计算机机房的设计与布局
凤鸣高级中学:吴晓波
摘要:
计算机已伴随时代的发展成为社会必备的一种工具,然而作为其集中学习的机房设计却被很多人认为也可以随意设置,但作为一种设备仪器而言,它又有相应的标准需要参照和执行,本文以计算机机房设计标准为参考,从学校计算机机房建设出发,做了较深入和实际的研究,希望能给新建的学校以启示。
关键词:计算机机房设计
注:本文所涉及的“计算机机房”即指“计算机教室”不包括中心服务器机房和信息储存室。
【课题背景】
【课题意义】
由于计算机房的环境必须满足计算机等电子设备和教学人员对温度,湿度,洁净度,防漏,电源质量,防雷和接地等的要求,所以,一个合格的现代化计算机房,应该是一个安全可靠,舒适,实用,节能高效和具有可扩充性的机房。
本次课题的研究意义,就是在我们学生(用户)的层面,参考现有的技术和功能,设计一个使用于素质教育的,以满足教学为主,安全节能的计算机教室。通过这一课题的研究,让我们从宏观上对布局和客观环境进行统筹设计。由于这一课题要紧跟该领域硬件技术的前沿,所以也给我们带来了知识快速更新的要求,锻炼了自我学习的技能。
【研究报告】
在国标GB361-88中明文规定:计算机机房应按B类要求实施,即:对计算机机房的安全有较严格的要求,有完善的计算机机房安全措施。
为此,我们对其特别需要注意的六个方面进行了研究与分析。
一: 防火
二: 防静电
三: 防辐射
四: 防雷
五: 防潮
六: 机房布局
一.防火
电子计算机是一种能进行各种高精度运算的现代化设备。一个机房便已构成了一个电子计算机系统,而一旦失火,经济损失巨大。
从这损失上讲,不光是硬件烧毁的损失,还包括各类重要数据的损失。当今的21世纪,数据的价值将远远高于硬件。打个比方:假如机房失火,硬件可以再去采购,但是数据在没备份的情况下一旦物理损坏,将不能恢复,必将阻碍日后的正常工作。因此,机房防火就变得有尤为重要了。为此,我们课题组便查找了相关资料,实地查看与研究,总结出了以下内容:
(1) 火灾危险性因素:
1.室内装修,装饰多用木材、胶合板及塑料等易燃物,通风管道多使用聚苯乙烯、泡沫等易燃材料保温。
2.学生及工作人员走路常拖地行走,这势必会产生静电火花而引发火灾。
3.电路不符合安装规定,常令插座暴露在外面,使插座灰尘堆积,因短路而引发火灾。同时,电路长期通路,加上用电器过多,造成电路的超负荷,使电路过热却不能及时把热散失掉,从而引发火灾。
4.教师的不良习惯,主要是吸烟。
(2) 介绍了以上可能引起火灾的因素,也就该谈谈防护措施了。
1.机房建筑材料的耐火等级不应低于二级,即耐火极限不低于0.75小时。
2.机房应有两个或两个以上安全出口。门要向外开启,确保学生及老师在发生火灾时能迅速撤离火场。
3.窗通风,或安装空调,以保持室内温度在15-25℃,湿度也应控制在45%左右。
4.机房中严禁存放易燃物品。
5.在计算机闲置时应及时关闭总电源。
6.定期对供电线路进行检查,排除安全隐患。
7.注意机房卫生,定期清除垃圾及灰尘。
8.机房应配备干粉灭火器。
二、防静电
众所周知,静电对于拥有“高精度现代化设备”美誉的计算机来说无疑是克星。静电可以很轻松地击穿电容或者CPU等重要部件,而引发的后果不仅对机房系统造成了损害,同时也对我们这些最终用户人身安全构成了威胁。因此,静电就不得不重视了。
1.安装防静电地板(体积电阻率均为1.0×10^7 –1.0×10^10Ω·cm)。
2.电源接地,并确保机房静电不大于1KV,严格按照GB2887规定做好接地工作 (接地电阻不应大于4Ω)。
