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现代计算机房的建设一.计算机技术的发展简介
自从1946年美国宾夕法尼亚大学的J.P.Eckert和J.W.Mauchly两人,用18800只电子管组装成世界上第一台电子计算机艾力亚克(ENIAC)以来,计算机经历了电子管,晶体管,集成电路等好几个发展阶段.如今,计算机已经进入了超大规模集成电路的阶段,其处理能力得到巨大的提高,而其体积则大大缩小,功耗大幅度下降,不但发展出运算能力惊人,足以模拟核反应0过程与气象变化的巨型机,而且发展出影响更为深远的微型机.
二.计算机机房建设的重要性
随着计算机事业的发展和计算机技术的广泛应用,怎样确保计算机设备的正常运行,怎样给从事计算机操作的工作人员创造良好的工作环境,这个问题越来越被人们所重视.计算机设备不同于其它的机器设备,不同的计算机系统对运行环境有不同的要求.一般的大,中, 小型计算机都要求安装在一个专用的机房里.机房环境除必须满足计算机设备对温度,湿度和空气洁净度,供电电源的质量(电压,频率和稳定性等到,接地地线,电磁场和振动等项的技术要求外,还必须满足在机房中工作的人员对照明度,空气的新鲜度和流动速度,嗓声的要求.计算机属于贵重精密设备,它用于重要部门时,又属于关键和脆弱的中心.困此,它又常常是安全保卫的重点.机房对消防,安全保密也有较高的要求.
从事计算机所需要的特殊环境建设的工作叫做计算机场地建设,平常也称作计算机建设.国家关于计算机场地建设已公布了中华人民共和国国家级标准,即<<计算站场地技术条件>>(GB2887-2000).目前,这个标准就是计算机场地建设的主要技术依据.计算机场地建设是一门实际,复杂,涉及技术面比较广的综合性工程.新建,改建和扩建的计算机房,在具体施工中有许多技术性的问题要解决,有些技术性的问题还正在进一步的探索和研究之中.可以说计算机场地技术已经发展成了一门新兴的行业.
近些年来随着科学技术的迅速发展,与计算机场地建设有关的新设备,新材料,新工艺新技术不断地出现.这些有利的因素,特别是一些计算机机房专用设备的出现,都为建设一个好的机房准备了特质条件.但是,要真正建设成一个合格的机房却不是那么容易的,因为在设计和实际施工过程中,各地的客观条件,技术条件和物质条件差别很大,还在领导或管理阶层的思想认识上的差异.另外,有许多技术性问题和管理性问题还缺乏权威性的规范,需要逐步完善各个行业计算机机房技术或管理规范,逐步走上机房建设技术与管理的规章制度有据可依的规范化道路.
三.机房的环境条件
银行,邮电,证券行业的电子机房设备是由大量的微电子设备,精密机械设备和机电设备组成的.这些设备使用了大量易受环境条件影响的电子元器件,机械构件及材料.如果环境条件不能满足这些设备对环境的使用要求,就会降低计算机的可靠性,加速元器件及材料的老化,缩短机器的使用寿命,其至丢失重要的数据和出现误动作等.
由于计算机设备及其它微电子设备所用的元器件及材料不同,且功能不同,其用途和操作方法也各异.因此,其对环境条件的要求和适应性也不相同,因此国标GB2887-89把机房环境条件分成A,B,C三级来处理.在确定计算机机房的环境条件时,应综合考虑所安装的全部设备,并按其要求的不同分别加以处理.
1.温度影响
机房微电子设备绝大部分都是由中,大规模集成电路及其他电子元器件等所构成的.这些电子元器件在工作时产生大量的热.如果没有有效的措施及时把热散走,温度上升就会引起电子计算机及其它微电子设备发生故障.
2.湿度影响
为了确保计算机设备连续可靠的运转,除了严格的控制温度以外,还应把湿度控制在规定的围以内.不正常的相对湿度,不仅影响设备的可靠性和寿命,而且使工作人员感到烦倦.
当相对湿度低于40%时,空气被认为是干燥的;而相对湿度高于80%时,则认为空气是潮湿的;当相对湿度为100%时,则空气处在饱和状态.当空气的相对湿度大于65%时,对特体的表面附着一层厚度为0.001~0.01um的水膜,当空气湿度到达饱和时,水膜的厚度可增加到10um.
空气的湿度与其温度有关.在绝对湿度不变的情况下,相对湿度随温度升高而降低,随温度降低而升高.例如在我国东南地区,湿度较大,由于白天湿度偏高,相对湿度约为80%,而在同一天由于温度偏低,其相对湿度则可高达100%.
高湿度对电子计算机设备的危害是明显的,而低湿度的危害有时更加严重.在低湿状态下,计算机机房中,穿着化纤衣服的工作人员,活动地板以及机壳表面等,都不同程度地积累静电荷.若无有效的措施加以消除,,此电荷越积越高,不仅影响机器可靠的工作,而且危害工作人员的身心健康.实验表明,当计算机机房的相对湿度为所欲为30%时,静电电压为5000V;当相对湿度为20%时,静电电压就达到10000V;而当相对湿度降到5%时,则静电电压可高达20000V.由此可见,在相同的条件下,相对湿度越低,也就是说越干燥,静电电压越高.虽然静电的寄生电流很低,但计算机对此却相对敏感,因为电子计算机线路中所通过的电流本身就很小.静电对电子计算机造成的危害主要是由于静电噪声对电子线路的干扰.静电噪声主要有两种,一种是瞬时流经机柜的电流引起信号线和电源线的感应噪声;另一种是在静电放电时,接触部分产生的电磁波给予信号线的辐射噪声.因此,一次很微弱的静电放电也会使存储器中已寄存的信息失掉,甚至送进一个误码.静电不仅会使计算机设备的运算出故障,影响操作人员的身心健康,而且还会给操作人带来心理上的极大不安,降低工作效率.
