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        隨信息技術的深入應用，在新一代的數據中心的建設中，將網絡、服務器、存儲等關鍵設備進一步集中，由此，對數據中心的基礎環境提出了新的要求。首先是設備的密集度增加了，隨之帶來了電力供配、制冷散熱和能耗管理等一系列的問題，同時，還需要考慮長遠的發展，所建的新數據中心的規模要容納今后較長一段時間的信息化發展的需求和機房設備增長的過程。

        本文結合某高校的網絡信息中心新一代高校數據中心的建設，特別是對數據中心冷熱通道隔離封閉式機房的設計與實踐，進行工程案例的研究。

1　整體規劃設計原則

１.１　關鍵設備對機房的發展要求

        對高校的網絡信息中心（數據中心）而言，需要有眾多的服務器供教學教務等的業務部門使用，而且今后的發展規模也是一個不確定的因素。信息中心的主要服務設備有存貯系統、主機系統、高性能機架式服務器和刀片式服務器等。發展方向是提高機器的空間密集度達到節約機房空間和相對的能耗減少；特別是一個機柜中配制刀片服務器時，電力的需求大大增加，一個“滿配”的刀片服務器，其所需要的電力大約為5~10KW，一個機柜部署多臺刀片服務器時，電力不足的矛盾非常突出，散熱問題也突顯出來。因此運行虛擬服務器系統也是今后解決這個問題的方法之一。

        通過高性能服務器和虛擬服務器系統的使用，可大大減少實體服務器的數量，在滿足業務使用要求的前提下，達到了節能減排的目的，并使機房配套設備的投資也大大減少。

１.２　節能減排

        越來越強處理能力的服務器，越來越大容量的數據存儲設備和網絡設備，需要消耗更多的電能。而集成度越來越高的設備，發熱量越加集中，導致機房溫度控制是個很大的問題。只有對降低機房能耗的新技術與新方法進行研究，力求通過合理選用服務器機架、合理進行散熱規劃、優化機房設計、布局、使用等方面，提高機房散熱效率，降低數據中心機房的整體能耗，才能達到節能減排的目標。

１.３　UPS電源

        由數據中心的特點可知，雖然數據中心是整體建設的，但數據中心的設備的增加是逐步的，因此供電能力也應該是階段式提高才行。為此， 我們在規劃設計中，讓UPS機房相對獨立，并留有UPS設備的擴展空間。數據中心機房的機柜一次性到位，數據中心機房的電源分配列頭柜與UPS電源房的電源輸出配電柜之間的電纜的容量按全部機柜“滿載”容量的供電量配置設計，UPS設備的供電能力則不滿配。UPS供電能力按機房的設備量階段性地增加，有擴展的余地。U P S 供電系統， 可采用2 N 或者2（N+1）方式，確保供電可靠性和擴展性。通過UPS電源的按需階段式擴展，可以避免大馬拉小車的現象，UPS電源設備的投資減少的同時，也達到了節能減排的目的。

１.４　機房空調

        機房的散熱冷卻是確保數據中心安全可靠運行的基本條件之一，通常是在機房內安裝精密空調。對于數據中心而言，當機房的設備“滿載”運行時，會有較大的發熱量；但對新建的數據中心而言，由于設備的增加會有一個較長的時間過程，而且一年中不同季節的空調的負荷量也是在變化的，要適應于散熱容量變化量較大的發展需求，為了達到節能減排的目的，我們在規劃設計中，選配了兩臺空調，空調總容量要滿足機房設計“滿載”時的調節能力，每臺空調有雙機組、能分組獨立運行，這樣2臺空調4個機組能按熱容量自動地動態調整，按需自動運行不同數量機組來滿足經濟運行，從而完成了空調機組運行的節能減排。

１.５　場地布局

        本案例中， 由于新建的數據中心的場地，并不是專為數據中心考慮的建筑場地，而是要把兩個教室打通后改建成數據中心的場地。這就涉及到兩個重要的問題， 一是承重，二是層高。承重的問題是通過在機柜地板下加散力架的方式解決，這樣使空間高度不足的問題更突出，需要更好地組織氣流，以致不阻礙于冷通道的氣流流動，為此機柜的排列就很關鍵，我們在規劃設計中，使散力架不位于冷通道上。在規劃設計時采用了下送風上排風的氣流組織方式，強電與弱電的布線都采用了上走線的方式，這樣為今后維護帶來方便的同時，冷通道的阻力大為減少，有可能降低地板高度，通過上述措施，把地板的安裝高度控制在35cm。

        但由于原教室不但是高度不足，而且大梁高度等也產生了很大的影響，天花板上部的上層空間中還要布置氣體滅火管道和新風換氣管道等，熱回風通道的安排較困難，大截面的熱回風管道在工程施工中難以實施，而且因機房的機柜排列方向的長度較大，回風的勻衡也很難保證，需將天花板的上層空間經特殊處理作為熱回風管道來解決了這個問題。

