模块化机房在建筑智能化的应用优势

吴学文 赵学武 张欣毅 李伟

中建八局第二建设有限公司 山东省济南市 250100

[摘要内容] 近年来网络机房建设技术取得了快速的发展，“模块化机房”无疑是一个热词。模块化机房因其能够提供高性价比、高可用性的建设模式，从而被众多用户所熟知。既能很好的解决传统机房施工周期长、能耗高、投资高、管理效率低等问题，也有着施工周期短、高能效低PUE、智能化管理等优势。尤其适合抢工类项目

[关键词] 快速 安全 可靠 节能 UPS CIM 三级防雷

一、引言

为了解决不断变化的业务需求问题，满足未来云计算、虚拟化、刀片式服务器等高密低耗、快速部署、灵活拓展的需求，而采用模块化机房，它是一套完整的数据中心解决方案，集机柜、配电、制冷、监控等系统于一体，实现了供电、制冷和管理组件的无缝集成，使模块化数据中心实现智能、高效的运行，降低了运营费用。

二、工法特点

2.1 快速部署

模块化机房在规划、设计时严格遵守国际标准，采用模块化设计，集成度高，易于安装。机柜出厂前完成预安装，现场固定及加电后即可使用。

2.2 安全可靠

模块化机房配置完善的监测系统，可随时了解机房内电力、温湿度等情况。

2.3 灵活拓展

模块化设计，可灵活配置，快速扩容；在电力供应、通讯端口上可实现灵活扩容。

2.4 绿色节能

模块化机房采用精密送风和密封冷/热通道，降低能耗，避免冷热气流的混合，可降低PUE值至1.5。

三、适用范围

大型高等院校机房建设，满足承重要求的办公楼局部空间，经过简易改造的旧厂房，正在使用及新建专用数据中心；CDC工作环境温度-40~55℃，满足低温和高温国家气候环境，覆盖全球应用场景。

四、工艺原理

4.1 供配电系统

供电方面采用两路市电，一备一用。两组UPS电池柜分别为两组机柜供电，微模块智能供配电一体化，支持N+1系统配电或2N系统配电。

一体化供配电的配电支路有电流、电压、功耗、温度检测功能。

电池智能检测系统主要由CIM（CIM01C2）和BIM（BIM01C3）组成：

CIM（Communication Interface Module，通信接口模块）是一款电池智能管理模块。

BIM（Battery Interface Module，电池接口模块）是一款电池检测模块。

4.2 制冷系统

制冷系统采用风冷行级精密空调+密封通道的制冷方式。

4.3 管理系统

管理系统由管理软件和若干部件组成，共同实现模块化机房各环节、各基础设施的数据采集与管理。

ECC800提供微模块内部设备的实时状态、告警信息和配置信息进行管理，提供可视化界面，方便用户运维微模块内部设备。

通过柔性拓展的物理架构和模块化设计的思路，NetEco既能对单个智能微模块基础设施进行管理，也能对多个分地域的智能微模块基础设施进行集中统一管理。

微 模块管理系统架构图如图4.3-1所示。

图4.3-1微模块管理系统架构图

管理系统具有良好的可视化界面，根据实际需求可提供全面的管理功能。主要可以监控以下范围的设备：

动力设备，环境设备，门禁设备，标准的网管接口。

4.4 防雷接地系统

模块化机房的防雷接地系统由防雷方案和接地方案组成。

4.4.1 防雷方案

机房防雷采用三级防雷形式，采用电涌保护器。

接地方案

接地方案一：M型（网格）接地方案。

接地方案二：S型（星形）接地方案。

五、工艺流程及操作要点

5.1 工艺流程

材料入场→地面水泥砂浆找平、墙面及吊顶施工→机柜底座安装→防尘漆→接地铜箔及铜带安装→地板腿及静电地板安装→机柜安装→设备（UPS安装，配电柜安装，空调安装）安装→设备（精密空调，UPS、精密配电柜）调试→竣工验收