为了克服高温,潮温,低温,干燥等给计算机设备带来的危害,我国国家标准<<计算站场地技术条件>>中规定:
①开机时机房内相对湿度:
A级:45%~65%
B级:40%~70%
C级:30%~80%
②停机时机房内相对湿度:
A级:相对湿度40%~70%
B级:相对湿度20%~80%
C级:相对湿度8%~80%
3.灰尘影响
灰尘对计算机设备的影响很大,特别是对一些精密设备和接插件影响最为明显.计算机设备中最怕灰尘的是磁盘存储器.存储器的主要功能是保存大量的信息.在存储器中保存着计算机程序和数据,决定着计算机的具体工作过程.若灰尘进入盘中,将会造成读写错误,虽然这时计算机的其它部件也许似在正常运转,也将失去意义.
若灰尘沉积在集成块和其它电子元器件上,降低其散热性能.有些导电性灰尘落入计算机设备中,会使有关材料的绝缘性能降低,甚至短路;相反,绝缘性灰尘则可能引起接插件触点接触不良.
①机房的防尘措施:
A.在机房的入口安装风浴通道,防止工作人员把灰尘带入机房内.
B.机房装修材料应采用不吸尘,不发尘材料.
C.对机房围护结构进行严格处理,使机房的墙壁,天棚,地面不起尘,不脱皮.
D.新风系统送入机房内的新鲜空气,应进行高效或亚高效过滤.
E.工作人员在机房内工作时,应穿无尘工作服.
F.不使发尘源扩大,使机房保持一定的正压.
G.机房内不做不必要的平面.
H.采取措施,使设备的发尘量减少至最小.
②空气吹淋室的结构及工作原理
空气吹淋室是计算机房的人身净化设备.工作人员进入机房之前,在空气吹淋室(风淋室)进行人身净化,它是进行人身净化和防止室外空气侵入机房的有效装置.通常在空气吹淋室内进行空气淋浴,将工作人员工作服表面附着的较大的尘埃,用高效洁净气流吹除掉.同时由于空气吹淋室的两道门不同时开启,因此,可心兼起气闸室作用,这样可以防止未被净化的空气进入计算机机房内.
空气吹淋室主要由通风机,过滤器(预过滤器和高效过滤器)和喷嘴三部分组成.其工作原理是:吹淋后的污染空气,经空气过滤器净化后(或根据需要启动电加热对空气加热),经静压室,最后从空气吹淋室内上,左,右三个方面的喷嘴高速吹向人体各部.空气吹淋室,从淋浴的人数,可分为多人和单人风淋室;从启动方式,可分为手动和自动两种.
4.有害气体的影响
有害性腐蚀气体对计算机设备的影响是一个长时间的反应,故障开始不明显,损失不直接,它的损坏时间可能是一年,也可能是几年.这些慢性损坏是人们难以感觉到的.甚至有时候被人们所忽视.所以,人们必须知道,这些有害气体时时刻刻都在侵害计算机设备,使设备的可靠性能慢慢下降,寿命日趋缩短.
腐蚀性气体对计算机设备的腐蚀在没有水荪汽的情况下,很多化学的或电化学的腐蚀很难发生.可以说,水荪汽是加速腐蚀的促进剂.因此机房内的丁对湿度不能太高,保持在规定的范围内对计算机设备是很有利的.
腐蚀性气体对计算机设备的损坏是不能恢复的.腐蚀性气体对计算机设备的损坏程度与有害气体的浓度和设备暴露腐蚀的时间成正比.有害气体浓度越大,腐蚀时间越长,其讹程度就越厉害;腐蚀性气体浓度越小,腐蚀时间越短,其腐蚀程度就越小.这里只说是腐蚀的程度小,并不是说没有腐蚀影响,只是要达到腐蚀性损坏需要的时间更长一些.
机房内有害气体对计算机设备的影响往往不是单一的,而是几种有害气体综合作用的结果.另外,腐蚀性气体的腐蚀程度与周围环境也有关系,比如温度,湿度,洁净度都会影响到其腐蚀的程度.在高温,高温的情况下,各种腐蚀性气体的腐蚀能力最强.洁净度低,也就是机房内的空气中灰尘多,其灰尘吸收水分后,会加速有害气体的腐蚀作用.湿度的争剧变化,如在1H内的波动值超过6%,腐蚀情况更加严重.
5.电磁干扰影响
电磁干扰引起计算机故障和误操作形式各异,大小不同.电磁场的干扰,使电子电路的噪声增大,使计算机设备的可靠性降低,引起误动作,甚者会使计算机处于瘫痪状态,无法工作.电磁干扰产生的原因很多,有内部因素,也有外界因素.干扰的形式不同,如机房内部各设备之间的干扰,外界的设备对机房内设备的干扰,机房内设备对外界设备的干扰.
①电力传输线:电力传输线存在两种噪声.一种是从传输线路的金属和绝缘子发出的电晕噪声,另一种是被载在传输线上的电波,又从金属线铁塔发出二次辐射噪声.根据传输电压的大小,所产生干扰的强弱不同.在电力传输线的铁塔与铁塔之间,可观测到很强的水平极化波,而在铁塔附近可以观测到很强的垂直极化波.
②天线:计算机设备在广播电台,无线电台等大功率发射天线附近几百米范围内,会受到很强的电磁干扰.
③日光灯:日光灯在使用时,一个电的崩溃暂能发生而产生RF杂信干扰,干扰从灯管(泡)本身辐射发出来,经由电源电路传导,或从供给日光灯电源的配线辐射出来.日光灯最值得注意的辐射,是从连接至它们的电力配线所发射的RF辐射.
