魏冠華　張瑜

摘? ?要：高校圖書館數據中心機房是圖書館信息化的核心承載地，它的建設涉及機房設備布局、空氣調節(jié)、環(huán)境監(jiān)測、消防安全、建筑裝修等多個方面。本文結合最新發(fā)布的相關國家標準和實際建設經驗，對數據中心機房建設的各個環(huán)節(jié)進行了較為深入的研究探討，以期為當前高校圖書館數據中心機房建設提供一定的幫助。

關鍵詞：高校圖書館? 數據中心建設? 中心機房建設

中圖分類號：TP308;G250.7? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2020）03（b）-0201-03

在信息時代，高校圖書館隨科技進步而不斷發(fā)展，逐漸向資源的數字化和服務的自動化、智能化方向發(fā)展，開館所需的電子設備、軟件系統(tǒng)的數量和種類由此達到了前所未有的規(guī)模。僅以圖書館門戶為例，許多高校圖書館已至少具備了PC端的圖書館網站、移動端的移動圖書館APP以及微信端的公眾號等三種以上門戶終端[1]。在此背景下，高校圖書館的正常開辦已離不開后端的服務器、存儲及網絡資源做基礎支撐。而作為服務器、存儲及核心網絡設備的承載地——數據中心機房，其建設的必要性及重要性日益凸顯。

數據中心機房的建設是一項復雜的工作，因此需要做好各項工作并逐步實施，主要包括明確建設目標、制定規(guī)劃設計、做好施工及驗收等步驟。

1? 明確建設目標

高校圖書館要結合本校及本館情況確定數據中心機房的建設目標。在此之前需要綜合考慮幾個客觀因素。

一是要明確建設數據中心機房的目的。當前，高校圖書館建設數據中心機房的目的可大致劃分為三個方面：第一，滿足數字圖書館及自動化辦館的基本需要，如滿足讀者訪問各類鏡像數據庫、系統(tǒng)平臺以及使用各類自助設備等;第二，滿足圖書館建設特色館藏、開展特色服務的需要，如建設特色數據庫、開設研討室等;第三，滿足圖書館資源及服務的未來拓展需要，如圖書館與人工智能、5G、物聯(lián)網等新興技術的結合應用。建設者要根據自身情況，明確本館的建設目的，從而確定機房建設級別和所需主要設備。

二是要深入了解上級政策制度。與公共圖書館相比，高校圖書館的一個顯著特點是作為高校的一個部門機構而存在，因此它的各項建設首先要符合本校的客觀條件、遵循本校的政策制度。例如有些高校已建有私有云或者購買了公有云，圖書館在使用計算或存儲資源時只需要向學校申請即可，因此它們大規(guī)模建設數據中心機房的必要性就較小。又如，有些地方的財政政策或信息化政策更傾向于使用云計算，而不是新建數據中心機房、增購服務器及存儲，所以這些政策需要提前了解清楚，避免走彎路。

三是要充分考慮建設條件。例如，新建數據中心機房需要考慮空間場地等條件，選址必須符合基本的建設要求。又如，建設機房的財務預算要提前做好，服務器、存儲等設備的價格往往比較昂貴，需要結合實際情況確定預算金額并獲得批準。再如，機房建成后的管理維護也需要提前考慮。由于機房日常管理維護需要充足的人力及技術支持，因此圖書館應在建設前就要做好相應的準備工作。

最后，結合上述因素，最終明確數據中心機房的功能定位、建設規(guī)模等建設目標。

2? 制訂規(guī)劃設計

在明確建設目標后，需要圍繞目標制訂數據中心機房的總體規(guī)劃設計，然后根據總體規(guī)劃設計做出后續(xù)的詳細設計。對于數據中心機房的設計，應主要參照我國住建部2017年發(fā)布的國家標準——《數據中心設計規(guī)范》GB 50174-2017（以下稱《設計規(guī)范》）進行設計。

2.1 確定數據中心機房的建設級別和性能

按照《設計規(guī)范》的分級標準，數據中心可分為A、B、C三級，其劃分依據由數據中心的使用性質以及出現網絡或數據故障時造成的損失或影響而定。由于各個高校圖書館的用戶群體相比銀行、電力、通信等部門而言要少很多，其故障造成的損失及影響也小很多，因此，按照分級標準，高校圖書館數據中心機房的級別一般為B級或C級，有條件的應按照B級標準建設。

B級機房應具備較好的性能，其基礎設施應按冗余要求配置，以保證系統(tǒng)運行不因設備故障而中斷。因此，若考慮參照B級機房設計，其供電線路的冗余、精密空調的冗余、消防設施的冗余等都要達到B級機房的設計規(guī)范要求。

