包志凱

中國電信股份有限公司泰州分公司

0 引言

傳統(tǒng)通信機房作為提供電信網(wǎng)絡(luò)服務的基礎(chǔ)設(shè)施，隨著網(wǎng)絡(luò)演進、PSTN老舊設(shè)備退網(wǎng)而出現(xiàn)了較大閑置空間，而IDC業(yè)務需求不斷增長，網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)也需要對機房進行DC化改造。機房DC化改造工程應充分認識其復雜性，注意溝通協(xié)調(diào)，強化項目管理。

改造工程首先要結(jié)合改造經(jīng)濟性指標對機房層高、承重、運輸通道、供電等多個方面進行綜合評估，選擇適合的目標改造房屋。泰州電信通信樞紐樓比鄰市政府，地理位置優(yōu)越，交通便捷；具備雙市電回路供電，供電安全穩(wěn)定。大樓預計可DC化改造的機房為4-13樓共10層，每層面積1000m2。

下面就泰州電信通信樞紐樓第11樓層實施DC化改造的思路及方案作一介紹。

1 機房層高考慮

機房層凈高要大于3.20m，推薦為3.40m以上，如層高小于3.20m，則消防管線、照明管線、線纜橋架等布置將比較困難，如層高小于3.00m將不具備改造價值。

2 機房承重加固方案選擇

DC機房一般承重要求＞6KN/m2，高密度機房承重要求＞10KN/m2，而傳統(tǒng)機房樓面承重普遍在3-6KN/m2。對于承重不符合DC機房要求的，可優(yōu)先考慮通過機柜稀疏布局、減小單機柜的設(shè)備安裝數(shù)量等方式，以犧牲機房空間來換取承重滿足。對于機房承重有明確要求的IDC項目，或希望盡可能擴大服務器安裝量的，就需要進行承重加固。

加固主要是對大樓建筑結(jié)構(gòu)的柱、梁、板進行加固處理，一般大樓立柱由于工藝、作業(yè)面、經(jīng)濟性等方面的原因不做加固處理，基本是在立柱承重范圍內(nèi)，通過加固梁、板以達到機房承重加固目的，同時在加固時需要考慮加固對層凈高的影響。

泰州電信通信樞紐樓原有的承重能力為4.5KN/m2，通過對大樓地基、立柱的承重分析，對大樓采用部分樓層加固方式：11、13層按照10KN/m2，12層的一半按照16KN/m2進行加固，其余樓層不進行加固，采用合理機柜排列、減小單機柜的設(shè)備總重量等方式滿足承重要求。

（1）梁加固方案：常規(guī)加固方案有“加大梁截面”，該方案適用于非預應力梁加固。因鳳凰路大樓主梁為預應力梁，本次加固時首次采用梁下預應力鋼絲繩的方式進行加固，并輔助梁加大截面、梁包鋼板等方式進行實施加固。“預應力鋼絲繩”加固方案，常見于橋梁加固應用，應用于室內(nèi)加固為省內(nèi)首例，該方案經(jīng)過省內(nèi)相關(guān)加固專家進行專題論證通過，在設(shè)計院、施工方、錨具加工廠家等多方合作下，攻克了室內(nèi)預應力鋼絲繩加固錨具難題，順利完成加固工程。

（2）板加固方案：有“碳纖維加固”和“粘鋼加固”兩種方案可選。碳纖維，材質(zhì)輕，施工方便，是樓板加固的常見方案。芳綸纖維，也是一種加固材質(zhì)，但常用于沖擊力加固場景（如防彈衣），對于樓面靜態(tài)受力加固場景不適用?？紤]本次加固是作為IDC機房使用，機房內(nèi)放置有UPS等設(shè)備，參考國內(nèi)甘肅等地IDC機房報告的由于采用碳纖維加固方式導致UPS爆機事故案例，本次加固采用粘鋼方式。具體方案采用增加板下鋼梁、板粘鋼板等方式進行加固。