3.请进入机房的人员养成不拖地走路的好习惯。
4.保持室内温度在15-25℃,湿度也应控制在45%左右。
三、防辐射
国内外医学专家的研究表明,长期、过量的电磁辐射会对人体生殖系统、神经系统和免疫系统造成直接伤害,是心血管疾病、糖尿病、癌突变的主要诱因和造成孕妇流产、不育、畸胎等病变的诱发因素,并可直接影响未成年人的身体组织与骨骼的发育,引起视力、记忆力下降和肝脏造血功能下降,严重者可导致视网膜脱落。
看了以上内容,你是否已经对机房的辐射有些害怕了?那么接下来就再看一个报道:
中国原子能科学院辐射中心有关人士认为,计算机所产生的电磁波是一种弱辐射,基本上不会对人产生什么重大影响。
其实,20世纪80年代以来,计算机的外壳早已加厚,且高压整流和调制线路都已采用了硅晶体管。因此X射线已基本没什么泄露,根据有关卫生部门对各计算机的检测,计算机所产生的辐射低于国际防护机构推荐值的1%。辐射量很小,对人体不会构成危害。但为了消除心理负担不妨采取以下几点方法:
1.计算机显示器的辐射最多处位于背后以及两侧。因此,在计算机摆放时应将显示器的背面或侧面朝向没有人的地方。
2.保持人在操作时离显示器50-70cm的距离。
3.主机应放置于桌下。
4.机房尽量不用音响(音响辐射量远大于显示器)。
5.有条件的机房可用若干块0.6mm吸波材料来吸收电磁波。
6.在操作完电脑后及时用清水洗脸,这样可以减少辐射70%以上。
7.有条件的机房可在荧光屏上附加一个防护屏,进一步吸收辐射(据有关人员研究验证,防护屏可以增加画面的清晰度,保护眼睛的舒适。同时,防护屏可以消除100%的静电和绝大部分的辐射)。
8.在计算机桌前放一盆仙人掌、仙人球能减少辐射。
还有一点或许会让你更加惊讶,请看一组数据:
电脑组件 |
键盘 |
鼠标 |
显示器 |
主机 |
音响 |
辐射量(v/m) |
1000 |
450 |
218 |
170 |
2000 |
从表格中不难看出,小小的键盘和鼠标远远大于庞大的显示器和主机!而至于音响,辐射量将更大。
四、防雷
随着电子技术的快速发展,集成电路对电压和电源脉冲的敏感程度越来越高。除直接雷击影响以外,雷电引起的冲击是造成电子设备破坏和网络中断的重要因素之一。近年来全球气候反复无常,雷电频繁,这对机房的安全带来了严重的隐患,因此,我们尤其要注意对雷电的防护。
综合以上报告,并且有人研究后得出:90%以上是感应雷击造成的,雷击主要有形式:
直接雷击:
雷电直接击在物体上,产生热效应和机械力,称之为直接雷击。直接雷击特点是一旦击中则电位十分高,破坏迅速,一般在0.5-1秒内可破坏整个网络和正在运行的计算机。但直接雷击所造成的灾害少,雷击命中率低。
感应雷电:
雷电放电,在附近导体上产生的静电效应和电磁感应,可能使金属部件之间产生火花,称之为感应效应。感应雷电引发的事故相对较慢,但破坏性远大于直接雷击。这里的破坏性大并不是威力大,而是命中率高,破坏面积大。有数据也表明:全球90%以上是感应雷击造成的。
看了以上两种雷击入侵途径,你是否应该考虑一下如何应付呢?不错,以下有几点要求可使机房免于雷电危害:
(1)直接雷击的防护:
1.我们主要可依据国际电工委员会IEC1312-1-3《雷电电强脉冲的防护》、《电子计算机机房设计规范》、《电子设备雷击导则》、《GB157建筑物防雷设计规范》等,并严格遵守以上各标准。
2.防避直接雷电最好的办法是采用避雷针、避雷带、避雷线、避雷网作为接闪器,然后通过接地装置迅速地将雷电安全送回大地。在此补充一下的是,接地导线有严格的规定:接地电阻不应大于4欧,并且允许通过电流为40KA至120KA。