④各种电气设备如整流电机,继电器,接触器以及其它打火设备这些感应性负荷,当电流断开时产生的高压,将给电源线或信号以脉冲式干扰.此外,计算机机房的其它设备,如吸尘器,UPS电源,空气调节器等也会成计算机设备的干扰源.
⑤雷击产生的感应火花放电:在雷击时,感应雷在传输线上的冲击电压有时可高达几千伏甚者几万伏,其对计算机设备的影响很大,甚者导致计算机零部件损坏使计算机损坏.
⑥计算机机房防止电磁干扰的措施:防止电磁干扰最有效的方法有两种:接地,屏蔽.机房建设单位可根据设备和机房建设的要求,分别对主机室,电力配线,信号线,机房内的主要设备或整个机房进行屏蔽时, 必须有一个良好的接地系统.
为了防止电磁干扰对计算机设备的影响,在机房建设时应注意以下几个问题:
A:为了防止混凝土板内埋的电力配线产生的电磁干扰,机房施工时,在墙内埋设的各种电器配线应穿金属管,且管壁不能太薄,金属管接头应用螺丝接头连接,并拧8个以上的丝扣,一直把螺纹拧到底直到丝扣拧死为止.使用蛇皮管时,要尽量减少接头,并使接头互相嵌入深一些.总之,穿线管的接头除了采用螺丝式以外,不得使用其它形式的连接,这是因为接头部位变成高磁阴,失去屏蔽效果,并使该非连续接头部位产生的漏磁通在室内形成磁场,导致各种干扰.注意混凝土内各种配线严禁裸埋.
B.在室内尽量减少在混凝土埋设配线,使更多的电缆,电线,信号线敷设在地板下和吊顶上.
C.机房内使用的所有电力线和信号线都得使用电磁屏蔽线,并穿钢管或蛇皮管.钢管和蛇皮管的使用方法同上.
D.机房内配线尽量不作环形配线,而采用辐射配线.
四.计算机房供电质量要求
国家标准<<计算站场地技术条件>>GB2887-89中关于机房供配电要求如下:
1.计算机机房供电电源
计算机房供电电源应满足下列要求:
频率:50Hz
电压:380V/220V
相数:三相五线制或三相四线制/单相三线制
依据计算机的性能,允许供电电源变动的范围.
计算机机房照明系统的验收和使用管理
计算机机房照明系统与配电系统的验收同步进行,在验收时应注意以下几个问题.
①机房照明系统验收的标准.机房照明系统验收的标准是:国家标准GB2887-2000<<计算站场地技术条件>>中有关计算机机房照明的规定和<<电气装置安装工程施工及验收规范>>(GBJ232-82)中关于照明系统验收的要求.
②照明灯具应该完整无损, 直观各灯具亮度应一致协调,不产生眩光.
③灯具在各工作间的配制应符合设计要求,一些特殊胜任的灯具应合理到位.
④灯具在接线方式控制线路应符合设计要求,可以做到全部打开和部分打开.应急供电的灯具接线控制合理.
⑤照明系统的隐蔽工程,经施工现场管理人员认定是否合格.
⑥机房照明系统全部打开工作两小时以上,该系统的开关,设备装置,照明导线,电缆温升在允许的范围.
⑦照明灯具打开,关闭,不影响计算机设备或其它设备的正常工作.
⑧荧光灯的镇流器在工作时,不得有明显的嗡叫声.
⑨验收时所有灯具都应该亮,不能有不亮的灯具.
⑩各回路的绝缘电阻值不小0.5M欧.
○11灯具在维修时,更换附件要方便.
○12对机房照明系统的设计,安装施工和使用效果,作出评价.
照明系统的使用和管理也是机房管理的重要内容,不可忽视.要做好机房照明系统的使用管理工作,有以下几点要引起注意:
①照明灯要保持良好的状况,一般情况下,灯具不亮率,要控制在全部灯具的5%以下.应急用的灯具应全部处于良好状态.
②照明灯具要保持整洁,完整无损,经常作清洁工作.
③全封闭机房内的灯具,不要经常打开,关闭,要保持合理的亮度.
④定期对照明系统进行维修,及时排除故障.
⑤机房应急灯具,要定期作停电时的转换供电试验,使转换供电装置处于良的工作状态.
⑥特殊灯具,要作定期检查,不符合特殊环境工作的灯具,应及时修理或者更换.计算机为什么要配用UPS电源
UPS电源的出现与计算机的发展有着密切的关系,建立一个不停电的供电系统对于任何一个用电户都是十分需要的.但是,要把不停电系统建设得这样完善却是计算机系统促进的结果.计算机为什么要配用UPS电源呢?简单地来说.因为市电电网的供电质量差,达不到计算机系统对供电的要求.使用UPS电源是一种提高供电质量的技术措施.
UPS是英文”Uninterruptible Power System”的缩写.其意思是不间断电源系统或者称为不停电供电系统.也就是说,市电一旦掉电(停电),后备电源几乎是在无断点的状况下,对原有负荷继续供电,UPS电源对保证计算机正常运行是很重要的设备,有了UPS电源,可以保证计算机不丢失信息和数据,可以保证计算机设备的安全,不会划伤磁盘的盘面或者磁头受到损坏.也就是说,随着计算机应用的日益普及,信息处理技术的不断发展,对供电的质量提出越来越严格的要求.
在目前大量使用的计算机中,其内部供电系统都装有高速欠压保护电路.当电网欠压时,计算机依靠滤波器电容中的能量来维持工作.一般能维持10MS左右,为了避免存储器中数据的丢失,必须有一种电源能在小于10MS内重新送电,以保证计算机系统的正常运行,及时处理好计算机中的信息,这种电源就是所谓的UPS电源.另外,部分UPS电源还具有稳频功能,可以解决正常供电时,市电电网电压,频率波动过大的问题.