各種加固方案對比如表1所示。

大樓11-13層進行承重結(jié)構(gòu)加固后梁下凈高由3.47米減少至3.40米，符合DC機房層凈高要求。

3 機柜供電方案選擇

機柜供電方案主要有高壓直流供電、交流UPS供電、交流DPS供電，而交流UPS供電也存在塔式UPS、模塊化UPS兩大類，故在供電方案選擇時按照“符合客戶需求，可維護、可擴展、經(jīng)濟”等原則進行。

雖然高壓直流供電方式由于其高效環(huán)保應為首選方案，但客戶的接受度較低，明確提出交流供電要求，故本期11樓DC改造未考慮該供電方案。

交流UPS及交流DPS方案對比選擇：模塊化UPS系統(tǒng)具有并聯(lián)冗余、在線擴容的特性,并能構(gòu)成系統(tǒng)雙總線方案，系統(tǒng)效率、可靠性、穩(wěn)定性高。傳統(tǒng)塔式UPS電源并機數(shù)量越多，可靠性反而降低。

表2對比了3種供電方案，經(jīng)過對比采用交流UPS+集中式模塊化建設(shè)方案。

表2 三種供電方案優(yōu)缺點對比表

4 空調(diào)系統(tǒng)方案選擇

空調(diào)系統(tǒng)技術(shù)方案是決定DC機房整體PUE的最關(guān)鍵因素，應根據(jù)空調(diào)系統(tǒng)現(xiàn)狀、機房（負荷）規(guī)模、機架排列方式、單機架功率密度、管道資源、空調(diào)室內(nèi)外設(shè)備安裝條件等因素，合理選擇空調(diào)系統(tǒng)和氣流組織。機房空調(diào)系統(tǒng)主要有冷凍（卻）水型空調(diào)、風冷空調(diào)、水冷空調(diào)等方式?？照{(diào)系統(tǒng)的選擇應根據(jù)所在區(qū)域的氣候條件，結(jié)合熱管等節(jié)能技術(shù)應用，充分利用自然冷源，合理選擇節(jié)能型空調(diào)產(chǎn)品，實現(xiàn)高效節(jié)能運行。空調(diào)系統(tǒng)建設(shè)改造的最大瓶頸和難點是管道資源和室外設(shè)備安裝空間的欠缺，可通過合理改造屋面空間、建設(shè)專用塔臺、鋪設(shè)室外管道等方式予以解決。各種空調(diào)方案對比如表3所示。

基于上述分析，空調(diào)建設(shè)方案最終確定為：采用風冷型列間空調(diào)分布式制冷方式，每個微模塊內(nèi)配置5臺25kW（4+1備份）列間空調(diào)，根據(jù)“機房不進水”原則，空調(diào)選擇變頻單冷不加濕列間空調(diào)。

列間空調(diào)室外機組的放置為本次改造項目的難點，經(jīng)過對大樓結(jié)構(gòu)評估，最終選擇將北側(cè)窗戶的玻璃全部拆除，將室內(nèi)北側(cè)靠窗戶的位置隔出一條形空間用于室外機組放置，實施3面一體化防水處理?？紤]UPS等供電設(shè)備在同機房設(shè)置，本次采用封閉熱通道方式。

表3 空調(diào)方案對比

5 微模塊布局

DC機房整層分隔為：空調(diào)外機區(qū)、微模塊區(qū)、UPS區(qū)、儲物預留區(qū)，其中微模塊區(qū)與UPS區(qū)間不做物理隔斷。機房梁下凈高3.4m，承重10kN/m2，微模塊6個，IT機架數(shù)量為216架，機架尺寸600cm×1200cm×2200cm。

空調(diào)外機區(qū)：放置本層列間空調(diào)室外機，外墻玻璃全部拆除形成氣流通道?？照{(diào)區(qū)3面做整體防水處理（頂面+墻面+地面），與微模塊區(qū)隔墻做10cm防水臺，空調(diào)管道孔做封閉處理，并在微模塊區(qū)隔墻處增加水浸檢測。

儲物預留區(qū)：位于機房南側(cè)，用于日常IDC機房儲物使用，并用做IDC機房列間空調(diào)室外機擴容預留。與微模塊區(qū)隔墻做10cm防水臺，外墻玻璃貼防曬膜做保溫處理。

