只，配置4个电池架。

空调设计

IT设备发热量30×3KW×1.2=108KW，108KW÷46=2.3，需要3台46KW行级风冷空调。考虑到系统可靠性，设置1台冗余，共配置4台46KW行级风冷空调。

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双排机柜进行冷通道密封，冷热气流隔离，提升制冷效率。

占地面积

长度： {30×（600mm机柜）+1×（600mm 一体化UPS柜）+4×（600mm空调）}/2=10800mm，

宽度：2×（1200mm机柜）+1×（1200mm冷通道）=3600mm

外围：前后左右要预留1.5米以上维修通道。

2.2模块化机房建设

2.2.1制冷方案

建设原则

空调系统以《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2003、《电子信息系统机房设计规范》GB50174-2008、《数据中心用恒温恒湿空调系统》YD/T2061-2009及《核心机房节能热管理技术规范》QB-H-001-2009 等国家及行业标准规范作为设计依据，总体把握安全可靠、节能环保、经济合理的设计原则，同时兼顾施工方便快捷、维护简便易行。具体工艺及设备设计遵循以下原则：

根据机房的制冷需求，配置相应的空调系统及通风系统。考虑到机房的重要性和运行安全性，综合《电子信息系统机房设计规范》GB20174-2008及《数据中心用恒温恒湿空调系统》YD/T2061-2009中关于空调系统容量配置原则，本工程空调系统冗余备份的设计原则为：机房所需总制冷量采用N+X（X≥1）方式配置。

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设备布局与气流组织设计原则：机房设备规划布局以“先冷设备、后冷环境”为指导原则，贯彻“冷热通道独立设置”的要求，机房内划分出间隔的冷热通道。

机柜前段增加密闭组件，实现分隔冷热气流，形成良好的气流组织，提高空调的制冷效率。

2.2.1.1封闭通道子系统

密闭通道宽度为1.2m。

密闭通道：将冷热气流完全隔离，避免局部热点问题，支持高密部署，工厂预制结构件，实现快速部署；

双排密闭通道组件：密闭组件由翻转天窗+端门组成，翻转天窗通过电磁锁控制，出现火情时可通过烟感与温感触发自动开启.

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天窗

密闭天窗主要用于模块通道的密封。密闭天窗分控制天窗、旋转天窗、平顶天窗三种，旋转天窗和平顶天窗满足如下工作原理和材质要求：

➢ 天窗执行器控制电磁锁打开旋转天窗，烟感安装在通道顶部，与天窗控制器连接；

➢ 当天窗控制器接收到火灾告警信号，控制电磁锁开启天窗，同时发出声光报警信号，并将告警信号上传至机房管理系统；

➢ 天窗采用钢化玻璃，钢化玻璃面积不小于75%，厚度不低于5mm，透光率不小于90％（有透光率报告），符合机房防火要求；

➢ 天窗边框采用铝型材，厚度不小于2.0mm；

➢ 表面喷涂：黑色喷涂。

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封闭系统可以用来隔离热通道（hot aisle）和冷通道（cold

aisle），防止热空气和冷空气混合。封闭系统像一个物理屏障一样，将热通道与冷通道分开。封闭冷通道就是对机房的冷通道进行隔离，以便于更好地控制气流，阻止冷热气流的混合，不会导致冷却资源的浪费。

制冷系统采用风冷行级精密空调+密封通道的制冷方式：风冷行级精密空调和设备机柜共同组成密封通道，实现冷热空气隔离。

风冷行级精密空调具体工作原理：机组开启后，制冷系统内制冷剂的低压蒸汽被压缩机吸入并压缩为高压蒸汽后排至冷凝器。同时轴流风扇吸入的室外空气流经冷凝器，带走制冷剂放出的热量，使高压制冷剂蒸汽凝结为高压液体。高压液体经过过滤器、节流机构后喷入蒸发器，并在相应的低压下蒸发，吸取周围的热量。同时贯流风扇使空气不断进入蒸发器的肋片间进行热交换，并将放热后变冷的空气送向室内。如此室内空气不断循环流

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动，达到降低温度的目的。

行级空调靠近热源，送风距离大大缩短，从而减少了距离导致的气流压力损失、冷空气的泄漏损失，提高了冷量的利用效率。

（1）机房设备 （2）空调

结构尺寸

42kW空调标准尺寸为2000mm×600mm×1100mm（高×宽×深），通过在前门增加围框可将设备的深度扩展到1200mm。

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室内机组成

46kW空调主要由直流变频压缩机、EC风机、蒸发器、电子膨胀阀、油分离器、视液镜、干燥过滤器、过滤网、电加热（选配）、湿膜加湿器（选配）、冷凝水泵、单向阀、压差开关和温湿度传感器等部件组成