2.2 做好選址及設備布局

2.2.1 選址

高校圖書館的機房一般建在學校里面，其中大多數建在圖書館館舍內部。學校在選址時一般會避開環(huán)境較差的區(qū)域，如機場附近、鐵路沿線、洪澇區(qū)域等。因此，其外部環(huán)境一般相對較好，受到的干擾也較小。所以需重點關注它在樓宇內部的外圍環(huán)境，主要包括以下幾點：一是要避免外圍環(huán)境對機房的潛在威脅，如強電磁干擾、水患、雷電、粉塵等;二是要充分考慮機房內各類設備的安裝布局條件，如空調室外機的安裝位置，UPS電池柜、服務器機柜等重物所在位置的樓板荷載等;三是應詳盡考慮各類管線的敷設條件，如電源、網絡、給排水等管線的敷設等。另外，還要考慮選址的安全性、經濟性等方面。最終經過綜合各方面因素得出最佳選址位置。

2.2.2 設備布局

數據中心機房的設備布局應由所運行系統(tǒng)的主要特點和主要設備的具體要求決定。例如，若系統(tǒng)運行要求有容錯備份，那么容錯備份所需設備應該布置在單獨的物理隔間里面且其所用的管線應單獨敷設。又如，機柜是機房里面的必備設備，它的布局需要考慮的因素較多，像機柜與機柜之間的相對位置、機柜與墻之間的距離、機柜與通道之間的關系等應按照《設計規(guī)范》的具體要求進行設計。再如，空氣調節(jié)系統(tǒng)中的室內機、室外機、環(huán)境監(jiān)測點等的布置除考慮選址的客觀條件外，還需要根據自身的具體要求布置。不同的高校圖書館應根據自身的條件和需要設計不同的設備布局，并形成不同的功能區(qū)。需要注意的是，在考慮各個功能分區(qū)的同時，一般應預留未來發(fā)展的可擴展區(qū)域。

2.3 環(huán)境要求

數據中心機房的環(huán)境應該適合主要設備的正常運轉和機房工作人員的正常工作，需要考慮的主要環(huán)境因素包括溫度、濕度、空氣質量、噪聲、電磁干擾等?！对O計規(guī)范》對機房的溫度（包括露點溫度）、濕度的要求有一定的限定范圍，不同的機房應該根據自身的主要設備要求統(tǒng)籌考慮具體的溫濕度。一般而言，機房的開機溫度、濕度應該保證相對穩(wěn)定，需通過精密空調調節(jié)。從實踐經驗來看，多數設備正常運行所要求的適宜溫度一般保持在22℃，要求的適宜濕度一般保持在55%±5%，最低一般不低于20%、最高一般不高于80%[2]。空氣質量主要考慮兩個方面，一是空氣中的粒子濃度，其標準可參照《設計規(guī)范》;二是空氣有害物質濃度，其標準可參照《室內空氣質量標準》GB/T 18883。對機房的噪聲的考慮主要集中在對周邊工作人員正常工作的影響，如果機房周邊有長期固定工作位置，如總控中心內的工作位或周邊的辦公室工位，則按照《設計規(guī)范》的要求此類位置的噪聲值應小于60dB（A），如果超過此標準，則需要采取降低噪音的措施。

2.4 空氣調節(jié)

由于服務器、存儲、核心交換機等主要設備散熱量較大且需要穩(wěn)定的溫濕度環(huán)境，為此，數據中心機房一般需要專用的精密空調做空氣調節(jié)，以保證其環(huán)境溫度、濕度、空氣質量符合系統(tǒng)設備正常運轉要求。在選定設備前，需要預先估算整個機房內部的冷負荷、熱負荷以及濕負荷，包括夏季各設備的散熱散濕、新風系統(tǒng)帶來的散熱散濕、人員活動造成的散熱散濕，冬季低溫干燥氣候對室內環(huán)境的影響等等。在選定設備時，首先要考慮氣流組織形式，即空調送風和回風的空氣流向設計。氣流組織形式的確定則首先要看主要設備的冷卻方式要求，然后看設備布局、散熱量等其他因素。目前主要有下送上回、上送上回（或側回）、側送側回三種氣流組織形式。雖然高校中心機房多數已經實現無人值守，但由于機房內設備較為集中且種類較多，因此在出現問題時很可能需要工作人員實地維護，所以在設備冷卻方式允許的情況下，宜采用下送上回的方式從而減少送風氣流對人直吹。在選定氣流組織形式后還要考慮空調其他功能的選定。機房應設置新風系統(tǒng)，為室內工作人員提供新風并維持室內正壓。對于冬季較為寒冷的北方地區(qū)，空調應具備較好的加濕能力。由于加濕功能需要使用軟化水，所以除保證安全供水外，還需設置軟化水裝置。對于空氣質量較差的地區(qū)，應選定空氣過濾功效強的空調，必要時，可使用專用的空氣凈化裝置或在新風系統(tǒng)中設計空氣過濾裝置。對于空氣質量好的地區(qū)，可考慮使用全新風空調系統(tǒng)。對于配備環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的機房，空調還需具備與系統(tǒng)通信的接口。除考慮上述因素外，還要綜合考慮空調的可靠性、經濟性、節(jié)能環(huán)保等因素。