5.2 操作要点

根据需求，选择建设以华为FusionModule2000模块化机房，决定使用两组微模块机柜，实行设备网、校园网物理隔离的办法。

六、材料与设备

6.1 主要材料

主要材料表 表6.1

6.2 主要机具设备

手动电锯，电钻，5M卷钢尺，角磨机，电焊机

质量控制

7.1 质量标准

模块化机房设计应符合设计规范、用户需要，并结合现场实际情况。

荷载应符合国家现行标准《混凝土结构加固设计规范》GB 50367、《建筑抗震加固技术规程》JGJ 116和《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ 145的有关规定。

防雷、接地应符合GB50601-2010建筑物防雷工程施工与质量验收规范。

7.2 质量控制

建立管理体系，明确责任制度，安排专人负责生产、安装。严格做到：事前交底到位、事中检查及时、时候不断改进总结。空调入水管处设置拦水坝。

7.3空调室内机、室外机

冷媒铜管使用脱氧紫铜管，冷媒铜管、弯头、直接头端口、保温管管壁厚薄均匀一致。空调设备电源应采用铜芯线缆，正规厂家的RVVZ阻燃电缆。

7.4 通道组件、门禁组件、多功能传感器开箱检测及测试

八、安全措施

8.1 在生产过程中坚决贯彻执行“安全第一，预防为主， 综合治理”的安全方针。施工现场建立以项目经理为首的安全管理小组。

8.2 各班组人员施工前，应进行安全技术交底。

8.3 所有参加操作的人员应配戴安全帽， 特殊工种人员应持证上岗。

8.4 切割机、电焊等特种作业施工时提前申请动火证，现场配置灭火器。

8.5 施工现场临时用电符合JGJ46-2005施工现场临时用电安全技术规范，佩带绝缘手套和绝缘防护用品，严禁带电作业。

九、环保措施

9.1 项目现场形成以项目经理为组长的环境保护小组，完善各项管理制度，逐级落实责任，将组织、落实、检查、验收一体化、规范化、制度化。

9.2 认真学习当地环境保护法，执行当地环保部门的有关规定。

9.3 施工中产生的废料均进行分类堆放，当日产生的垃圾当日清理到指定垃圾存放点。

9.4 使用角磨机、切割机等噪声大的工具时，均设置封闭操作间，减少噪声污染。

效益分析

10.1 经济效益

模块数据中心加快规划与设计速度，灵活的配置系统结构，微模块可以现货供应，提高了交货速度;标准化的连接方式，加快安装速度;微模块数据中心建设周期缩短至2-3个月。

合理的解决了电力损耗巨大的问题。相比传统机房，微模块数据中心制冷效率提升12%以上。微模块数据中心结合水冷系统、自然冷却系统，PUE可降至1.5以下。

10.2 社会效益

根据需求，控制了投资成本，满足300平方米以下数据机房快速部署的需求，模块化数据中心是一套完整的数据中心解决方案。让用户花费最少的投资，获得更多的收益，降低了运营费用。智能管理系统能够帮助客户节能降耗。基于大数据分析，输出节能优化方案，构建绿色数据机房。最佳资产管理能闭环管理，及时刷新数据，及时管理。同时帮助用户制定、动态调整维护计划，按照当前实际情况输出优化方案，构建最佳资产管理功能。

十一、应用实例

山东第一医科大学一期工程位于济南市槐荫区京台高速以西、小清河以南、物流大道以东、规划路以北。该项目建设单位是山东新泉城置业有限公司，施工设计单位是中建八局第二建设有限公司。总建筑面积约90余万平米，该项目是山东省首个EPC+F项目。工期紧、任务繁重，开局就是决战，起步就要冲刺，模块化机房的突出优势尤其适用于此类项目，相比传统机房的部署节约用电50%，节约时间50%，节约运维成本70%。最终保证了项目如期竣工履约。

参考文献

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3 雷明慧;;IDC机房建设与规划探讨[A];2017年6月建筑科技与管理学术交流会论文集[C];2017年

4 赵龙;;校园网中机房建设与防护探讨[J];电脑迷;2017年08期

5 董荣刚;;智慧机房建设前瞻[A];第三十二届中国（天津）2018’IT、网络、信息技术、电子、仪器仪表创新学术会议论文集[C];2018年