4.6 通信機房設計與施工

通信機房是程控數字交換機房（包括網絡通信設備和主配線架等）和計算機機房的總稱，它們可以獨立分開設置，也可合而為一，視系統規模而定。

通信機房是智能建筑語音通信和數據通信數據的匯集交換中心，機房內安裝有各類高科技電子設備。為確保這些設備長期穩定可靠地連續運行，必須對通信機房的工作環境、供電電源、靜電防護、通風照明、防振降噪、防雷接地和安全防火等諸方面條件給予充分保證，任何一絲疏忽都會給智能建筑帶來無法挽回的損失。

通信機房通常分為設備機房、配套機房和輔助用房。

（1）設備機房（又稱主機房），用于安裝各種通信設備，完成相應專業操作和系統維護。

（2）配套機房是用于安裝保證通信設施正常、安全和穩定運行的設備，由網管監控室、蓄電池室、滅火鋼瓶間、低壓配電室和油機發電室等組成。

（3）輔助用房由運維辦公室、運維值班室、備品備件庫、消防保安室、新風機房等組成。

主機房建設包括機房內部裝修、供電系統、接地防雷系統、空調系統、照明系統、消防報警系統、安保系統、綜合布線和網絡系統等。

4.6.1 機房位置及對環境條件的要求

機房位置及對環境條件的要求包括：

（1）在多層建筑或高層建筑物內，主機房宜設于第二、三層。

（2）主機房應遠離強振源和強噪聲源，避開強電磁場干擾。

主機房內的無線電干擾場強：頻率為0.15～1000MHz時，不應大于126dB；磁場干擾場強不應大于800A/m。主操作員位置的噪聲應小于68dB（A）。

（3）機房凈高應按機柜高度和通風要求確定，宜為2.4～3.0m。

（4）主機房的實際面積應按內部安裝設備的大小、數量、設備布置和足夠的維修保養空間，并留有一定的擴展冗余空間等因素綜合考慮。B級主機房的最小使用面積不得小于40m²。

（5）機房設備布置：

1）主走道大于1200mm，如果考慮設備進場，可以大于1500mm。主走道一般安排在靠門一側。次走道大于900mm。

2）設備機柜的列間距。主機房內通道與設備間的距離應符合下列規定：

①兩相對機柜正面之間的距離不應小于1.5m。

②機柜側面（或不用面）距墻不應小于0.5m，當需要維修測試時，則距墻不應小于1.2m。

③走道凈寬不應小于1.2m。

3）走線架的間距。走線架高度根據機房最高設備的高度確定，宜留有100～150mm的空間。走線架上端到梁下最少要留有200～150mm的操作空間。主走線架可以采用600mm的寬度，列走線架可以采用300～450mm的寬度。一般主走線架在列走線架上方250～300mm高處。

垂直線槽寬度根據實際情況考慮300、450或600mm。圖4-18是主機房設備安排圖。

（6）主機房內采用防靜電活動地板時，活動地板的表面應是導靜電的，地板支架要接地，嚴禁暴露金屬部分。防靜電單元活動地板的體電阻率應為1.0×10⁷～1.0×10¹⁰Ω·cm。活動地板離地面的空間高度通常為300～400mm。

圖4-18 主機房設備安排

（7）機房地板荷載重量應大于100kg/m²。

（8）機房應避開有害氣體的侵入，做到嚴密防塵。

（9）機房內的導體必須與大地作可靠連接，不得有對地絕緣的弧立導體。機房的工作地、保護地、建筑防雷接地宜采用聯合接地，一般綜合機房的接地電阻不大于3Ω。

（10）溫度、濕度及空氣含塵濃度。

1）機房環境要求環境溫度和相對濕度：

①A級機房的溫度為21～25℃，溫度變化率小于5℃/h，相對濕度為40%～65%，且不結露。

②B級和C級機房的溫度為18～28℃，溫度變化率小于10℃/h，相對濕度為40%～70%，且不結露。

2）機房潔凈度要求：機房內灰塵粒子應為非導電、非導磁及無腐蝕的塵埃。

灰塵粒子的濃度應滿足（3天內桌面無可見灰塵）：

①直徑≥0.5μm的塵埃粒子濃度應≤18000粒/L。

②直徑≥5μm的塵埃粒子濃度應≤300粒/L。

（11）主機房的耐火等級不得低于二級防火標準。所有電纜孔洞及管井應采用相同耐火等級的不燃材料堵嚴密封。表4-1是機房建筑要求。

表4-1 機房建筑要求

4.6.2 供電系統

供電電源是通信系統正常穩定運行的基礎，必須保證任何時候都能穩定可靠供電。機房用電負荷等級及供電要求應按現行國家標準《供配電系統設計規范》的規定執行。機房供電系統包括交流電源、直流電源、UPS不間斷電源和自發電電源。

