數據中心機房建設工程基本知識
數據中心機房建設工程基本知識
01 數據中心定義
為集中放置的電子信息設備提供運行環境的建築場所，可以使一棟或几棟建築物，也可以是一棟建築物的一部分，包括主機房、輔助區、支持區和行政管理區。
主機房：包括服務器機房、網絡機房、存儲機房等功能區域；
輔助區：包括進線間、測試機房、總控中心、消防和安防控制室、拆包區、備件室、打印室、維修室等區域；
支持區：包括變配電室、柴油發電機房、電池室、空調機房、動力站房、不間斷電源系統用房、消防設施用房等；行政管理區：包括辦公室、門廳、值班室、盥洗室、更衣間和用戶工作室等。
02 數據中心建設級別
GB50174分為A、B、C三級，A級 ；
TIA-942《數據中心通信基礎設施標準》分為T1、T2、T3、T4四級，T4 ；級別越高安全性越高，在同樣規模的IT使用量下，前期的投資會越大。
T1數據中心基礎設施：最基本的數據中心
“T1”的數據中心是基本型的數據中心配置，有計劃和無計劃的運營中斷都會影響它的正常運行。數據中心機房配有供配電系統和空調製冷系統，但是它可以或不一定有架高的活動地板、UPS或者發電機設備。如果系統配置了UPS或者發電機，但這些設備是單個模塊的系統並且有很多單路徑故障點。基於一個年度內進行預防性檢修和維護的需要，機房內的這些基礎設施需要完全關閉停運。當發生機房內的設備故障、操作錯誤以及外部因素或自然原因等緊急情況時，將引起數據中心運營的中斷。T1機房基礎設施沒有榮譽的組成部分，可提供99.671%的可用性。
T2數據中心基礎設施：部件冗余
“T2”的數據中心與“T1”的主要區別是基礎設施系統中的關鍵設備採用了部件冗余配置（N+1）。機房內有架高的活動地板、UPS和發電機，但仍然是單模塊系統。關鍵的供電線路的維修和場地內其他基礎設施的維修維護都需要關閉中斷。T2的供配電系統和冷卻分配雖然仍是單通路組成，但由於關鍵設備是冗余配置，所以可提供99.741%的可用性。
T3數據中心基礎設施：可在線維修
“T3”數據中心的功能考慮到了任何有計劃的機房基礎設施活動安排，而不應使IT設備硬件系統運行中斷。有計劃的活動安排包括預防性和程序性的維護修理、零部件更換、新設備的增加（擴容）或調整部件的容量、部件和系統的測試等。對使用冷凍水系統的大型機房來說，這表示要配置兩套獨立的管路，在進行維修或者在一條管路上測試時，另一條管路要保証有足夠的容量維持系統正常運行。無計劃的活動，例如基礎設施的零部件發生故障，仍然會造成數據中心的運行中斷。T3由多條有效地電力和冷卻分配路徑組成，通常只一條路徑正常運行，有多餘的備用組成部分，所以可在系統正常運行的情況下進行有計劃的工作安排，具有可在線維修功能。系統的可用性可達到99.982%。
T4數據中心基礎設施：故障容錯
“T4”數據中心基礎設施最重要的功能是具備故障容錯功能，對於機房有計劃的活動安排，包括預防性和程序性的維護修理、零部件更換、新設備的增加（擴容）或調整部件的容量、部件和系統的測試和意外的事件，都要保証系統關鍵負荷不中斷運行。在系統結構上需要同時又兩路在線運行，供電系統應該是兩個獨立的N+1UPS系統冗余。關鍵負載的 負荷不應超過每一個系統的 輸出容量90%。“T4”要求全部IT設備硬件有故障容錯的雙電源輸入。嚴格的故障容錯能力使數據中心具有維持意外故障發生或者運行錯誤時，不發生運行中斷的能力。T4由多條有效的電力和冷卻分配路徑組成，並且具有故障容錯功能，可提供99.995%的可用性。
03 數據中心配電系統
配電系統分為動力系統及UPS系統，前端總輸入配置柴油發電機。配電系統是保証數據中心不間斷運行，支撐數據中心運行的核心系統。UPS系統包括：UPS、電池、精密配電櫃（列頭櫃）、工業連接器、PDU、STS靜態轉化開關（重要的單電源設備）；動力系統包括：ATS雙電源轉換開關等；
04 數據中心空調系統
空調系統應保証數據中心的溫度、濕度、潔淨度、正壓等，是保証數據中心運行的重要系統。常見的是溫濕度獨立控制系統。