压缩机

➢ 采用直流变频压缩机，能效高，系统紧凑轻便，噪音低，寿命长，可靠性高，稳定性好，安装简易。

➢ 高精度驱动，自适应系统压力波动。

➢ 驱动精确自检，压缩机和驱动故障分区。

EC风机

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➢ 采用高效节能无极调速EC风机，实现无极调速，降低风机能效。

➢ 共10个EC风机，单个风机失效整机不停机。

➢ 风机可支持在线维护，单个风机更换不需停机。

蒸发器

➢ 采用内螺纹铜管和蓝色亲水铝箔设计，防止冷凝水聚集造成吹水，同时提高换热性能。蒸发器形式采用“V”型设计，气流组织更合理风阻更小。

➢ 高散热效率的翅片管式蒸发器，应用场协同理论及CFD（Computational Fluid Dynamics）优化流路设计，换热效率大幅提升。

➢ 采用小管径强化换热，相比传统方案换热效率提升10%以上。

➢ 换热盘管设计承压能力1.6MPa，具备优秀耐压能力。

电子膨胀阀

➢ 节流装置采用微型控制器控制步进电机的运转，从而改变阀口的流通面积，实现制冷系统制冷剂流量精确调节的执行器件。

➢ 自带储能单元，防止异常断电冷媒迁移造成液击等影响。

油分离器

➢ 油气分离元件，将压缩机排气中的润滑油分离出来重新导入压缩机，满足压缩机润滑要求。

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视液镜

➢ 可通过视液镜观察制冷剂的流动状态、气液含量，便于维护和优化系统状态。

干燥过滤器

➢ 干燥过滤器可清除制冷剂管路中水分，过滤杂质，有效降低系统部件损坏概率，保证部件高效可靠运行。

过滤网

➢ 采用G4等级过滤网，可定制F5等级过滤网。符合国标《空气过滤器》GB/T 14295-2008的相关要求。

电加热

➢ PTC（Positive Temperature Coefficient）电加热，自匹配加热量调节，多重保护确保安全稳定运行。

➢ 加热启动快，加热量大，热量均匀。

湿膜加湿器

➢ 采用湿膜加湿，降低对水质要求，环境适用性提高。

➢ 结构形式简洁、易于拆卸、清洗和维护。

➢ 加湿启动快、加湿量大。

➢ 功耗低，相比传统电极加湿节能95%以上。

➢ 相比传统电极加湿，寿命长，维护频率降低。

冷凝水泵

机组上排水时，增加排水动力，最大扬程4m。

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单向阀

可有效控制气体或液体回流。

压差开关

当过滤网出现脏堵时，压差传感器可触发告警，提示进行更换。

温湿度传感器

内置6个NTC（negative temperature coefficient）温度传感器和1个回风温湿度传感器。

2.2.1.2空调负荷计算方法

拥有足够的制冷量是调节机房温湿度环境的首要保证，合理的计算机房制冷量需求，不但能够保障机房合理的温湿度环境，还能节约成本。

机房内主要热量的来源如下：

 设备负荷（计算机及机柜热负荷）；

 机房照明负荷；

 建筑维护结构负荷；

 补充的新风负荷；

 人员的散热负荷等。

 其他

1.传统机房热负荷分析：

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根据以上各部分对热负荷的计算要求我们可以知道，机房主要的热负荷来源于设备的发热量及维护结构的热负荷。因此，我们要了解主设备的数量及用电情况以确定精密空调的容量及配置。根据以往经验，除主要的设备热负荷之外的其他负荷，如机房照明负荷、建筑维护结构负荷补充的新风负荷、人员的散热负荷等，可根据计算机房的面积测算。根据本项目机房的用途，可考虑按照机房设备发热量和机房面积两部分进行测算。具体如下：

功率及面积法：

Qt=Q1+Q2

Qt：总制冷量（KW）

Q1：室内设备负荷（设备铭牌功率×同时系数0.6~0.8）

Q2：环境热负荷（=0.10～0.18kW/m2×机房面积）。

2.模块化机房热负荷分析

在模块化机房中，由于封闭了制冷通道，热负荷的主要来源为IT设备散热及结构热负荷，计算中可以不用考虑其他的负荷，如照明、人员等的散热。结构热负荷主要表现为模块温度（集中于冷通道）低于外部环境温度发生的热交换，考虑该因素，为了保证充分制冷，特别是在中高密度机柜功率（>5KW）

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设计时，需要额外增加10—20%的制冷冗余，确保充分制冷，避免局部热点的产生。