停电在我国大部分地区是经常发生的现象.甚至有些地区是停三保四.电网供电质量差,在我国一些地区也是十分严重的.有时电压过高超过240V(相压);有时电压过低可低于180V.在这样的供电条件下,计算机系统基本不能正常工作.
据一些资料介绍,在工业发达的美国,虽然能达到平均8年才停一次电,一次平均停1分钟.而且,在电源质量很高的条件下,计算机仍然广泛的采用UPS电源供电.在我国电能质量差,供电只有电压和频率标准,对高次谐波没有要求.并且随时有停电的危险.所以,在计算机供电系统中采用UPS电源是十分必要的.我国供电电源质量的标准是:400万千瓦以上的大电网,电压波动为正负5%,频率(50+0.2Hz ~ 50-0.2Hz);400万千瓦以下电网电压波动为+0.5% ~- 7%,频率为(50+0.5Hz ~50-0.5Hz)(对高次谐波分量没有规定).实际上,在一些地区往往达不到这个标准,不能继续供电,有时电压低得几乎连荧光灯也起动不起来.使用UPS电源可以大大提高供电的可靠性,备用电源和正在负荷供电的电源保持锁相,即同压,同频,同相位.是切换时供电不会中断,也不会产生强烈的电弧干扰.计算机不会丢失信息和数据,保护了计算机设备,特别是硬盘,不致因停电而划伤.
使用UPS电源可以大大提高供电质量.UPS电源是净化了的电源,消除了高次谐波,提高了供电质量.一般市电电压波形虽然趋于正弦波,但有一定的高次谐波分量.输出电压和频率受负荷的性质,大小,运行方式,大负荷的投入切除以及故障等情况的影响和干扰,输出的电压和频率是很不稳定的,因而难以满足计算机对供电质量的要求.严重的供电不稳,会造成计算机误码或丢失信息.在UPS电源中,采用石英晶体振荡器控制逆变器的频率保持恒定.另外,还有电压自动调节装置,其精度小于正负1%,对于11次(有的为13次)谐波以前的高次谐波能够全部滤掉,输出近似于正弦波.从而净化了电源,保证计算机的正常运行.UPS电源在计算机供电系统中是不可缺少的设备.在我国目前电力供应条件下尤其需要配备的设备.
浪涌过电压及其危害
①直击雷及其危害
所谓直击雷,是指雷电直接击在建筑物,构架,树木,动植物上,因电效应,热效应和机械力效应等造成建筑物等损坏以及人员伤亡.由于直击雷的电磁场有可能使机房微电子设备遭受浪涌过电压的危害.在地球上任一时刻平均有2000多个雷暴在进行着,平均每秒钟有100次闪电,每个闪电的强度可以高达10亿伏.一个中等强度的雷暴的功率是10的八次方瓦,相当一个小型核电站的输出功率.全球平均每年因雷电灾害造成的直接损失就超过10亿美元,死亡人数在3000人以上,这个统计没有包括中国.美国有精确统计平均每年有100多人死于雷击,250人伤.1970-1983年的统计则有1154人死于雷击,同期死于龙卷风和飓风灾害的人数则为1341人,可见两种灾害对人的伤害是差不多的.
②感应雷及其危害
所谓感应雷,是通过雷云之间或雷云对地的放电,在附近的架空线路,埋地线路,钢轨或类似传导体上产生的感应过电压,称为感应雷,又叫二次雷效应,它对人,畜以及机房微电子设备都有一定的危险.
一般来说,感应雷没有直击雷那么猛烈,但它发生的几率比直击雷高得多.因为直击雷只发生在雷云对地闪击时才会对地面造成灾害,而感应雷则不论雷云对地闪击,或者雷云对雷云之间闪击,都可能发生并造成灾害,直击雷一次只能袭击一两个小范围的目标,而一次雷闪击可以在比较大范围内多个小局部同时发生感应雷过电压现象,并且这种感应高电压可以通过电力线,电话线等金属导线传输到很远,致使雷害范围扩大.
③静电感应
当空间有带电的雷云出现时,雷云下的地面及建筑物等都由于静电感应的作用带上异性的电荷.由于从雷云的出现到发生雷击所需要的时间相对于主放电过程的时间要长得多,因此大地可以有充分的时间积累大电荷.同样,与雷雨云先导通道下端接近的电力线,信号线路的长导体受到很强的电磁场力作用,积聚起大量导性电荷,这些导性电荷与先导通道内的电荷之间有电力线相连,是被束缚住的.当下行的梯式先导接近地面时,产生回击放电,主放电通道的电荷与地面积累的大量电荷迅速中和而消失.这时长导线上积聚的电荷就可心自由运动,其产生的高电压沿导线以近于光速向导线两端传播,这就称为感应过电压波,是一种脉冲波形式.
④雷电电磁脉冲的危害
以上所介绍的,主要是考虑地面上空的雷雨云或闪电产生的过电压危害.其实,闪电是在一维通道四周的三维空间产生祸害,过去由于科学技术比较落后,危害较小,检测手段也比较落后,但是,20世纪80年代以后,科学技术的迅猛发展,使人类社会的发展出现重大变化,从生产到生活,都与新科技发生变化,那就是微电子技术的进展,超大规模集成电路诞生,数达十万以上的元件集成在一个小小的芯片上,从而使微处理器的成本大大降低,应用领极大的拓宽,微电子技术渗透到诸如现代通信计算机技术,医疗卫生,环境工程,能源,旅游,办公室,居民生活等等,计算机机房更是这种高科技微电子设备集中场合.从机房防雷安全考虑,必须从三维空间来设防.一个落地雷被避雷针引入地下,过去就认为是达到了防雷要求,不会出现雷灾,可是现在却不然,几公里空间范围内将会有许多单位出现雷灾,甚至损失严重.