1.交流基礎電源

交流電源是系統的基礎電源。主機房幾乎所有設備都要使用380/220V低壓交流供電。應采用380V三相五線制（即TN-S系統）和220V單相三線制交流電源供電。根據設備的性能、用途和運行方式（是否聯網）等情況，電源質量要求可分為A、B、C三級，見表4-2。

表4-2 低壓交流電源的質量要求

為確保在任何情況不會斷電，供電系統應采用如下措施：

（1）引入兩路市電引入，一路為主供電，另一路為備份；重要機房還設應急自發電系統，作為備份的備份。斷電時自動切換。

（2）UPS不間斷供電電源。要求交流不間斷或無瞬變的通信負荷，應采用UPS供電系統或逆變器供電系統供電。采用逆變器/UPS時，主用逆變器按最大功率確定。蓄電池容量按需要維持供電時間確定。

（3）市電發生異常時，為保證重要通信負荷的重要動力負荷，應配置自備發電機組為自備電源，其容量應按不小于交流不間斷用電設備總容量的1.5～2倍配置。

（4）主機房通信設備的供電電源和UPS由專用變壓器供電，設置專用配電箱，不得與機房內其他電力負荷共用配電線路。

（5）信息系統設備的供電系統必須與動力、照明系統分開。

（6）主機房內應分別設置10A維修和測試用電源插座。電源插座的高度為離地坪300mm。

2.直流供電電源

語音通信系統需配置-48V直流供電源。對直流電源指標如表4-3所示。

表4-3 直流電源的技術要求

不同廠家、不同容量、不同型號的蓄電池組嚴禁并聯使用。不同使用年限的蓄電池不宜單體串聯使用。電池端口到設備端口回路壓降小于3.2V，以降低電能消耗，減少安裝費用。

圖4-19是主機房供電系統解決方案。

4.6.3 機房線纜布放工藝

機房中的線纜按照用途分為電源供電線、射頻信號電纜、音頻信號電纜、控制電纜、計算機網線和接地線等。

機房是各種線纜的匯集與交匯點。機房布線的合理與否，直接影響通信設備能否正常運行，需要特別重視。

1.線纜布放工藝

機房內的導線一般應采用阻燃型聚氯乙烯絕緣銅芯電纜。線纜布放工藝要求如下：

（1）在安裝了支架和防靜電地板的機房，線纜可以采用下走線方式，所有線纜從地板夾層或走線槽通過。如果采用上走線時，需在機柜上方鋪設走線架，線纜從機柜頂部的上走線架通過。

（2）機房布線可采用地溝、線槽、PVC管或金屬管子等方式布線。線纜的總截面不應超過線槽截面積的40%。

線管直徑的選擇應符合下列原則：管內穿放電纜時，直線管路的管徑利用率一般為50%～60%；彎管路的管徑利用率一般為40%～50%；管內穿放平行導線時，管徑利用率一般為25%～30%；穿放絞股導線時，管徑利用率一般為20%～25%。

圖4-19 主機房供電系統解決方案

（3）每種電纜應提供獨立通道。電源線、射頻信號電纜、音頻信號電纜、光纜及建筑物內其他弱電系統的電纜應分開布放。

（4）活動地板下的低壓配電線路應盡可能遠離弱電信號線，并避免并排敷設，如果不能避免時，應采取相應屏蔽措施。

（5）采用線槽布線時，普通信號電纜應與其他非信號電纜分開布放，距離不小于30cm，與大功率、高輻射設備的電纜的距離不小于60cm。若不能滿足，應考慮安裝屏蔽設施或選用全屏蔽金屬線槽，如圖4-20所示。