功率冗余法：

Qt=Q1（1+Q2）

Qt：总制冷量（KW）

Q1：室内设备负荷（设备铭牌功率×同时系数0.6~0.8）

Q2：制冷冗余（设备负荷的10-20%）

2.2.1.3新风系统设计

根据计算，本次设计在主机房安装吊顶式新风机两台。

新风机总换风量为1500m³/h，达到机房总面积所需新风量计算（1200 m³/h）要求。

本工程新风机设计采用吊顶上送风方式，新风经新风管、百叶风口直接送到机房内，在排除室内污浊空气的同时，将室外新鲜空气经过滤后送入机房内，在机房内形成正压箱，达到良好的通风换气及防尘效果。

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设计在主机房区域内的顶棚上安装风口作为风口，同时将吊顶的微孔铝板作为回风口。设计主机房区域的气压大于其他区域，以保证主机房区域的空气洁净度。

☆ 低噪音、高效能量回收

☆ 适用于中心机房、办公室、实验室、宾馆、会计室、医院病房等场所

☆ 采用吊顶暗装方式，不影响室内装修，安装维修简单

新风换气机的六点要求

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1、双向换气

室内外双向换气，新风等量置换。

冬天通风，清新温暖

夏季换气，凉爽自然

2、过滤处理

新风过滤处理符合建筑法规要求。配装不同的过滤器可有效阻止灰尘和有害气体等污染物进入室内。

3、高效节能

内置静止热交换器，热交换效率大于70%，冷热负荷（室温）不受新风影响，大幅度降低新风处理所需能量，实现高效节能。荣获北京市节能认证证书。

4、应用简便

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多种机型，适合从15m2到1100m2的建筑单元，一体化结构，内置热交换器、双风机、过滤器，只需接通电源和风口（道）即可使用，不但简化设计，而且适应各种改造工程。

5、安全可靠

低噪声风机和内部降噪处理，防止了对现场的干扰，整机除风机外无运动部件，几乎无需维护，可确保长期稳定可靠工作，一劳永逸。

6、低费用高效益

替代新风处理设备，不必单设操作间，可减少设备投资和建筑面积，利用热回收技术节能降耗，大幅度降低运行费用，节约新风处理能耗30%以上，无冷热源供应，一体化结构减少维护工作量，节能人工费。

7、过滤器自动报警装置（可选）

当空气过滤器积聚了大量灰尘，需要清洗或更换滤材时，机器自动显示报警提示。

8、智能控制（可选）

先进的液晶智能控制显示技术，使室内空气品质状态一目了然，智能控制换气方式：冬夏使用热交换，春秋采用旁通式。

2.2.2供配电建设方案

建设原则

供配电系统作为机房的动力保证系统，安全等级毋庸置疑，机房要求不间断运行，如何建设一套安全的供配电系统是本节的

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主要内容。按照GB-50174-2008《电子信息系统机房设计规范》中对机房供配电的要求，配电系统采用TN-S接地系统，重要设备必须采用UPS供电。机房供配电系统包括：市电输入配电、UPS系统、UPS输出配电三部分组成，为了实现对机房不间断供电，UPS系统是重点建设对象。又因为机房总是随着用户的需求而始终处于不断的发展当中，这就要求在供配电系统的建设中还要考虑到未来的扩展能力，尽量避免不必要的重复建设。

2.2.2.1模块化UPS

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一体化UPS柜配置如下表所示：

项目

支持IT负载

输入开关ATS/MCCB

UPS输入开关

UPS输出开关

UPS维修旁路开关

空调配电支路

风冷1

50kW

250A

160A

160A

160A

40A/3P×8或63A/3P×8

风冷2

125kW

400A

250A

250A

250A

40A/3P×8或63A/3×8

工作环境

➢ 防护等级： IP20

➢ 工作温度：0℃ — +40℃(不降额)

➢ 相对湿度：最大95%（20℃±5℃）

➢ 海拔高度：0-1000m不降额，最高可支持4000m。

➢ 抗震等级：9烈度

➢ UPS冷却方式：强制风冷(风扇支持智能调速)

基本特性

➢ 支持单路/双路输入。

➢ UPS类型为在线双变换式，制式为三相输入，三相输出。

➢ 采用模块化设计，单功率模块的额定输出功率在20kVA-30kVA

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之间，且功率模块、旁路模块和控制模块均支持热插拔。当某功率模块发生故障时，可自动退出系统而不影响其他模块的正常工作，系统输出不中断。