2.5 電氣設計

數據中心機房的電氣設計主要考慮設備供配電、照明和電氣安全。

首先，數據中心機房的供配電對于維持系統(tǒng)運轉非常重要。機房供電要求具體可參照《設計規(guī)范》設計。其中需要注意以下幾點，一是中心機房供電一般應采用雙重電源供電，且二者之間能夠自動切換，如果受條件所限只有一路電源供電，那么應有柴油發(fā)電機做備用電源。二是為保證業(yè)務盡量不中斷，對于業(yè)務系統(tǒng)設備的供電應采用不間斷電源系統(tǒng)供電，且確?？照{與業(yè)務系統(tǒng)設備的不間斷電源保持相互獨立。按《設計規(guī)范》的要求，不間斷電源的基本容量應超過供電設備總負荷的20%以上，以保證有足夠的電量。三是供電電壓、電流必須達到安全供電標準，保證連續(xù)、穩(wěn)定供電[3]。

第二，數據中心機房的照明也應符合《設計規(guī)范》的具體要求，包括照度、位置、管線敷設等。需要注意的是為便于遠程監(jiān)控，機房內部的照明應保證24小時運轉，因此需要考慮設置備用照明。另外，應急疏散照明也應按要求規(guī)范設計。

第三，數據中心機房的電氣設計還要考慮靜電防護和防雷接地。靜電防護設計應符合《電子工程防靜電設計規(guī)范》GB 50611的規(guī)定，主要考慮靜電泄放措施、接地、鋪設防靜電地板等。防雷接地設計應符合《建筑物防雷設計規(guī)范》GB 50057和《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術規(guī)范》GB 50343的相關規(guī)定。特別注意的是，為保證電氣安全，《設計規(guī)范》強制要求機房內“所有設備的金屬外殼、各類金屬管道、金屬線槽、建筑物金屬結構必須進行等電位聯(lián)結并接地”，這一點一定要嚴格遵守。

2.6 網絡與綜合布線

數據中心機房的網絡系統(tǒng)包括接入的互聯(lián)網絡、前端網絡、后端網絡和運管網絡等[4]，其設計需要根據客觀情況和業(yè)務需求而定?？陀^情況包括學校的相關制度、學校的網絡配置狀況、機房內外部環(huán)境等。業(yè)務需求包括鏈路冗余要求、主要業(yè)務設備架構、未來業(yè)務拓展等。根據網絡架構的不同，機房內部需要設置不同的配線區(qū)，包括主配線區(qū)、水平配線區(qū)、設備配線區(qū)等。機房的綜合布線對線纜的類型、規(guī)格、連接、敷設等方面有詳細的要求，具體可參照《設計規(guī)范》。由于機房內部各類線纜繁多，因此一方面要對各條網絡線纜的兩端及相應的配線架或信息插座上用清晰耐久的標簽標示，另一方面要采取措施盡力避免網絡線纜受電力線纜的電磁干擾。

2.7 智能化系統(tǒng)設計

隨著信息技術的發(fā)展，機房設施的管理日趨自動化、智能化，逐漸出現了環(huán)境監(jiān)測和設備監(jiān)控系統(tǒng)、安全防范系統(tǒng)、智能布線系統(tǒng)等智能化系統(tǒng)。環(huán)境監(jiān)測和設備監(jiān)控系統(tǒng)主要對各環(huán)境參數、各主要設備狀態(tài)進行實時監(jiān)測監(jiān)控，并對問題事件進行報警、記錄，包括溫濕度過高或過低、漏水監(jiān)測、UPS供電異常、空調宕機等各類問題。安全防范系統(tǒng)主要實施對機房門禁的監(jiān)視、控制、報警，可對機房進行實時視頻監(jiān)控、對人員出入機房進行控制、對非法侵入進行報警等。智能布線系統(tǒng)可實時監(jiān)控布線系統(tǒng)各條線路狀態(tài)和網絡連接設備狀態(tài)，并對故障進行報警和記錄。這些系統(tǒng)的使用提升了機房管理的效率、節(jié)省了不少人力，已成為中心機房建設中必不可少的一部分。對智能化系統(tǒng)的設計，需根據圖書館自身的條件和實際需求，并遵循《設計規(guī)范》的要求進行設計。