(2)感应雷击的防护:
1.电源防雷,使配电系统与防雷系统一体化。
2.信号系统防雷,通过网络通讯避雷、防雷,可将通讯避雷器串联在通讯线路上。
3.等电位连接,减小需要防雷的空间内各导体和各系统之间的电位差。
4.金属屏蔽及重复接地。
5.计算机系统采用单点接地。
6.当多个系统连在一起时,宜将多个系统分别接地线或与接地体连接。
7.接闪。
8.引下线。
9.接地体。
10.法拉第笼。
在《标准IEC1024-1.2》、《GB50057-94》、《电子计算机机房设计规范GB50174-93》、《计算机场站安全要求GB9361-88》、《微波站防雷与接地规范YD2011-93》、《通信局接地设计暂行技术规定YDJ229》和《电信专用房屋设计规范YD5003-94》等都对接闪、引下线接地体、法拉第笼做了大同小异的明文规定。
特别在这里讲一下的是雷雨天气应尽量避免使用计算机,因为雷电可能会沿着电源线或电话线进入电脑内部,破坏电脑主板、接口、CPU及上网设备,造成硬件的损坏和通讯故障。
五、防潮
计算机尤其需要做好防潮工作,因为过分潮湿会使电脑内部线路发生短路。同时,潮湿天气对外接配件伤害也很大,如显卡、内存、主板、CPU。
需要采取以下几点措施进行防护:
1.保证每天开启电脑至少一小时,通过电脑运行过程中产生的热能驱散机箱内的水汽。
2.在雨季,有条件的机房可为计算机买一些吸湿剂。以下是三种吸湿剂效果对比表:
药剂名 |
盒装氯化钙 |
袋装氯化钙 |
袋装非氯化钙 |
吸收量(ml) |
112.2-192.6 |
22.5-45.5 |
2.7-6.6 |
注:以上数据是在标准规定环境下即气温25℃,相对湿度80%,天数为31天。
3.在不使用电脑时,尽量用防尘、防灰的电脑罩罩上,不可以让主机和显示器裸露在空气中,防止水汽进入。
4.避免电源受潮,否则会造成电压不稳,经常重启,甚至电源“发烧”。
5.在机房中安装空调,用空调来调节室内的温湿度。
6.保持室内温度在15-25℃,湿度也应控制在45%左右。
六、机房布局
机房布局我们分了五个方面进行研究。
(1)场地选择:
1.计算机机房场地选择放在多成建筑物内的第二,第三层,或中间楼层。结构需规范,且要易于运输。
2.电源稳定可靠,交通通讯方便,自然环境清洁。
3.机房应远离堆放易燃物品的场所,同时也应该远离粉尘、油烟。
4.机房应远离强振源、强噪声源、强电磁场,当无法避开强电磁场干扰却又要保障计算机系统信息安全,可采取有效的电磁屏蔽措施。
(2)机房面积:
50座的计算机机房净空面积不小于73平方米,25座的计算机机房净面积不小于54平方米。
(3)建筑材料:
1.机房的建筑材料及结构应符合抗震、隔热、阻燃、降噪、隔音要求。机房室内装饰应选用气密性好,不起尘,易清洁,并在温、湿度变化作用下变形效应小的材料。
2.在机房中要装活动地板,铺设高度按实际而定。一般宜为200-350mm。活动地板下的地面和四壁装饰,可采用水泥砂浆抹尘,地面材料应平整,耐磨。当活动地板下的空间为静压箱时,四壁及地面均应选用不起尘、不易积尘、易清洁的饰面材料。活动地板也应该是难燃或不燃材料。同时,应有稳定的抗静电性能和永载能力,而且还要耐油,耐腐蚀等。《GB6650计算机机房用活动地板技术条件》指出:在安装活动地板时应采取响应措施,防止地板支脚倾斜、移位、横梁坠落。
3.电子计算机机房室内材料色调应淡雅柔和。
4.当主机房和基本工作间没有窗时,宜采用双层金属密闭窗,并避免阳光的直射。当采用铝合金窗时,可采用单层密闭窗,但玻璃应为中空玻璃。