➢ 系统采用集中旁路模式，旁路模块支持热插拔，且UPS内置维修旁路。

➢ 采用集中控制的逻辑，且控制单元具备1+1冗余备份。

➢ 市电模式转电池模式，电池模式转市电模式，市电模式转旁路模式，旁路模式转市电模式切换时间均为0ms。

➢ 市电模式下，UPS系统效率在40%负载时可达96%，UPS系统效率在25%负载时不小于95%。ECO模式下，UPS系统效率可达到99%。

➢ UPS旁路可长期支撑135%过载(环境温度为30度)，1000%过载时可支撑100ms。

➢ 振动测试要求：

满足GB/T 2423.10-2008振动要求，正弦扫频：5-62Hz，5mm/s；62-200Hz；2m/s2。扫频速率：1oct/min。三轴向测试，每轴向5个循环。

➢ 噪音(dB)：100%负载时≤ 65dB（A）。

外观与结构

➢ 机柜配电母排具有绝缘防护。

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➢ 取得电信设备抗震性能检测合格证，满足YD 5096-2005《通信用电源设备抗震性能检测规范》的要求，并满足设备安装地点的抗震设防要求。

UPS系统能够为您解决的问题：

2.2.2.2 UPS后备电池

UPS配套电池组承担了在市电断电的情况下为UPS提供电源的工作，保障在市电断电的情况下机房内的计算机系统仍能在一定时间内正常工作，因此，电池组在UPS系统中充当着非常重要的角色。

考虑到成本及使用性能，作为后备电源使用，电池多采用阀控式密封铅酸蓄电池，循环充放电次数达300次以上，使用寿命5年以上。

1、 安装简单，扩容方便，节约投资

模块化UPS采用模块化结构，可以方便地安装和扩容，只需要增加模块就可以了。在信息机房供电系统建设初期，会对UPS的容量需求产生错误的、过低或过高的估计，模块化UPS通过可扩容的模块结构可

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以有效解决这一问题。

2、 并联冗余，运行稳定，可靠性高

在模块化UPS中，功率模块部分是并联冗余的，功率模块之间并联在一起，不分主从，互不依赖，并且均分负载。每个模块都配有输入、输出保险和输入、输出继电器，即使有一个模块发生故障也能够自己退出整个系统，不影响整个系统工作。

3、 维修方便，在线处理，可用性高

传统的UPS在出现故障的情况下，都需要专业技术人员到现场维修。如果采用模块化UPS ，因为所有的模块都是采用热插拔，所以不需要专业的技术人员，只要有备用模块，用户也可以自己进行维护。

2.2.2.3接地系统

按照《电子信息系统机房设计规范》（GB 50174—2008）对接地的要求，保护性接地和功能性接地宜共用一组接地装置，其接地电阻应按其中最小值确定。工程地线利用大楼联合地线，其接地电阻要求小于1Ω。机房需分别布放地线，防静电活动地板、走线架等金属外壳、各新增设备机壳等均需接保护地线。

工程采用M型等电位网络。机房内采用M 型等电位连接网络时,

应使用截面积应不小于40mm2，厚度不小于3mm的扁铜, 在机房防静电地板下沿机架四周明敷, 根据设备数量及布置情况来决定等电位连接网络敷设成环状或网状。具体见下图。

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为便于接地系统的统一管理，机房接地系统采用联合接地方式，利用大楼承重柱内专用接地钢筋引出联合接地点，接地电阻小于1欧姆。在机房内四周设置30mm×3mm的紫铜排或40mm×4mm的接地扁钢，机房内机柜底座互相连接，并与机房四周的接地扁钢或接地铜排可靠连接（连接2处以上），以此建立数据中心等电位接地网，与联合接地点一点接地。所有功能接地均就近接入等电位接地网。

2.2.2.4防雷系统

接地的形式和种类

为了保证机房内的各种设备的安全，要求机房设置三类接地子系统，即：交流工作接地系统、保护接地系统和功能接地系统，防雷接地。

交流工作接地：是指配电系统交流工作接地，TN-S系统中供电变压器和UPS输出隔离变压器的中性线接地。该接地系统的功能是钳制中性点电位，抑制零点漂移。其中，供电变压器的中性线接地在变压器安装时已经完成，UPS输出中性线的接地（重复接地）由机房施

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工单位完成，接地点应为大厦总等电位端子。

安全保护接地：机房内金属结构件的等电位接地、静电泄漏接地、防雷接地以及PE保护接地。保护接地系统沿用干线电缆中的PE线。利用大地建立统一的参考电位或起屏蔽作用，以使电路工作稳定、质量良好，特别是保证设备和工作人员的安全。

直流工作接地（也称逻辑接地、信号接地）：计算机以及一切微电了设备，大部分采用CMOS集成电路，工作于较低的直流电压下，为使同一系统的计算机、微电子设备的工作电路具有同一“电位”参考点，将所有设备的“零”电位点接于同一接地装置，它可以稳定电路的电位，防止外来的干扰，这称为直流工作接地。