（6）線纜布放應平直，不得產生扭曲、打圈、纏繞等現象；不應受到外力擠壓和損傷；線纜應有適當長度作預留。

（7）各類線纜應分類綁扎、排列整齊、轉彎圓滑無交叉。線纜轉彎的最小彎曲半徑應大于60mm。不得損傷導線絕緣層。

圖4-20 普通信號電纜線槽布線

（8）線纜布放的規格、路由、截面和位置應預先設計好，線纜排列必須整齊，外皮無損傷。

（9）線纜的布放須便于維護和將來擴容。

（10）布放走道線纜時，必須綁扎。綁扎后的線纜應互相緊密靠攏，外觀平直整齊，線扣間距均勻，松緊適度。

（11）布放槽道線纜時，可以不綁扎，槽內線纜應順直，盡量不交叉。線纜不得超出槽道。在線纜進出槽道部位和線纜轉彎處應綁扎或用塑料卡捆扎固定。

（12）采用地溝橋架布線時，底層為接地母線，其正上覆蓋絕緣膠皮；第二層為電源線纜；第三層為射頻信號電纜；第四層為計算機網線、音頻及控制電纜，如圖4-21所示。

（13）電纜和網線應采用整段布放，禁止中間續接；計算機數據傳輸雙絞線最大長度應小于100m。

（14）電纜連接端頭處理應平整、清潔無毛刺、接觸良好。

（15）電纜屏蔽層應按照規定準確、可靠接地，并確保整體屏蔽的連續性。

（16）布放的線纜兩端應掛有標簽或標識，并能永久保留，如圖4-22所示。

圖4-21 地溝橋架的分層布線圖

圖4-22 線纜兩端應掛有標簽或標識

2.線纜綁扎工藝

線纜綁扎工藝要求如下：

（1）線纜綁扎要求做到整齊、清晰及美觀。一般按類分組，線纜較多可再按列分類，用線扣扎好，再由機柜兩側的走線區分別進行上走線或下走線。

（2）機柜內部和外部線纜必須綁扎。綁扎后的線纜應互相緊密靠攏，外觀平直整齊。

（3）使用扎帶綁扎線束時，應視不同情況使用不同規格的扎帶。

（4）盡量避免使用兩根或兩根以上的扎帶連接后綁扎，以免綁扎后強度降低。

（5）扎帶扎好后，應將多余部分齊根平滑剪齊，在接頭處不得留有尖刺。

（6）線纜綁成束時扎帶間距應為線纜束直徑的3～4倍，且間距均勻。

（7）綁扎成束的線纜轉彎時，應盡量采用大彎曲半徑以免在線纜轉彎處應力過大造成內芯斷芯。圖4-23是線纜綁扎成束的技術要求。

圖4-23 線纜綁扎成束技術要求

4.6.4 降耗節能空調系統

電信設備尤其是交換機和計算機等設備對機房的溫度有著較高的要求。通信設備在長期運行工作期間，機器溫度控制在18～25℃之間較為適宜。濕度對通信設備的影響也很大。空氣潮濕，易引起設備的金屬部件和插接件管部件產生銹蝕，并引起電路板、插接件和布線的絕緣降低，嚴重時還可造成電路短路。空氣太干燥又容易引起靜電效應，威脅通信設備的安全。

1.空調容量估算

機房熱量的來源：機房的熱量包括設備本身產生的熱量（約占70%～80%），以及照明系統發熱、屋外傳導熱、對流熱、放射熱等。工程中空調容量一般采用以下公式估算：

空調制冷量=房間面積（m²）×150+53×機房設備總耗電/1000×860（單位：kcal/h）

如果轉換為我們常用的民用空調，上式求得的空調制冷量乘以1.162系數，制冷量單位就換算成W。用制冷量除以能效比（目前民用空調的能效比約為2.5～3.0），便可得到空調的輸入電功率。

空調設備的選用應符合運行可靠、經濟和節能的原則。一般情況下按照每15m²需要1匹計算，300m²的機房需要20匹。1匹相當于制冷功率2500W，300m²的機房所需的空調制冷功率大約為50000W。空調制冷設備的制冷能力，應留有15%～20%的余量。300m²的機房使用的空調總功率不應超過24匹。