動力：空調主機（冷機/熱泵、水泵、板換）、冷卻塔；新風系統有過濾、降溫、去濕的功能，保証機房的正壓和潔淨度。（新風機、防火閥）；排風系統用於氣體滅火后的排風，人工啟動。集中設置排風機的系統，支管處設置電動密閉閥；末端設備有精密空調、加濕器等；給排水管道應採取防滲漏和防結露的措施；在房間內溫度不超限的情況下，空調系統允許中斷。
05 數據中心的氣流組織
機房空調送風形式有上送風和下送風兩種
A、上送風：
上送風系統在機房頂部安裝散風口，冷風從出風口排出對機房內制冷，這種送風方式由於冷風先與空氣混合，影響制冷效果，一般適合用在小型機房或是散熱量小的機房一般也採用將天花板以上作為靜壓箱來處理，當有的用戶需要接風管是時候，我們希望風管不宜過長，應保証靜壓消耗小於75Pa，如確實需要較長風管，考慮採用增壓風機系統來彌補；
B、下送風：
下送風在地板上開孔，將地板下作為一個靜壓箱，在機架下方裝有出風口，使經過空氣調節的較低溫度氣體自下而上流過程控機架，將熱量帶走，精密空調冷風向下排出，將冷風送向機房內設備達到制冷，從而保証設備在一個適宜的環境溫度下工作。
上送風方式的優點：
1）上走線方式，機房內沒設活動地板，空調機組所需加濕給水管、凝結水排管均為明佈置，一旦有漏水現象，能快速發現，及時排除，消除引起機房不安全的因素。
2）機房內沒有活動地板，不易積灰，即使房間有灰塵，清理打掃很方便，從而使空調機組的過濾網使用時間長，減少維護管理的工作量。
3）機房設備若是分期分批、逐步安裝的，空調設備也是與設備同步分批安裝，上走線的機房有利於空調設備加濕給水管、凝結水排水管的擴容建設。
上送風方式的缺點：
1）上送風的空調送風方式是由機房的上部送到設備，與熱空氣交換后，從機房的下部回到空調機組內。機房的送風氣流組織與空氣流動特性相矛盾，從而使得房間最下部溫度偏高，不利於設備的運行。
2）根據機房的大小，空調機組送風距離的長短，空調上送風具體形式有所不同。需要送風距離較短時，可以用消音送風帽的風口直接送到機房內，機房內的氣流組織為上側送風下側回風方式。需要送風距離較長時，就需要在機房上部設送風管道，通過空調送風管、送風口把空氣送到機房的所需部位，這樣，送風管和送風口就需要與設備的各類走線架、照明燈具進行協調，以免相互打架矛盾，給設計、施工帶來一定的工作量。
3）由於上送風方式是直接將風吹到機房內或是用送風管和送風口送到機房，所需送風機的機外余壓相對下送風要高，再加上送風沒有了活動地板，送風本身的風聲也比下送風要高，因此，同樣規格的空調機組，上送風型比下送風型噪聲要高些。
4）對於進深較大的通信機房，為了空調送風均勻，需要增加送風管，機房上部因通信走線橋架、空調風管、照明燈具等的佈置，顯得比較雜亂，沒有下送風方式機房整齊美觀。
下送風方式的優點：
1）下送風方式是將低溫空氣直接從底部送到設備內，吸收設備的熱量后，從機房頂部回到空調機組頂部。空調風流動方向與空氣特性相一致，容易得到好的空調效果。
2）地板下的空間比風管斷面的面積要大許多，這就形成了靜壓箱，因此下送風方式送風均勻，整個機房區域的溫差小。
3）因為送風是在活動地板內，從而使下風的距離與上送風方式在同等條件下，所需的送風風壓低，空調設備和送風噪聲相對會低一些
4）單從空調專業的角度出發，下送風方式不需送風風管和送風口，對於設計施工來說，相對簡單方便，空調設備的擺放就可以靈活的進行調整。由於下送風將通信各類管線，空調專業的管線均隱藏在活動地板內，從而使得機房內顯得整齊美觀。僅從空調專業投資來說，相對上送風而言投資會低一點。
下送風方式的缺點：
1）因為活動地板主要是給設備佈置各類通信管線用的，一些建設單位從減少消防保護區、降低氣體滅火系統投資方面考慮，活動地板的淨高度不到500ｍｍ，一般在工程初期時設備少，管線少，且開始管線的佈置也是整齊有序，能保証有足夠的空間給空調送風用，隨着工程的不斷擴容，設備管線愈來愈多，加上後期的施工也是怎樣省事怎樣做，從而無法保証空調送風所需的足夠面積，從而影響空調效果。
2）儘管機房密封性較好，但還是有灰塵進入機房，活動地板下面極易藏污納垢，而且清理很難，如果管理不善，會造成一些部位有灰塵集聚，空調下送風會使灰塵隨風進入設備，增加設備故障。
3）下送風空調方式的加濕給水管、凝結水排水管都佈置在活動地板內，出現問題時不易發現，易造成安全隱患。