防雷接地：为使雷电浪涌电流泄入大地，使被保护物免遭直击雷或感应雷等浪涌过电压、过电流的危害，所有建筑物、电气设备、线路、网络等不带电金属部分、金属护套、避雷器以及一切水、气管道等均应与防雷接地装置作金属性连接。

根据《电子信息机房设计规范》要求，保护性接地和功能性接地宜共用一组接地装置，其接地电阻应按其巾最小值确定。

对功能性接地有特殊要求需单独设置接地线的电子信息设备，接地线应与其他接地线绝缘。

机房内接地设置

(1)计算机设备的电源工作接地系统N’： 即UPS电源输出中性线重复接地，采用大楼综合接地体，通过电缆YJV 1×95mm2从低压配电室的总接地端子排上引至机房配电室的UPS总输出配电柜的N'

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排。

(2)保护接地系统：在机房防静电地板下及吊顶内设置等电位连接体，机房内形成一个法拉第笼接地网。其他接地系统，包括弱电接地、保护接地、防静电接地等，都采用等电位网做为保护接地网。

(3)计算机专用直流地G：采用大楼综合接地体，通过铜排与大楼地网相连。

机房等电位接地体

在机房防静电地板下及吊顶内设置等电位连接体，机房内形成一个法拉第笼接地网。其他接地系统，包括弱电接地、保护接地、防静电接地等，都采用等电位网做为保护接地网。

机房电源防雷系统

由于计算中心机房内集中了大量微电子设备，而这些设备内部结构高度集成化（VLSI 芯片），从而造成设备耐过电压、耐过电流的水平下降，对雷电（包括感应雷及操作过电压）浪涌的承受能力下降。

雷电侵入用电设备及计算机网络系统的途径主要有四个方面：

交流电源380V、220V电源线引入；

信号传输通道引入；

地电位反击；

空间雷闪电磁脉冲(LEMP)等。

为了确保机房计算机设备及电脑网络系统稳定可靠运行，以及保证机房工作人员有安全的工作环境，机房的防雷、防浪涌是机房安全防护的一个必不可少的系统。

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电源防雷

本方案电源防雷系统采用四级限压方式。

本方案在大楼总配电室安装第一级防雷保护，以防止感应雷、侧击雷沿电源线进入机房损坏机房内的重要设备；在机房电源室ATS配电柜、UPS输入配电柜进线处各加装一套高容通量的电源防雷器作为机房电源部分的二、三级保护，在机柜PDU配置防雷模块，作为第四级保护。

使用防雷器注意事项

防雷保护器必须通过接地端以尽可能短的路径接地。

机房内所有设备采用单点接地法，即所有地线全部接到接地汇集排上，再由汇集排与地网相连。

设备安装时，应与大楼的外墙及柱子保持一定的安全距离。

系统接地引入线电流不超过1安培。

2.2.3机柜子系统

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1.机柜板材

优质冷轧钢板：U立柱2.0mm，框架2.0mm，前门1.5mm，后门1.5mm，侧门1.2mm，其它1.0~1.5mm。

2.散热设计

前门单开弧形网孔门，后门双开网孔门；整体通透率达67%；前后门开启角度＞130°；

适应数据中心前进后出风。

3.结构设计

机柜整体采用拼装结构设计，快速组装，运输可整体运输，也可零部件分拆运输；左右双开侧门，上下门扣安装，可快速拆装。

4.电源管理

兼容横装式PDU与竖挂式PDU安装；可以用做一体化柜载体，兼容做机柜式配电柜载体；

可以安装机架式电池箱。

5.机柜附件

齐全的机柜附件包含机柜辅件(固定层板、简易层板、活动层板、键盘架、空白面板、通风面板、机柜内部导轨, 散热管理(机架式散热单元),线缆管理(分线槽、机顶过线槽、内部理线架)

6.表面处理

1）标准机柜颜色为黑色细沙纹(RAL9005)，用户实际需求进行颜色选配（提供色号）；

2）金属件前处理采用脱脂，磷化，外表面涂层采用静电喷粉烤

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漆工艺，涂层附着牢固，防氧化，耐酸碱，表面光洁、色泽均匀、无流挂、无露底，保证长期使用不锈蚀与机柜的使用寿命长；