我们知道，无论是闪电在空间的先导通道，或回击中的通道，产生的瞬变电磁场，闪电进入地上建筑物的避雷系统以后产生的瞬变磁场都会在一定范围内产生电磁作用，它可以是法拉第电磁感应定律所决定的电磁感应作用，也可以是脉冲电磁辐射.闪电的这种空间雷电电磁脉冲（LEMP）是在空间对电子设备产生的作用，时间可以很短所以感应的电压可以很高以至产生电火花..当闪电发出的LEMP超出2.4GS时集成电路将发生永久性损坏，对于VLSI讲就更不用说了.早在70年代末期中国引进国外大型计算机时就发现闪电的这种破坏作用.进入90年代中期的中国，微机进入千家万户尤其是计算机机房中的计算机数量不断增加，LEMP的成灾率将大大增加，所以在进行新机房建设时，防雷以及防静电和屏蔽措施必须充分考虑！
计算机机房供电允许变动的范围
A级B级C级
电压变动(%)-5 ~ +5-10 ~ +7-15 ~ +10
周波变化(Hz)-0.2 ~ +0.2-0.5 ~ +0.5-1 ~ +1 2.计算机房供电方式分类
①一类供电:需建立不停供电系统.
②二类供电:需建立带备用的供电系统.
③三类供电:按一般用户供电考虑.
3.计算机机房对供配电主要设备的要求
①对配电屏的要求
A:在市电和相同电源之间应配有自动手动倒换装置，有电气连锁和机械连锁装置，在两种电源倒换中，具有市电优先功能.
B:在市电中断或者电压超出规定范围时，自动切断市电，10s后送市电中断信号;当市电恢复正常10s后能自动转入市电供电.
②对油机发电机组的要求
A:必须配备具有自启动，自保护，自动切换功能的油机发电机组.
B:机组在停机状态接到启动指令，应能立即自动启动，如要延迟启动，延时时间应可调，但不得超8h.
C.由停机到运行的启动，以主机优先启动，备用机在主机不能启动时，应自动启动.
D.当机组在输出短路或超负荷运行时，应断电停机自动保护.
E.油机发电机组参照<<中华人民共和国通信行业标准YD/T 502-91>>执行.
③机房设备对UPS的要求
A:当市电正常时，UPS应能自动开机.
B.UPS应具有软起动性能.
C.UPS应该具备在市电不稳定或负载变化比较大的条件下正常运行的能力(不停电输出纯净的电压).
D.UPS的平均无故障时间(MIBF)应该大于或等于10000h.
E.具有良好的自诊断，用户界面，通信功能.
F.UPS机内静态旁路模块电路以及机外热备份机均应能可靠，自动切换.
G.具备外电掉电告警功能:当市电中断或超出规定范围(10% ~ -15%)时，能自动发出告警信号.
H.外电停电后可继续工作一定时间(依系统需要而定).
五.机房供配电技术
1. 计算机机房供电的等级是根据计算机的工作性质及所起的重要性来划分.为了便于管理和满足计算机工作的要求，一般将计算机机房供电的等级划分为3级.
①一级负荷计算机机房
这类计算机机房在正常用电时，如果突然中断供电，计算机不能工作将影响到国计民生的大事，将会导致重大的人身伤亡和恶性事故的发生.如国防建设，生产，交通运输，邮电，财政金融，航空管理等部门，他们的计算机因供电突然中断将会造成难以弥补的重大损失.
②二级负荷计算机机房
这类计算机机房在用电时，如果突然中断，计算机不能正常运行，将在一定的程度上影响生产，通信运输等，给国计民生造成一定的损失.如一些科研单位和计算机控制的生产单位等.
对于二级负荷的计算机机房采取二类供电，即需要建立带备用的供电系统.
③三级负荷计算机机房
1这类负荷计算机机房因突然中断供电不会引起过大的损失.如:一些单位使用计算机只做一般统计，计算，情报检索等工作.
2计算机设备供配电系统:主机用电，终端用电，外设用电
3机房辅助设备供配电系统：
这个系统的作用主要是保证为计算机系统服务的其它设备的用电.这就是由空调设备，维修用设备，新风设备，照明设备，测试设备，自动消防设备等组成的辅助设备的供配电系统.
4备用供电系统：
备用供电系统是在计算机机房正常供电中断或者发生故障时，由备用的发电机组供电(或者双路供电中的备用一路共电)以保证计算机机房正常工作.备用电源及其与正常供电之间的转换装置都应在备用供电系统中.
计算机机房供配电方式:计算机机房供配电方式很多，应根据不同的设备，不同的场合，不同的环境和不同的供电箱件去建立合理的供配电方式.各种供配电方式有各自的优点，要根据实际情况认真设计和施工.
5直接供电方式
直接供电方式是把变电站送来的工频交流电(通常为50Hz380V/220V)直接送到计算机设备配电柜和辅助设备配电柜.然后，由计算机设备配电柜发送给各种计算机设备;由辅助设备配电柜分配给空调，新风，照明常用电等附属设备.
直接供电方式的优点是:供电简单，设备少，投资低，运行费少，维修方便.缺点是:这种供电系统对电网的质量要求高，如果电网的质量低，或者电网负载方面引起的波动大时，会直接影响到计算机及其附属设备可靠的工作.停电时，整个系统将无法工作.从实际供电情况看，市电电网的质量一般难以满足计算机的要求，特别是在工矿区等用电设备较多的地方，大型设备的起动和停止都对电网有很大的影响.在一个单位里，如果供电都接在一条电路上，单位电梯的频繁使用，锅炉房，水泵房的电机起停，会给供电带来很大的波动.在这种情况下，就必须对供配系统做进一步改善.下面介绍几种改善后的供配系统.
6组合式供电方式
组合式供电方式是由隔离变压器，稳压器和滤波器等设备构成.在组合式供电方式中，隔离变压器和低通波滤器对电网瞬变的干扰有隔离作用，稳压器对电网电压波动起到调节作用.因此，这种组合供电方式具有稳压，隔离和衰减瞬变干扰的作用.