        機房中機柜的排列形式的安排，從美觀和節能性上進行考慮，規劃設計中沒有采用常用的多列機柜排列的方式，而是采用雙列機柜面對面的長排列方式，這樣的布置在不減少機柜排列密度的情況下，美觀性非常好，無論是從監控機房看進去，還是在機房內部，通透性都很好，為減少冷熱風主通道上的阻力也提供了方便。

１.６　冷熱通道隔離封閉

        機柜長排列的方式也為低成本處理冷熱通道的隔離提供了條件，在機房內氣流組織完成冷熱通道隔離，這樣最大限度地提高能效，從而達到節能減排的目的。在本案例中，機房內冷熱通道隔離的設計是在機柜的上部安裝了鋼化玻璃，拉長了機柜的排列長度，并且高密度地安置了上回風口，在機柜列的頭部不安排回風口，使冷熱氣流不經過機柜而直接短路的可能性減少到最小，相對地做到了讓冷熱氣流隔離

2　工程的實施與實踐

２.１　機房的機柜布置

        該高校的網絡信息中心機房呈長方形布置，機房內設兩列機柜，機柜的間距達3米，很寬暢，通透性好。 

        機柜呈面對面排列，形成冷通道，出風口在機柜面部的地板上。回風口在A2~A16、B2~B16機柜的背面上方，B18機柜的上部放置垂直的弱電橋架經天花板上部空間與外部走廊的弱電橋架相連；機柜的左側安置2個配電列頭柜（A1、B2），2個配電列頭柜的上部各設置了一個垂直橋架通往天花板上部，在天花板上部2個配電列頭柜通過水平橋架互連（機房內看不到），并與外部走廊的強電橋架相連；機柜采用面板開孔率>63%的寬800mm（600mm的標準機柜加200mm的側柜）、深1150mm的機柜，在每個機柜除了有600mm的設備安裝空間外，兩側有200mm的布線空間，可預置大量網絡線和多芯萬兆預連接光纜，直接放置到這個側柜的空間內，這樣弱電的連接線經機柜背部左側柜可以直接連接到服務器，可靠性大大提高，由于沒用到的預放線纜在側柜內，前后有面板蓋住，所以多余的線纜看不到，美觀性很好。

        在機房的中間，安置了2個水平的弱電橋架位于天花板的下面，主要是考慮到日常維修的方便。這樣的安排是為了盡可能減少橋架的露出量，又不影響日常的使用，美觀性好。

２.２　冷熱通道隔離封閉措施

        機房內若不采取冷熱通隔離時，存在著一個較大的溫度梯度，為了滿足機柜中上部的關鍵設備能較好的散熱效果，有必要降低空調出風的溫度，這樣就增加了空調的能耗。而通常的在機柜頂部加蓋的冷熱通道隔離封閉方式，存在著視覺效果壓抑和消防許可的問題。

        該高校的網絡信息中心機房采取了獨特的冷熱通道隔離封閉措施，在機柜的上部至天花板做完全封閉的冷熱通道隔離，即在機柜的上部加了鋼化玻璃，使冷熱氣流隔離。這樣可使冷通道的上下溫度梯度就很小，空調的出風溫度就能適當提高，從而達到節能的目的。在冷通道的上部的天花板，仍使用統一的微孔天花板，以保持全機房的美觀；并在冷通道和機房的左右兩側，需要形成冷通道的每塊天花板上部加一張鍍鋅鐵皮（595×595），以防止冷通道上部的有孔天花板進行回風。在機柜的兩列熱通道的上部，使用了較多的回風口，以保證回風口的吸風量。在空調的上部回風口加了一個與空調投影面積相同的回風管，直通天花板上部空間，與天花板的上部空間一起形成了一個截面積很大的回風主管道，因熱通道的回風口面積遠小于這個回風主管道，所以保證了各回風口的吸風均衡。在天花板上部安裝獨立的新風冷熱系統不受影響。這種冷熱通道隔離的措施，成本很低，而且燈光系統和氣體消防系統的處理方式可按通常的設計，機房的整體視覺效果和美觀性極好，熱通道回風的效果也很好。

3　結論

        在對新一代數據中心機房的設計和工程實踐當中，通過全面的整體規劃，對機房的關鍵設備、ＵＰＳ電源、機房空調、場地布局等進行綜合的考慮和節能設計是能達到節能減排的目標。

        冷熱通道隔離封閉是機房節能減排的有效措施之一。機柜布置可以適當改變排列方式以及采取適當的措施形成冷熱通道的隔離，改變環境氣流組織和減低冷通道的溫度梯度，改良機柜內的有效制冷效果，從而達到節能的目的。