3）固定螺丝采用镀黑（镀锌）处理。

7.承重能力

1) 额定静载为800Kg，最大静载可达1000Kg（使用支撑脚或底座）；

2) 移动最大承载600Kg。

8.防护等级

防护等级IP20。

2.2.3.1消防系统

消防系统是机房必不可少的一个保障。现代社会是信息化的社会，信息的快速传递依赖于通信设备的全面发展，随着IT行业的迅猛发展，社会各行各业的自动化办公系统也日渐普及。电子信息系统机房作为现代通信与数据统计与分析的枢纽，共安全性工作已成为重中之重，一旦发生火灾，将导致整个办公系统瘫痪，不仅造成巨大财产损失，甚至带来严重的社会负面影响。

顶部天窗可以根据消防告警信号进行控制开关，能保证七氟丙烷二氧化碳气体灭火剂能够快速进入模块灭火。

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用机房内设FM200七氟丙烷无管网气体消防柜，模块通道内、外设烟感温感，当烟感、温感均报警时，灭火控制器启动气体灭火系统对模块灭火；

可提供模块外部烟感、温感固定支架，高度可调，实现免工程快速安装（当不采用支架时，可直接现场安装固定于天花板）

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2.2.4动环监控子系统

数据中心机房支撑着数据中心系统的正常运营，任何一个由于环境条件变化、设备故障和人为失误造成的意外给系统带来的不稳定性甚至中断，都会造成巨大的损失。为了减少这种损失，保证数据中心的安全运行，必须有一套先进可靠的集中监控系统。该系统必须能够随时随地观察到机房内IT设备及其周边环境的情况，必须能及时地发出预防性报警，通知有关人员，采取措施，防止事故发生。

本数据中心机房项目建议配置模块化机房兼容的机房智能管理系统。

是面向机房基础设施管理的新一代智能管理系统，可实现对数据机房基础设施层的动力、环境、视频、门禁等设备的实时数据、设备状态、告警等的管理。支持各种机房视图和报表展现，用户可方便查看机房设备实时状态。提供标准的平台，可灵活配置、柔性扩容、分层级管理，适应模块化和集装箱数据机房等多种应用场景。

通过柔性拓展的物理架构和模块化设计的思路，管理平台既能对单个数据中心基础设施进行管理，也能对多个分地域的数据中心基础设施进行集中统一管理。

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2.2.4.1监控系统概述

全能型一体化机房动力环境监控系统解决方案的实施能实现机房一体化管理，从而实现“集中化、网络化、智能化、无人化”的科学管理模式，让信息化建设迈上一个新的台阶，让机房的运行更为稳定、可靠，管理更为简单、方便。

监控系统采用先进的BS架构的动力环境集中监控管理平台、嵌入式网络型并辅以相关的环境采集模块，通过TCP/IP协议方式进行数据传输，实现对该项目机房动力与环境系统进行365*24小时全方位的统一集中监控管理。提供美观友好的WIN8监控画面。发现异常系统自动及时弹出报警窗口、并附有多媒体语音广播报警和本地声光

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进行本地报警，同时通过手机短信、E-mail方式远程通知机房运维人员，以让运维人员及时采取相应措施确保各机房设备的可靠运行。

2.2.4.2监控系统设计原则

根据机房的现实情况和机房物理环境，结合机房科技对于机房与UPS动力环境管理监控的最新研究成果和解决方案，提出如下设计原则：

1、先进性、实用性：

充分考虑到机房的重要性和高科技的特点，在进行系统设计时，满足了现有基本需求的基础上，考虑到信息技术的发展，我司监控系统设计先进、实用性体现如下：

所有的动力环境监控产品都是自主研发和制造，简单、易用、产品兼容性好，标准化接口设计，产品化的系统构成使安装、调试、维护工作变的更加轻松简单；

本监控系统采用先进的B/S架构，可远程对监控系统进行查看、控制和管理，不需要安端软件和第三方插件；

采用TCP/IP协议据传输，支持多种网络具备大容量锂电

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装任何客户方式进行数传输架构；

池，超长续

航能力，外部供电中断之后，还能正常监控报警工作12个小时

2、高度集成化：

一站式采购，只需一台主机，即可轻松搞定机房里的动力环境系统

3、便捷实用：

免工具对插，安装式方便快捷，清晰明了，标准化功能轻松实现

4、稳定性、可靠性：

本监控系统符合电磁兼容性和电气隔离性能设计要求，不影响被监控设备的正常工作；

本监控系统具有自诊断功能，对通信故障、软硬件故障功能能够自动诊断出来并及时告警；

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双网口设计，冗余配置，大幅提升链路可靠性

5、安全性：

本监控系统与被监控对象间具有可靠的电气隔离，本系统的软硬件在任何情况下，均不影响被监控对象运行的安全性。

具有两路零地电压检测，扫除机房接地漏电的威胁，提升机房安全度。

双电源输入设计，提高监控系统安全等级。

动环监控系统是一款专为中心机房开发的，集UPS监控与扩展动力环境于一身的网络监控主机。该产品采用1U19英寸机架式设计风格，220V交流供电，更符合现代机房的设计要求。监控主机提供2路220V交流电的接入，并监控2路220V交流电是否接入、零地电压检测，内置后备电池。实现同时支持对4台主串口设备进行监控(4路UPS，或者2路UPS+2路精密空调等的组合)。支持8路的485扩展设备和智能设备连接接口，4路USB口可连接语音模块，支持8路