组合式供电方式的优点是:造价较低，运行稳定可靠，维修方便，运行费用低.
缺点是:要求电网的频率变化在允许的范围，对电网突然停电没有保证继续供电的能力.
7稳压稳频供电方式
①静止型
②旋转型:旋转型稳压稳频是由市电带动电动机发电机组进行供电.
旋转型供电方式的优点是:供电系统有较好的抗干扰性和稳压稳频性，能满足计算机及其辅助设备用电的要求.静态稳压稳频供电系统建设时应由市电专送一路电.
六 机房供配电设备
1机房专用配电柜的一般要求
①机房配电柜在编号时，除正常设配电柜号外，还应加配电柜的
用途.
②机房配电柜根据用途设计各路供电要准确，可靠..不同性质的供电对象不宜放在一个机柜内控制.配电柜内要留有备用电路，作机房设备扩充时用电.
③配电柜内使用的自动空气开关，接触器.熔断器， 隔离开关等部件，要性能可靠，技术指标达到设计要求，能满足计算机设备及其辅助设备工作的要求.
④配电柜内应有应急开关.当计算机机房内出现严重事故或者意外火灾时，应能立刻切断计算机电源，空调电源，新风电源.
⑤配电柜应设置电流表，电压表，供检查电源电压，电流以及三相间平衡关系.
⑥计算机设备控制配电柜应设置频率表，供观察UPS电源输出的频率变化.
⑦配电柜内各分路供电应设置指示灯，表示各路电通断情况.
⑧配电柜内应根据计算机设备及其辅助设备的不同要求，设置中线和接地线的连接装置.中线与地线及配电柜外壳绝缘.
⑨配电柜内采用的母线，接线排，及各种电缆，导线，中性线，接地线等，都应符合国家标准.并按国家规定的颜色标志，编号.
⑩配电柜内各种开关，手柄，操作按钮，应标志清楚，防止使用中出现误操作.
○11配电柜内铝排与铜件相接时，要采用铝铜过渡材料，如铝铜过渡材料有困难铜件一定要上锡.
○12有些特殊用途的配电柜，可设报警装置.
○13配电柜绝缘性能，应符合国家标准GBJ232-82<<电气设备交接试验标准篇>>中第20.0.1条的要求.一般情况下不小于0.5M欧.
2 计算机设备用电插座
在机房内专供计算机设备用电的插座为计算机设备用电插座，这些插座上电能来自UPS电源的输出配电柜.在机房建设中对这类插座的安装要求如下:
①插座的容量，要符合对应的计算机设备对用电量的要求，且有一定的余量.插座的容量只能比设备用电量大，不能小于设备的用电量.
②计算机设备专用插座的相序或相(火)线与零线的接线方式，应该符合设备的要求.特别是一些进口设备，如美国计算机设备，UPS电源输入输出的相(火)线和零线关系与我国正好相反.
③计算机设备专用插座在结构方式上，应与对应设备上的引入线插头相吻合，否则要更换其中一方.
④计算机设备专用插座安装位置，应设在设备附近，并且使用方便的地方.安装的方式要与机房内其它插座协调.
⑤有些计算机设备在输入总接线以后，各设备的接线方式是统一安排，这些设备使用的专用插座随计算机统一布局.
⑥计算机设备用电插座，应区别于其它用电插座.在正常使用时，这部分插座上，是不允许接一般电气设备的.
3 机房辅助设备用电插座
机房辅助用电插座一般分为两种，即机房辅助设备专有和插座和一般性备用插座.机房辅助设备用电插座在设计安装时应注意以下问题:
①机房辅助设备专用插座的容量，应符合机房辅助设备用电量的要求，且有一定的余量.插座的容量只能大于辅助设备的用电量，不能小于辅助设备的用电量.
②机房辅助设备专用插座，其相序或者相(火)线与零线的接线方式，应符合设备的要求.
③机房辅助用电设备专用插座，应提供规定设备使用，一般不接其它设备使用.
④机房一般设备用插座，应采用组合型插座盒. 即在组合型插座盒上，既有条不紊孔插座，也有3孔插座，总容量一般为10 ~ 15A. 2孔插入座接相(火)线和零线;3孔插座接相(火)线，零线和地线.接线方式应为左零右火(相).
⑤在机房内主要工作间，应设三相动力电8源插座.现在市场上只有4孔插座，容量应选20 ~ 30A，以备机房内有三相用电设备使用.
4 机房插座的安装方式
①插座安装在墙壁下方.安装在墙壁下方的插座多为一般备用插座.在没有活动地板的工作间，也有设备专用插座.这类插座安装时，要与墙面平整，在墙内导线要穿钢管，走暗线.
②插座装在活地板下.安装在活动地板下的插座，多以插座箱形式放置在活动地板下.这类插座箱结构严谨，有各种形式的插座提供使用，在插座箱上装有熔断器.插座箱在地板下可以自由移动，也可以拿出来放在活动地板上使用.
③插座装在活动地板背后.守装在活动地板背后的插座，也多以插座箱的形式出现.插座箱固定在活动地板背后，在活动地板上开一长方形孔，插座从长孔中露出.平时在长孔上盖一块盖板，用时将盖板去掉.
④插座配置数量.主机房内每20平米设一套插座箱;终端室内每10平米设一套插座箱;其它工作间通常设1 ~ 2套插座箱.
一般备用插座盒，在各工作间及机房内走廊墙壁下，都应设置.
5 计算机房的照明
①照明的基本物理概念
光通量:又名光束或光流，是光源在空间各方面发出人眼所能感觉的光能(其单位为流明).
发光强度:单位是国际标准烛光，简称烛光，它等于直径25.4mm(即一英寸)的鲸油烛光，每小时燃烧7.77g所发出光的强度.
