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海悟在行動：數據機房給排水及消防系統改造的全面指南！
發布時間：2024-01-09
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第一節 數據機房給排水改造要求
 
1、數據機房是為電子信息設備提供運行環境的場所，需安裝多種IT設備，并保持24小時連續運行。數據機房業務中斷有可能導致重大經濟損失，因而數據機房建筑對其基礎設施的可靠性、安全性要求較高。
2、數據機房給排水設計包括給水設計、循環冷卻水系統設計、排水設計。其中與機房工藝相關的給水、排水設計內容隨項目不同而不同。這取決于各項目業主對機房工藝的不同要求。
3、數據機房給排水設計除滿足國家和地方現行規范外，還需滿足機房工藝專業提出的要求。 
     
第二節 間接蒸發冷卻空調設備給排水改造
 
1、用水要求：借助噴淋水蒸發降低室外進風溫度，進一步利用自然冷源，通過循環噴水即可實現送風溫度滿足機房要求。

 
2、AHU間接蒸發冷卻節能機組給排水點位示意圖：
 

 
3、AHU間接蒸發冷卻節能機組給水采用雙路環狀供水，接空調設備處加設閥門。排水管道貼地敷設，引至就近地漏處。排水立管單獨設置，不得與雨水管道合用。加濕器廢水就近單獨設置排水立管，排水管道布置應滿足GB50174-2017《數據中心設計規范》第12.1.3條相關給排水管道不應布置在電子信息設備上方的要求。加濕器、地漏應設置在相應位置的擋水圍堰內， 擋水圍堰高度通常按照200mm計算。
以某數據中心給排水管線改造為例，如下圖所示：

 
第三節 風冷列間精密空調機組給排水改造
1、列間精密空調冷凝水排水采用合流排至就近地漏的方法，此地漏可同加濕器排水地漏合用。加濕器位置處單獨設置立管。
2、機房改造中，地漏的設置尤為重要。《數據中心設計規范》GB50174-2017第12.2.3條規定，主機房和輔助區設有地漏時，應采用潔凈室專用地漏或自閉式地漏，無水封地漏下應加設水封裝置，水封深度不小于50mm，并應采取防止水封損壞和反溢措施。
案例如下圖：


第四節 冷卻塔給排水改造要點分析
1、為考慮補水的安全性，補水管成環狀布置，接入冷塔的補水管加裝閥門。
2、冷塔的排水單獨設置立管，排放至室外污水管網，依據詳見GB50015-2019《建筑給水排水設計標準》第3.11.18 條循環冷卻水系統排水應排入室外污水管網，不得直接排入雨水管道。
3、數據機房冷卻塔常年運行，對于嚴寒地區，必須采取有效措施防止凍結。1）出屋面冷卻水管、冷卻塔補水管設電伴熱保溫，冷卻塔水槽中安裝電加熱棒，保證水槽內的水在停機時都不會結冰，電伴熱按消防負荷供電。
2）在嚴寒地區，冷卻塔排水應通過室內排水管道直接排至室外下水道，出屋面排水管也應設電伴熱保溫。
案例如下圖：

第五節 軟化水處理設備、軟化水箱的設置
1、機房改造時，需考慮儲水量。根據GB50174-2017《數據中心設計規范》第12.1.4條規定，A級數據中心可按12h儲水。改造項目可根據數據中心重要性等級和場地限制條件等因素確定。
2、機房改造時，需根據水源水質條件，選擇合理的水處理工藝。間接蒸發冷卻空調設備補水水質應滿足《采暖空調系統水質》GB/T 29044-2012第4.4條規定。具體到廠家產品可有不同的水質要求，但應高于規范要求。以海悟產品為例，海悟AHU間接蒸發冷卻節能機組補水需滿足的水質指標如下：

3、當采用市政自來水供水、AHU間接蒸發冷卻空調設備制冷，那么需要考慮軟化處理設備，軟化水箱。需單獨配設備間，不建議放在室外（北方有防凍問題，南方有防熱污染的問題）。盡量找地上現有空閑房間做機房，地上空間確實有限，可考慮室外做地下室。
以實際項目為例，室外地下儲存450m³水量，兩種方案比較如下：

4、重點事項補充：
1）補水設備除了滿足補水的水量和揚程外，還應考慮補水的安全性。補水設備應考慮備用，補水設備應能從兩個補水池分別吸水，設備出水管成環布置。
2）當采用市政中水作為補水水源時，市政中水應采用深度處理工藝。在明確了補水水質要求后，市政中水處理工藝取決于市政中水水質。市政中水水質不同，處理工藝有所不同。如果市政中水僅有機類指標超標，處理流程為：原水→調節水箱→增壓泵→臭氧反應罐→活性炭過濾罐→消毒→清水池。如果還有無機鹽類指標如硬度、電導率等超標，應采用水離子交換工藝和雙膜工藝（超濾（UF）+反滲透（RO）），來滿足降低硬度和脫鹽要求，使出水水質達到設計指標。
3）關鍵設備如軟化單元、脫鹽的雙膜工藝單元，做一用一備配置。整個工藝系統設水質在線監測設備，在線監測出水的COD、PH、硬度和電導率，檢測到的數據一旦超出出水標準，及時報警，操作人員可以按應急預案及時處理。
 