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开关量输入检测、4路继电器输出控制，内置短信模块，机身带LCD显示和按键输入功能，人机交互界面更为方便直观，极大的满足了中小机房的监控需求，是建设现代无人值守机房的最佳选择。

2.2.4.3UPS监测

对UPS内部整流器、逆变器、旁路、负载、电池等各部件的运行状态进行实时监视，一旦有部件发生故障，系统会自动报警。并且实时监视UPS的各种电压、电流、频率、功率、电池后备时间等参数。监控可全面诊断UPS状况，监视UPS的各种参数。一旦UPS报警，应自动切换到相关画面。越限参数将变色，并伴随有报警声音，有相应的处理提示。对于重要的参数，可作曲线记录，并可显示选定某天的最大值，最小值，使管理人员对UPS的状况有全面的了解。

监控界面如下：

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2.2.4.4精密空调监控

机房监控系统能实时监视空调各部件（压缩机、风机、加热器、加湿器等）的运行状态与参数，并可远程修改设置与开关空调。（根据生产厂提供的全部监控功能）此系统所实现功能如下：压缩机状态、风机状态、加湿器状态、去湿器状态、加热器状态、空调的温度、湿度值。

2.2.4.5温湿度监控

根据机房实际面积，加装温湿度传感器，实时监测机房和机柜的温度和湿度数值，在监控界面上以电子地图的方式直观地显示现场的温湿度，并可对温湿度进行实时和历史查询。

并且当机房的温湿度超过预定值时，系统将对管理人员电话短信报警；管理人员则可通过远程监控系统对机房内的空调进行调节，以完成对机房的控制。

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2.2.4.6消防监控系统

在机房布置烟雾传感器，对机房的烟雾做实时感应，监控室内的烟雾情况，减少或者避免火灾的发生而产生的危害。一旦出现火灾，系统立即做出反应，对机房管理人员实现短信、语音、声光等报警，以第一时间通知人员，达到减少甚至避免损失。

2.2.4.7漏水监控

计算机房是大楼的心脏地域，计算机房的设备必须保证大楼正常运营，保证网络和计算机等高级设备能长期而可靠地运行。由于地板下强电、弱电、地线、电缆纵横交错，一旦漏水，后果将不堪设想。设备房漏水危害大，又不容易发现，对设备房内的漏水状态进行实时

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的检测是十分必要的。

由于用户机房面积大，且漏水水源一般在机房地板下，为了方便用户今后的维护，建议采用非定位式漏水检测系统，其工作原理为：采用耐腐蚀，强度高的感应线缆与控制器及其他附件，将有水源的地方围起来，一旦有液体泄漏碰到感应绳，感应绳通过控制器将接点式信号输到工控机，及时通知有关人员排除。系统本身包括：漏水控制器、漏水感应绳及其他辅助设备，系统可检测感应线上任何点的漏水位置并有语音报警。系统还可检测机房洁净度，当感应上的尘埃集结到一定厚度，系统会报警提示管理人员派人清洗感应线。

2.2.5机房装修设计

建设原则

根据机房各功能区的整体规划问题进行讨论。本方案力求在不改变建筑结构的基础上，按照功能与美观兼具的设计思想，建设一个现代化的，具备安全可靠、经济实用、环保节能的机房。保证系统各项功能不受干扰和内部信息不会泄漏。设计依据如下所示：

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 GB50222-95《建筑物内部装修设计防火规范》

 GB8702-88《电磁辐射防护规定》

 GB9361-88《计算机场地安全要求》

 GB2887-89《计算站场地技术条件》

 GB6650-86《计算机机房用活动地板技术条件》

根据《电子信息系统机房设计规范》（GB50174-2008）室内装修的要求，电子信息系统机房的耐火等级不应低于二级，主机房的顶棚、壁板(包括夹芯材料)和隔断应为不燃烧体。