照度:单位受光面积内的光通量.单位为勒克司和辐透.
亮度:是一方向的表面发光强度与发光面投影面积的比值，单位为朗伯.
②计算机机房对照明的要求
机房的照明主要有两种:一种是自然照明，取决于外界天体的自然光源(太阳);一种是人工照明，主要是机房内的各种照明设备.
在计算机机房内对照明的总求是:光线柔和，适合人体的生理需要，不能因光源产生干扰而影响计算机的正常工作.
计算机机房内照明的质量包括:合理的照度，眩光，光的颜色，光效阴影以及照明灯具产生的电磁波对计算机的干扰现在计算机机房大都采用人工照明，因此，对人工照明所产生的各种效果要有比较清楚的认识，在照明系统建设中才能取得理想的效果.
A.照度的影响
由于计算机工业的高速发展，计算机的构造越来越精细，这样就给计算机工作人员在工作中带来许多困难困此，对机房内照度的要求较高.我国在计算机场地技术中，要求在距地面0.8m机房内的照度不低于200Lx.而国外一些计算机生产厂家，却要求机房内照度不低于400Lx.
B.眩光的影响
眩光主要影响，是给机房内工作人员造成不舒服感.产生眩光的真正原因，是光源的亮度和光线的柔和性.要避免眩光，就要选用合适的灯具，选择合适的灯悬挂高度，特别要注意灯具滤光玻璃的作用.
C.照明均匀度的影响
在计算机机房内照度的变化必须是缓慢的.有时资料建设照度均匀不少于0.7.要解决好这方面问题.主要是灯具的选型和机房内灯具的合理布局.
D.照明稳定性的影响
计算机机房内照明不稳定会影响工作人员的精力和视力，特别是光源的晃动.要提高光源的稳定性常用方法有:对于气体放电灯为了减少周期性交变采用多管移相接法.如机房内的灯多采用三管荧光灯，三管荧光灯管分别接在三相电源上;如果用二管荧光灯，则两管分别接在不同的线路上，忌接在同一线路上，这样可以避免所谓的频闪效应，即看旋转的物体如磁带，磁盘等会产生好像停滞或速度减慢的错觉.
E.光源显色性的影响
计算机广泛采用彩色显视设备.现在计算机机房一般都采用显色指数较高的光源，如日光色荧光灯.
F.灯具产生电磁波的影响
灯具产生电磁波的原因主要有两种.第一种是在开关灯具时产生的电磁波;第二种是灯具发生光发射的电磁波.防止第一种干扰的方法有两种:一是在供电电站中，照明的线路与计算机的线路分开，而且在计算机供电电路中采用隔离变压器等措施;二是开关采用屏蔽开关防止第二种干扰的方法，主要是选用灯具的放电干扰强度不大于120dB，一般计算机环境场合，在130dB干扰下是不会受影响的.
6 光效要求
在选灯时要求选光效率高的灯，光效率反映了光通量与电功率的关系，光效率高的灯具，不仅耗电量小，，而且对空调的热负荷也是一种减轻.
①国家标准GB2887-89<<计算站场地技术条件>>中有关照明的要求
A.机房内离地面0.8m处，照度不应低于200x.(见<<计算站场地技术条件>>的4.8.1)
B.数据录入室，上机准备间，维修室内的照度参照4.8.1执行(见<<计算站场地技术条件>>4.8.2).
C.其它房间的照明应符合TJ34-79的规定(见<<计算站场地技术条件>>的4.8.3).
D.事故照明(见<<计算站场地技术条件>>的4.8.4).
6.计算机机房照明的类型
7.计算机机房各个工作间的用途不同，在工作间内设备的工作性质不同，对照明的要求亦不同.机房内照明可分为以下几类:一般性质的照明，混合照明，事故照明，特殊照明，值班照明和警卫照明等.
①一般性质的照明
一般性质的照明是指整个场所或者场所的某部分基本上是均匀照明.
通常在主机房，磁盘间，终端室，软件办公室，硬件办公室，电源室，空调室，以及库房等都属于一般性质的照明.这部分照明标准可按照<<计算站场地技术条件>>中4.8.1中提出的标准;机房内在离地面0.8m处，照度不应低于2001x.主机房和磁盘间的照度可以更高一些.
②混合照明
指一般有不能满足局部照明要求时，所组成的照明，即混合照明，适用于维修间使用.混合照明除有一般照明的设施外，还要根据工作的需要另增设照明设备.
③事故照明
事故照明是指正常因故障熄灭后，为及时处理计算机的余留工作或人员，设备转移等胜任的照明.
④特殊照明
特殊照明是指在特殊情况下使用的照明.在一般照明和混合照明及其它照明都不起作用的情况下使用的照明，如UPS电源间，空调间的工作用照明，由于这些设备不能拿到维修间去维修，必须原地维修，所以要有工作用的特殊照明设备.这些照明设备应该是移动式的，工作完后可以收回.
⑤值班和警卫照明
值班和警卫照明除正常照明外，还有应急照明系统.在特殊情况下，这两个重要岗位的照明就越显其重要.
8.计算机机房内照明的布局方式
①分散布局
分散布局，是将灯具按一定合理的分配方式，均匀的分散布设在机房里，其本是5 ~ 6平米的范围内设一双管或三管灯具，这是一种最基本的照明布局方式.这种布局方式比较简单，往往会给人以单调感觉，特别在面积大的机房里就更加显得简单，不会给人新鲜的感觉.但是，这种布局的方式比较适用于小面积的机房.
②光带布局
光带布局方式，是将灯具按照一定的方式，在机房内合理设计成几条由多个灯具串成的光带.这是一种比较新式的布局方式，特别适应大面积的机房.光带布局的方式，能给在机房工作的人员产生一种无限伸远的感觉.在这种灯照条件下工作的人员，感到舒适，新鲜，能调解人的疲劳.但是，这种布局的方式对小面积的机房就不适应了.