第六節 機房消防系統改造
1、在消防滅火設計中，應堅持“以人為本，高效滅火”的原則。結合經濟、功能和環保要求，參照相應規范合理選擇滅火系統。如采用超出規范的系統時，須經過充分的論證。
2、由于數據機房主要由各種供電和用電設備組成，因此數據機房火災發生通常出于以下原因：1、電纜、繼電器、電路板和信號處理設備等過熱引起初期火災；2、設備故障起火，如UPS的AC/DC變換環節、電池組接線端子發生短路、空調設備電加熱器等都會引起火災；3、環境和人為因素引起的火災，如雷擊、靜電放電、接線操作時帶電操作等。針對以上特點，對數據機房消防系統改造至關重要。
3、對于數據機房改造項目，基本上是在原有消防系統基礎上做局部改造。機房內滅火系統重點介紹氣體滅火，根據《建筑設計防火規范》GB50016-2014第8.3.9條第五款規定：A、B級電子信息系統機房內的主機房和基本工作間的已記錄磁（紙）介質庫中，宜設置氣體滅火系統。《數據中心設計規范》GB50174-2017中第13.1.2條和13.1.3條規定：A級數據中心的主機房宜設置氣體滅火系統。
管網式氣體滅火系統設計實例如下：
鋼瓶間實景：
應用場景示意：
柜式七氟丙烷氣體滅火系統設計實例如下：
柜式七氟丙烷氣體滅火裝置圖示：

泄壓口的設置：
根據《氣體滅火系統設計規范》GB50370-2005第3.2.7條規定，防護區應設置泄壓口。考慮安全，同一個防護區應采用相關規格的泄壓口，且泄壓口應均勻分布在可泄壓的墻上。泄壓口下沿不低于防護區凈高的2/3，建議上沿貼梁安裝。通常采用機械式泄壓閥，泄壓面積可調，圖示如下：
 
消防改造中需要注意的事項：
1）根據《氣體滅火系統設計規范》GB50370-2005第3.2.4條規定，采用管網滅火系統時，一個防護區的面積不宜大于800㎡，且容積不宜大于3600m³；采用預制滅火系統時，一個防護區的面積不宜大于500㎡，且容積不宜大于1600m³。
2）管網式七氟丙烷氣體滅火系統保護距離短，常用于小型防護區、獨立防護區、鋼瓶間與防護區距離近的場所。IG541氣體滅火系統保護距離長，常用于大型工程、大規模組合分配的項目。工程設計中初選七氟丙烷系統，輸送管道長度為減壓孔板出口到最遠噴頭的距離，其范圍為40~60m。初選IG541系統，輸送管道長度為減壓孔板出口到最遠噴頭的距離，其范圍為一級充壓系統70~90m；二級充壓系統100~120m。
 
3）柜式七氟丙烷氣體滅火裝置可按保護半徑不大于7.5m布置。可將總需要柜數按保護距離均布。
 
滅火器設計要求：
1）根據GB50140-2005《建筑滅火器配置設計規范》第3.1.2條規定，數據機房中的機房區、變配電間發生的火災屬于E類火災（帶電火災）。
 
2）工業建筑滅火器配置場所的危險等級，應根據其生產、使用、儲存物品的火災危險性，可燃物數量、火災蔓延速度、撲救難易等因素劃分。機房區、電力電池室、變配電間等按照嚴重危險級計，其余部位按照中危險級考慮。
3）滅火器類型的選擇詳見規范第4.2.5條，E類火災場所應選擇磷酸銨鹽干粉滅火器、二氧化碳滅火器，但不得選用裝有金屬喇叭筒的二氧化碳滅火器。
4）綜上可得：機房區滅火器配置按照E類火災嚴重危險級設計，采用30kg裝的推車式二氧化碳滅火器，最大保護距離18m；一個計算單元不少于兩具。變配電間、電池室等按嚴重危險級E類火災配置滅火器，每處放置3A級5kg裝手提式磷酸銨鹽干粉滅火器2具，最大保護距離15米，每個設置點設兩具；其余部位按中危險級A類火災場所配置滅火器，每處放置2A級4kg裝手提式磷酸銨鹽干粉滅火器2具，最大保護距離20米，每個設置點設兩具。
 
滅火器布置：
1）滅火器應設置在位置明顯和便于取用的地點，且不得影響安全疏散。
2）滅火器的擺放應穩固，其銘牌應朝外。手提式滅火器宜設置在滅火器箱內或掛鉤、托架上，其頂部離地面高度不應大于1.50m；底部離地面高度不宜小于0.08m。滅火器箱不得上鎖。
 
 
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