机房区装饰材料的选择应满足如下要求：

（1）为保证机房的洁净度，应选用气密性好、不起尘、易清洁的饰面材料。

（2）为避开强电磁场干扰及保障计算机系统信息安全，装饰材料应具有有效的电磁屏蔽及防静电性能，满足机房内抗无线电干扰要求及抗磁场干扰要求。

（3）为满足机房防火要求，装饰材料应具备甲级防火性能。

（4）为满足机房内的视觉需要，内部隔断主要采用透明墙体材料。

基于以上几点考虑，本方案装饰材料选择以金属材料及难燃材料为主，满足机房区域内防静电，防辐射，防尘、防水、防雷、防火、防潮、防震和防噪声的要求。

（5）集成系统的节能化考虑，新技术的应用，以节约日后的运

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行成本；

（6）合理的信息路由结构设计，以防止可能造成系统互联的阻塞；

（7）机构紧密的供配电设计，以减少网络设备的电磁干扰；

装璜部分的设计遵循原则是：要体现出作为重要信息会聚地的室内空间特点，在充分考虑网络系统、空调系统、先进性的前提下，达到美观、大方的风格，有现代感。

2.2.5.1地板

活动地板在机房中是必不可少的。机房敷设活动地板主要有两个作用：首先，在活动地板下形成隐蔽空间，可以在地板下敷设电源线管、线槽、综合布线、消防管线等以及一些电气设施（插座、插座箱等）；其次，由于敷设了活动地板可以在活动地板下形成空调送风静压箱。此外，活动地板的抗静电功能也为计算机及网络设备的安全运行提供了保证。

防静电地板安装时，同时要求安装静电泄漏系统。铺设静电泄漏地网，通过静电泄漏干线和机房安全保护地的接地端子封在一起，将静电泄漏掉。

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机房活动地板敷设高度为0.35米，活动地板安装过程中，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，用不锈钢板踢脚板压边装饰。不锈钢板踢脚板与彩钢板、玻璃隔墙互相衬托，协调一致，效果极佳。

活动地板主要由两部分组成。A）抗静电活动地板板面；B）地板支承系统，主要为横梁支角（支角分成上、下托，螺杆可以调节，以调整地板面水平）。地板规格主要为600*600毫米。

活动地板是易于更换的。用吸板器可以取下任何一块地板。地板下面的管线及设备的维护保养及修理是极其方便的。

活动地板是灵活的。当其中的某一部分需要改变，如增加新的机柜，其扩展极其方便。如需调整地板高度可任意调整。

活动地板是牢固的，稳定的，紧密的，这是毫无疑问的。活动地板安装的工艺可以保证地板的严密和稳定。调整好不会有响动和摇摆，也没有噪音。至于防鼠，则应在围护结构上解决，尽量不留孔洞。有孔洞如管、槽，则要作好封堵，要绝对保持围护结构的严密。

活动地板安装一定要做到非常严密，表面平整。这取决于两个方面。一是活动地板本身的精度，二是安装工艺和质量。安装的活动地板，给人以高档、豪华的印象。

地板系统的确可以承受较高压力的碾压。在高压力下有较好的持续性。这是因为地板本身承载能力大和板面的硬度高和稳定性好。

活动地板有专用的通风地板。通风地板是单独加工的，钢结构。走线地板加工后都相应地套装塑料出线口，在线口内走线。

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地板下，要涂防尘漆，并考虑粘贴福乐士保温层，以做到保温绝热。

机房设计采用下送风方式。楼地面必须符合土建规范要求的平整度。地面抹灰应达到高级抹灰的水平。而且地面需要进行防尘处理。通常在地板下的墙面、柱面、地面均刷涂防尘漆两遍。全部水泥面均经刷漆处理，达到不起尘的作用，从而保证空调送风系统的空气洁净

2.2.5.2墙面

机房中吊顶、地板、玻璃隔墙材质都比较好，价格也高。墙面不管是采用壁纸还是高档乳胶漆，价格虽很低廉，但外观无法与吊顶和活动地板相互衬托。近年来，在高档、先进的机房中主要采用了以下几种材料做墙面：金属复合壁板、铝塑板等。

上述两种材料施工后，所见到的墙体表面相似，均为金属漆面。只是基层结构不同而已。下面分别叙述两种墙面的优缺点。

金属复合壁板是由彩色钢板（0.7毫米）做好50毫米厚的箱型凹凸的板材。其内部垂直粘贴50毫米的优质岩棉。板材在生产线上加工，工艺先进，尺寸精确。安装时，在顶上和地面先安装马槽，然后依次把壁板推入后固定。其表面为钢板漆面，安装后接口缝隙小于1毫米，美观、整齐，缝隙均匀。该壁板又常常用在洁净室，隔音、保温、密封效果好。该墙体有配套的金属壁板门，精致、美观。

铝塑板墙面也是由骨架和面层组成。骨架有两种：一种采用轻钢龙骨石膏板；另一种采用15毫米中密度板，宽150毫米，间距150

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