2.8 消防安全設計

數據中心機房的消防安全非常重要，關系到人身安全和財產安全。因此，在設計消防安全時，應該從防火、火災報警、人員疏散、滅火、安全措施等多個方面考慮，并遵循國家相關標準。需要注意的有以下幾點：一是由于中心機房內部設備基本都是電子設備，因此其滅火系統(tǒng)最好采用氣體滅火系統(tǒng)，這樣能盡可能地減少火災對設備和數據的損害。二是中心機房的耐火等級不應低于二級[4]，其主體建筑各部分用材的耐火性能要符合相關標準。三是考慮對人身安全的保護，采用氣體滅火的機房必須配備專用空氣呼吸器或氧氣呼吸器[4]。

2.9 建筑結構與裝修

數據中心機房的建筑和結構設計應根據機房的等級，參照《設計規(guī)范》執(zhí)行。一般而言，對于新建建筑內建設的中心機房，其建筑凈高、抗震級別、圍護結構、人流物流出入通道寬度等多數都符合《設計規(guī)范》要求。需要注意的是，主機房的上方最好為非用水區(qū)域，以防止漏水發(fā)生;主機房最好不要有外窗，以避免外界溫濕度環(huán)境對內部的影響;主機房不宜設在地下室等低洼區(qū)域或建筑頂層[5]，以防止水患、避免潮濕環(huán)境。

數據中心機房的裝修也很重要。主要考慮材料的環(huán)保、防火、不起塵、氣密性好等方面，以及其頂棚、墻面、地板的相關設計。其中地板的設計較為復雜。以鋪設防靜電活動地板為例，其高度不能隨意設計，需由其下面的管線敷設和空調送風要求確定，否則可能造成設備的不正常運轉。又以排水管道的設計為例，當機房有加濕器、噴水滅火設施等用水設施時，需要設計給排水系統(tǒng)。其中排水管道最好暗敷在地板之下，并采取防漏、防結露措施。

3? 施工與驗收

按照現有的政策制度，高校圖書館數據中心機房的建設施工一般需要通過招標形式選取施工方。在此過程中，應注意盡量選有較好資質的系統(tǒng)集成商來進行施工。在施工前，設計方和施工方應該做好充分的交流溝通，使得施工方充分了解設計意圖。另外，在施工的同時，最好配備相應的施工監(jiān)理配合圖書館項目負責人對施工質量全程把控，尤其是對復雜部位、隱蔽部位的監(jiān)督。對于圖書館項目負責人而言，要持續(xù)跟進整個項目的全部流程，需要注意時間進度的控制、工程質量的控制和其他協(xié)調工作。施工過程中，除了注重質量和時間進度以外，還要注意施工安全。

施工完成后，需要對施工項目進行調試。調試前，需要制訂詳細的方案，包括明確目標、條件準備、職責劃分、制訂調試步驟及應急預案等。調試人員應嚴格按照調試計劃進行調試，并做好相應的記錄。對于調試過程中發(fā)現的問題，應該根據應達到的目標予以糾正，直至調試完成。

調試完成后，要按照設計目標、施工質量要求對項目各個部分的性能、質量等指標進行逐條驗收。驗收合格后，機房才能交付試運行。

4? 結語

綜上所述，高校圖書館數據中心機房建設是一項較為復雜的任務，需要圖書館的該項目建設者們在前期準備、設計、施工等各個環(huán)節(jié)做大量的工作。其中，設計環(huán)節(jié)是建設的重點環(huán)節(jié)，需要按照本館實際和相關標準進行規(guī)劃。而施工環(huán)節(jié)同樣需要認真把控，以保證施工質量并驗收合格。因此，數據中心機房的建設需要圖書館的建設者們在前期做好充分的各項準備，從而順利推動各項工作有序開展。

參考文獻

[1] 張曉青.國內圖書館移動服務存在的問題及對策——基于“985”高校圖書館移動服務平臺的調查分析[J].情報理論與實踐，2018，41（11）：73-78.

[2] 王達光，甘井中，莫禮健，等.高校網絡中心機房建設研究[J].中國現代教育裝備，2009（1）：16-18.

[3] 范玉林.淺析數據中心機房安全建設與規(guī)劃管理[J].信息通信，2017（5）：135-136.

[4] GB50174-2017，《數據中心設計規(guī)范》[S].

[5] GB/T22239-2019，《信息安全技術信息網絡安全等級保護基本要求》[S].