微模塊區(qū)：放置6個微模塊，每個微模塊配置2個列頭柜+36架IT機架+5臺25kW列間空調(diào)（4+1備份），考慮空調(diào)制冷能力，單機架功率按3KVA設(shè)置。采用封閉熱通道方式，在達到一定PUE效果的基礎(chǔ)上，兼顧機房UPS區(qū)降溫需求。

UPS區(qū)：位于微模塊區(qū)西側(cè)，布放2套UPS系統(tǒng)，電池放置于12樓電池室。電池后備時間按20min配置。

具體機房平米布局如圖1所示。

圖1 機房平米布局圖

6 消防氣滅

傳統(tǒng)通信機房DC化改造中氣滅消防方案除了考慮本層DC機房的氣滅消防需要外，還需要考慮整棟機樓的消防系統(tǒng)可能不符合消防新規(guī)的問題。

在機房面積小于500m2，空間體積小于1600m3時，氣體滅火可考慮無管網(wǎng)方案；機房面積大于500m2時必須采用有管網(wǎng)氣滅方案，另外需注意單個防火分區(qū)面積要小于800m2，空間體積小于3600m2。氣滅氣體可選七氟丙烷和IG541系統(tǒng)。

11層IDC機房消防氣滅方案選擇：采用有管網(wǎng)氣滅方案，在12樓設(shè)置集中氣滅鋼瓶間，負責10-13層氣體滅火，DC機房單個防火分區(qū)面積控制在500m2以內(nèi)，采用七氟丙烷系統(tǒng)。IDC機房的消防監(jiān)控納入大樓消防總系統(tǒng)，IDC消防系統(tǒng)與微模塊動環(huán)系統(tǒng)實現(xiàn)聯(lián)動。

7 建設(shè)運輸通道

泰州電信通信樞紐樓有東、西兩側(cè)樓梯，另東側(cè)有一部貨梯，能夠運輸?shù)臋C柜最大尺寸為600×1100×2200。本次DC化改造采用的600×1200×2200機柜無法通過樓梯、貨梯進行運輸，只能采用吊車吊裝的方式完成運輸。機柜通過吊車吊裝至11樓北側(cè)窗戶（開口4m×3m）運送進機房，高層吊裝方案受天氣影響較大，安全風險比較大，

高層吊裝需注意防范風險點：1）高空墜物風險：機架重量大、運輸高度高，且因11樓窗戶開口較小，只能通過兩根運輸帶水平綁扎吊裝，滑脫墜物風險加大；2）機柜晃動風險：高空吊裝時，機柜有一定幅度晃動，且受風力影響加大，精確送至11樓開窗口時，易造成大樓外立面受損或機柜受損；3）疲勞作業(yè)風險：因吊車等租賃費用較高，搬運單位會存在連續(xù)吊裝工作情況。但長時間精準空中吊裝作業(yè)對吊車手的壓力非常大，因此連續(xù)吊裝2小時候須休息2小時后方可繼續(xù)作業(yè)，規(guī)避疲勞作業(yè)風險。

由于IDC機房建設(shè)時有大量的機柜進行運輸，建議對樓梯、電梯的機柜的極限尺寸進行評估，推薦機柜盡量使用樓梯、貨梯能夠運輸?shù)某叽纭?/p>

8 經(jīng)濟性分析

統(tǒng)籌考量機房、電力、空調(diào)等關(guān)鍵資源條件及其匹配度，原則上應避免因一項資源富余而投入大量資金進行其他資源的改造。既要充分考慮改造方案技術(shù)可行性、安全可靠性、建設(shè)維護便捷性等技術(shù)因素，也要重視投資回收期、單位造價、PUE值等效益指標。

雖然機房加固增加了投資，但由于本期供電部分以及發(fā)電機組使用了原有的資源，11樓IDC機房單層改造單機架投資4.9萬元，總體上看該項目經(jīng)濟性比較好，符合當前的業(yè)務發(fā)展要求。