01 數據中心定義
為集中放置的電子信息設備提供運行環境的建築場所，可以使一棟或几棟建築物，也可以是一棟建築物的一部分，包括主機房、輔助區、支持區和行政管理區。
主機房：包括服務器機房、網絡機房、存儲機房等功能區域；
輔助區：包括進線間、測試機房、總控中心、消防和安防控制室、拆包區、備件室、打印室、維修室等區域；
支持區：包括變配電室、柴油發電機房、電池室、空調機房、動力站房、不間斷電源系統用房、消防設施用房等；行政管理區：包括辦公室、門廳、值班室、盥洗室、更衣間和用戶工作室等。
02 數據中心建設級別
GB50174分為A、B、C三級，A級 ；
TIA-942《數據中心通信基礎設施標準》分為T1、T2、T3、T4四級，T4 ；級別越高安全性越高，在同樣規模的IT使用量下，前期的投資會越大。
T1數據中心基礎設施：最基本的數據中心
“T1”的數據中心是基本型的數據中心配置，有計劃和無計劃的運營中斷都會影響它的正常運行。數據中心機房配有供配電系統和空調製冷系統，但是它可以或不一定有架高的活動地板、UPS或者發電機設備。如果系統配置了UPS或者發電機，但這些設備是單個模塊的系統並且有很多單路徑故障點。基於一個年度內進行預防性檢修和維護的需要，機房內的這些基礎設施需要完全關閉停運。當發生機房內的設備故障、操作錯誤以及外部因素或自然原因等緊急情況時，將引起數據中心運營的中斷。T1機房基礎設施沒有榮譽的組成部分，可提供99.671%的可用性。
T2數據中心基礎設施：部件冗余
“T2”的數據中心與“T1”的主要區別是基礎設施系統中的關鍵設備採用了部件冗余配置（N+1）。機房內有架高的活動地板、UPS和發電機，但仍然是單模塊系統。關鍵的供電線路的維修和場地內其他基礎設施的維修維護都需要關閉中斷。T2的供配電系統和冷卻分配雖然仍是單通路組成，但由於關鍵設備是冗余配置，所以可提供99.741%的可用性。
T3數據中心基礎設施：可在線維修
“T3”數據中心的功能考慮到了任何有計劃的機房基礎設施活動安排，而不應使IT設備硬件系統運行中斷。有計劃的活動安排包括預防性和程序性的維護修理、零部件更換、新設備的增加（擴容）或調整部件的容量、部件和系統的測試等。對使用冷凍水系統的大型機房來說，這表示要配置兩套獨立的管路，在進行維修或者在一條管路上測試時，另一條管路要保証有足夠的容量維持系統正常運行。無計劃的活動，例如基礎設施的零部件發生故障，仍然會造成數據中心的運行中斷。T3由多條有效地電力和冷卻分配路徑組成，通常只一條路徑正常運行，有多餘的備用組成部分，所以可在系統正常運行的情況下進行有計劃的工作安排，具有可在線維修功能。系統的可用性可達到99.982%。
T4數據中心基礎設施：故障容錯
“T4”數據中心基礎設施最重要的功能是具備故障容錯功能，對於機房有計劃的活動安排，包括預防性和程序性的維護修理、零部件更換、新設備的增加（擴容）或調整部件的容量、部件和系統的測試和意外的事件，都要保証系統關鍵負荷不中斷運行。在系統結構上需要同時又兩路在線運行，供電系統應該是兩個獨立的N+1UPS系統冗余。關鍵負載的 負荷不應超過每一個系統的 輸出容量90%。“T4”要求全部IT設備硬件有故障容錯的雙電源輸入。嚴格的故障容錯能力使數據中心具有維持意外故障發生或者運行錯誤時，不發生運行中斷的能力。T4由多條有效的電力和冷卻分配路徑組成，並且具有故障容錯功能，可提供99.995%的可用性。
03 數據中心配電系統
配電系統分為動力系統及UPS系統，前端總輸入配置柴油發電機。配電系統是保証數據中心不間斷運行，支撐數據中心運行的核心系統。UPS系統包括：UPS、電池、精密配電櫃（列頭櫃）、工業連接器、PDU、STS靜態轉化開關（重要的單電源設備）；動力系統包括：ATS雙電源轉換開關等；
04 數據中心空調系統
空調系統應保証數據中心的溫度、濕度、潔淨度、正壓等，是保証數據中心運行的重要系統。常見的是溫濕度獨立控制系統。