③环形灯带
环形灯带是根据机房本身的建筑结构特点，因地制宜采取一种照明布局方式.这种布局方式要围绕机房内某一中心，由许多灯具组成一道环光，二道环光，甚至三道环光.这种布局的方式可以弥补机房在建筑结构上的某些不足，使得不足之处能变成一种新颖的照明方式，会给人以清新的感觉.环形灯带的布局方式只适应于大面积的机房，对于面积小的机房就不宜用了.
9.设计计算机机房照明系统时应注意的问题
机房照明系统的设计对计算机机房不仅有实用 还有装饰性，是实用与美好结合的工程.在不同的工作间应有不同的要求.
计算机机房在照明系统设计时应注意以下问题:
①在整体设计时，除了有关规定和标准应注意遵照外，还要注意到机房整体的美化结构和舒适性.通过机房内灯具的布局，要创造出良好的工作环境.在整体设计时，还要注意到灯具与安全消防报警系统的;温感和烟感控头的布局相互矛盾的问题，灯具与消防灭火喷头的布局相互矛盾问题.在发生位置重叠矛盾时，应以整体为重，相互协商解决.特是是机房的几个主要中轴线都是这些设备理想的安装位置，如果各种设备都想安在中轴线上，显然是不可能的.在设计时，各部门应互相配合好，拿出一个整体方案.
②目前，在机房内为了取得良的吸音，空调，防尘等方面的效果，在建筑装上常用铝合金板作吊顶，铺设活动地板，墙壁上又多用塑料壁纸裱糊，这些材料对光线都有较高的反射系数.在设计照明系统时要引起注意，防止光线过强，使工作人员产生不舒服感.
③在国家标准<<计算站场地技术条件>>中规定:机房净高依机房的面积大小而定，一般为2.5 ~ 3.2m，在实际使用中机房的净高一般在3m左右.在机房内灯具设计时宜采用镶嵌日光或光带，也有机房根据建筑物的结构特点，围绕某一中心采用光环带结构，这样不仅满足了机房的照明要求，还会给人们一种艺术的美好感觉.
④在计算机机房内，当设备高度超过1.6m时，若选用线光源灯具(如日光灯，灯带)，灯位的布局要与机器的布局综合考虑，避免阴影，便于维修.否则应加局部照明，特别是空调房间，UPS电源房间的照明设备，应与机器设备相互配合好.
⑤由于计算机的可靠性越来越高，自动化控制程度越来越完善，机房内工作人员来越少，近程终端和远程终端越来越广泛的使用，所以，在机房照明设计时应考虑到节电.在照明开关控制线路设计时可使用一部分开关控制1/2的照明，另一部分开关控制剩下的1/2照明.需要全部照明时，可以合上所有的开关.需要一半照明时只需合上一部分开关.也可以设计成一部分开关控制1/3的照明，另一部分开关控制2/3照明.需要全部照明时可以合上所有的开关;需要1/3照明时，合上1/3控制开关;需要2/3照明时，合上2/3控制开关.这样不仅可以节约用电，而且还可以根据工作人员对照明的实际需要灵活的选择机房的照度.
10.计算机机房照明系统在安装时应注意的问题:
1各种灯具在安装前，灯具应符合下列要求，否则不能在机房内安装;
A.通风良好，便于散热，结构轻巧，坚固，各固定连接装置可靠并易于安装.
B.玻璃制品灯罩应厚薄均匀，透光率高，并经退火工艺，便之不易炸裂.
C.灯具在构造上易于穿导线，穿线孔应光滑，在穿线时不致于磨损导线绝缘层.
D.灯具的部件应齐全，荧光灯的镇流器，启辉器安装良好.
E.通电检查灯具工作是否正常.
2灯具的各种金属构件应时行防腐处理.特别是安装在吊顶上的灯具应整洁，无灰尘，不锈蚀.
3灯具内部的配线应采用不小于0.4平米的多股铜芯导线，灯具的软线两端接入灯口之前均应压扁搪锡，使软线与固定螺丝接触良好.
4灯具接地线或接零保护，必须用灯具专用接地螺丝并加势圈和弹簧势圈压紧.
5荧光灯嵌装时，其附件设置位置应便于维修，其镇流器应做好防火隔热处理和防止绝油膏溢流.
6在轻钢龙骨吊顶内安装灯具，原则上不能使轻钢龙骨受承负荷.灯具重量在3公斤以下的必须在主龙骨上安装;灯具重量在3公斤和3公斤以上时，必须预下铁件固定.机房内安装灯具一律不准安放在轻钢龙骨上.
7灯具在易燃部分，易爆部位安装时应注意通风散热良好，并作好防火隔热处理.
8机房内各种灯具在安装固定应预埋吊钩或螺栓，不得自由晃动.
9机房内灯具接线的方式应按设计要求接线.如果是三管荧光灯，两管荧光灯不得接在同一相线上.
10吸顶灯具底座必须紧贴吊顶，不留缝隙.
11在机房内安装嵌装灯具，应固定在吊顶板预留洞孔内专设的框架上.灯具边框外缘应紧贴在吊顶板上，并与吊顶金属明龙骨平行.
12在机房内所有照明线都必须穿钢管或者金属软管并留有余量.电源线应通过绝缘垫圈进入灯具，不应贴近灯具外壳.
13成排安装的灯具，光带应平直，整齐.
14接在UPS电源上的部分应急灯，不能使用荧光灯.平时，UPS电源的电能不能作照明系统使用，在停电应急情况下，只允许主机房，UPS电源工作间等少量非用不可的工作灯使用.
参考文献：GB2887-2000
计算机房环境技术
solemnity@cma-lpinfo.gov.cn |
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发表于 2002-12-3 10:48:00
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