(4)机房辅助设备:
1.空调,采用立式空调,不宜使用室内壁式,以避免空调漏水产生严重后果。并且立式的空调进行调温速度远大于壁式空调。
2.灭火器,包括干粉灭火器(最常用的) 、配备轻便的气体灭火器等。在配备了灭火器的同时,必须要让教师、学生获知如何使用灭火器材,以便在突发情况下及时处理。
3.有条件的机房可装报警控制系统,系统包括:防盗系统、防火系统、漏电报警系统。
4.供电系统中应配专用电力变压器供电,以保证计算机正常运行。
5.配安全指示灯,其照明度不应低于0.51X。
6.漏电保护空气开关,每相不小于40A。
7.照明灯位置合理,照明度均匀,照明度符合国家相关标准,避免出现眩光和反光,宜采用节能荧光灯。机房平均照明度可按200、300、500LX取值,光源平均亮度为L(x103cd/平方米)。L在400左右最佳,遮光角也应在20度左右。
8.虫鼠药剂,避免因虫、鼠引发的破坏,保障机房安全。
(5)计算机摆放位置:
机房中电脑桌的摆放位置关系到教室的整体布局,电脑桌安排得当,教室看上去整洁大方,显得很有秩序,且易于打扫,否则就会有一种乱糟糟的感觉。线缆一般是随着电脑走线的,只有电脑摆放位置合理,才能将大量线缆适当地遮挡起来,从而不会出现“蜘蛛网式”的机房。
计算机的摆放还直接影响辐射量大小,漏电情况,网络线路及电路的布局。因此,计算机的摆放位置变得十分重要。以下这二种布局各有优点和不方便之处,用户可根据自己学校机房的具体情况选择其中之一或二者混合使用。
1.直列式摆放.
那哪一种更合理呢?各有个的说法。那就来介绍一下两者的优势和弊端。
直列式摆放:
该摆放方法常见的是在教室中安排四列电脑桌,由若干张桌子相连组成一列(如图1图2),教师机与服务器摆放在教室的最前面。直列式摆放的一个最大优点是容易布线。把交换机放置在每一列的最前面即可,并把每个交换机级联起来,这样走线是最省线的,且与走道交叉的线缆数量很少(只有交换机的级联线与电源线),电脑的电源线与键盘、鼠标线等都隐藏在电脑桌的后面,网线与电源线可以从所对的电脑桌下通过,并且能够被全部隐藏起来。显示器因为是相对放置的,不会因为学生好动而使其从桌子后面摔下来,同时也可减少学生所接受的辐射。
不过,直列式摆放方式有一个不方便之处就是学生的视线与黑板平行,教师在黑板上讲解时学生要把头扭过90°才行。此外,如果学校的教室比较小的话,摆放四排电脑后走道的宽度就很窄了。这时还可以采取直列式的另外一种变形,即留下两条走道,其中有两排电脑桌是对着墙摆放的(如图2)。相比前一种摆放方式来讲,这种摆放方式可以相对增加走道的宽度。
横排式摆放:
横排式摆放如图3所示,所有的电脑都面向教室的黑板,几台相连的电脑桌平行于黑
【总结】
参考文献:
1.国家标准《计算机机房活动地板的技术要求》(GB6650-86)
2.中华人民共和国国家标准电子计算机机房设计规范
3.防雷资讯网--《雷电灾害及其防护》
4.http://industry.ccidnet.com/art/17/20050311/221199_1.html
5.http://panlihong.bokee.com/2762502.html
6.http://www.tfurse.com/English/NewsView.asp?ID=152&SortID=29
7. http://www.china-designer.com/home/99305_4_16305.htm
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