動力：空調主機（冷機/熱泵、水泵、板換）、冷卻塔；新風系統有過濾、降溫、去濕的功能，保証機房的正壓和潔淨度。（新風機、防火閥）；排風系統用於氣體滅火后的排風，人工啟動。集中設置排風機的系統，支管處設置電動密閉閥；末端設備有精密空調、加濕器等；給排水管道應採取防滲漏和防結露的措施；在房間內溫度不超限的情況下，空調系統允許中斷。
05 數據中心的氣流組織
機房空調送風形式有上送風和下送風兩種
A、上送風：
上送風系統在機房頂部安裝散風口，冷風從出風口排出對機房內制冷，這種送風方式由於冷風先與空氣混合，影響制冷效果，一般適合用在小型機房或是散熱量小的機房一般也採用將天花板以上作為靜壓箱來處理，當有的用戶需要接風管是時候，我們希望風管不宜過長，應保証靜壓消耗小於75Pa，如確實需要較長風管，考慮採用增壓風機系統來彌補；
B、下送風：
下送風在地板上開孔，將地板下作為一個靜壓箱，在機架下方裝有出風口，使經過空氣調節的較低溫度氣體自下而上流過程控機架，將熱量帶走，精密空調冷風向下排出，將冷風送向機房內設備達到制冷，從而保証設備在一個適宜的環境溫度下工作。
上送風方式的優點：
1）上走線方式，機房內沒設活動地板，空調機組所需加濕給水管、凝結水排管均為明佈置，一旦有漏水現象，能快速發現，及時排除，消除引起機房不安全的因素。
2）機房內沒有活動地板，不易積灰，即使房間有灰塵，清理打掃很方便，從而使空調機組的過濾網使用時間長，減少維護管理的工作量。
3）機房設備若是分期分批、逐步安裝的，空調設備也是與設備同步分批安裝，上走線的機房有利於空調設備加濕給水管、凝結水排水管的擴容建設。
上送風方式的缺點：
1）上送風的空調送風方式是由機房的上部送到設備，與熱空氣交換后，從機房的下部回到空調機組內。機房的送風氣流組織與空氣流動特性相矛盾，從而使得房間最下部溫度偏高，不利於設備的運行。
2）根據機房的大小，空調機組送風距離的長短，空調上送風具體形式有所不同。需要送風距離較短時，可以用消音送風帽的風口直接送到機房內，機房內的氣流組織為上側送風下側回風方式。需要送風距離較長時，就需要在機房上部設送風管道，通過空調送風管、送風口把空氣送到機房的所需部位，這樣，送風管和送風口就需要與設備的各類走線架、照明燈具進行協調，以免相互打架矛盾，給設計、施工帶來一定的工作量。
3）由於上送風方式是直接將風吹到機房內或是用送風管和送風口送到機房，所需送風機的機外余壓相對下送風要高，再加上送風沒有了活動地板，送風本身的風聲也比下送風要高，因此，同樣規格的空調機組，上送風型比下送風型噪聲要高些。
4）對於進深較大的通信機房，為了空調送風均勻，需要增加送風管，機房上部因通信走線橋架、空調風管、照明燈具等的佈置，顯得比較雜亂，沒有下送風方式機房整齊美觀。
下送風方式的優點：
1）下送風方式是將低溫空氣直接從底部送到設備內，吸收設備的熱量后，從機房頂部回到空調機組頂部。空調風流動方向與空氣特性相一致，容易得到好的空調效果。
2）地板下的空間比風管斷面的面積要大許多，這就形成了靜壓箱，因此下送風方式送風均勻，整個機房區域的溫差小。
3）因為送風是在活動地板內，從而使下風的距離與上送風方式在同等條件下，所需的送風風壓低，空調設備和送風噪聲相對會低一些
4）單從空調專業的角度出發，下送風方式不需送風風管和送風口，對於設計施工來說，相對簡單方便，空調設備的擺放就可以靈活的進行調整。由於下送風將通信各類管線，空調專業的管線均隱藏在活動地板內，從而使得機房內顯得整齊美觀。僅從空調專業投資來說，相對上送風而言投資會低一點。
下送風方式的缺點：
1）因為活動地板主要是給設備佈置各類通信管線用的，一些建設單位從減少消防保護區、降低氣體滅火系統投資方面考慮，活動地板的淨高度不到500ｍｍ，一般在工程初期時設備少，管線少，且開始管線的佈置也是整齊有序，能保証有足夠的空間給空調送風用，隨着工程的不斷擴容，設備管線愈來愈多，加上後期的施工也是怎樣省事怎樣做，從而無法保証空調送風所需的足夠面積，從而影響空調效果。
2）儘管機房密封性較好，但還是有灰塵進入機房，活動地板下面極易藏污納垢，而且清理很難，如果管理不善，會造成一些部位有灰塵集聚，空調下送風會使灰塵隨風進入設備，增加設備故障。
3）下送風空調方式的加濕給水管、凝結水排水管都佈置在活動地板內，出現問題時不易發現，易造成安全隱患。