2.機房空調送風方式

目前，機房空調大多數采用上送風或下送風方式。圖4-24是機柜下送風方案。下送風方式效果優于上送風方式，這是因為熱氣自然向上升騰，冷氣下沉形成空氣對流，當空調送出的冷風，與熱源氣流方向一致，加速了空氣流動，有利于熱源的溫度降溫。對空調而言，空調送風方向與機房內冷熱氣流分布的對流一致，可以減少氣流的阻力，加速冷熱轉換效率，節省壓縮機工作時間，降低空調電耗，起到節能降耗效果。

圖4-24 機柜下送風方案

3.精確送風、降耗節能

雖然下送風方式優于上送風方式，但送風方向的不精確也會在不同程度上造成能效下降，達不到節能效果。原因是：第一，由于設備采用下走線，導致地板下各種走線縱橫交錯，影響下送風空調的送風效果；第二，機房采用空調下端加裝靜壓箱送風，空調送出的冷風除給設備降溫外，另一部分冷風同時送給機房空間降溫。

圖4-25是采用風道送風的精確送風方案，將空調送出的制冷風量，通過可控制的風道送到通信設備的下端或側端，最大程度地利用空調送出的冷量和風量，與通信設備的發熱量進行交換。降低了制冷功率損失，達到了降耗節能。

圖4-25 采用風道送風的精確送風方案

精確送風的設計方案采用上進風下出風方式，空調下端安裝在連接風道的靜壓箱上，每臺空調下端靜壓箱之間要加裝可控制風閥，當某一臺出現故障時，打開風閥作為冗余空調互補之用，以保證風道有冷風流過；各通信設備機柜的下端固定在可調送風口的出口端；對于側面進風的通信設備，可將兩列機柜的進風面先進行背對背排列，然后再安裝在送風道端口，使兩列通信設備機柜之間處于冷風對流環境之中；可根據通信設備的發熱量調節送風大小。

主機房必須維持一定的正壓。主機房與室外的靜壓差不應小于9.8Pa。

空調系統的新風量應取下列三種中的最大值：

①室內總送風量的5%。

②按工作人員每人40m³/h。

③維持室內正壓所需風量。

4.6.5 機房照明

保持機房內有良好的光線照度和方便機房管理員操作維護。正常照明的機房亮度為：在離地坪0.8m高的地方，照度不應低于300lx。

主機房的平均照度可按200lx、300lx、500lx取值；工作區內一般照明的均勻度（最低照度與平均照度之比）不宜小于0.7。非工作區的照度不宜低于工作區平均照度的1/5。無眩光。采用單獨支路或專用配電箱（盤）供電。照明開關安裝高度為離地坪1.4m。

4.6.6 接地與防雷

機房接地裝置應滿足人身安全及電子設備正常運行和系統設備安全的要求。

1.系統接地方式

三相電源的接地系統有三相四線制（TN-C系統）和三相五線制（TN-S系統）兩類，如圖4-26所示。

圖4-26 三相電源的接地系統

a）TN-C系統 b）TN-S系統

TN-C稱為三相四線制，該系統的中性線N與保護接地線PE合而為一，通稱PEN線。這種接地系統對接地故障的靈敏度高，線路經濟簡單，但只適用于三相負荷較平衡的工業廠房。智能建筑的單相負荷所占的比重較大，難以實現三相負荷平衡，PN線有不平衡電流。加上線路中經常有照明熒光燈、晶閘管等設備產生的高次諧波電流，在非故障情況下，會在中性線N上疊加，使中性線N帶電。中性線N作為三相供電系統的不平衡電流的回路，它的電流時大時小極不穩定，造成中性點的接地電位不穩定漂移，不但會使設備外殼（與PEN線連接）帶電，對人身造成不安全，而且也無法取得一個合格的基準電位，會對電子設備帶來干擾，使許多弱電設備無法穩定可靠運行。因此，TN-C接地系統是不能用來作為智能建筑的接地系統。

TN-S系統的特點是中性線N與保護地線PE只在進戶時共同接地，接地后它們之間不再有任何電氣連接。雖然系統中的中性線N常會帶有不穩定電壓，保護接地線PE沒有任何電氣來源，因此與PE線連接的設備外殼及其他金屬構件始終不會帶電。

TN-S接地系統大大提高了人和物的安全性。同時只要把需接地的設備各自用接地引線連接到接地匯集排上，然后再將接地匯集排用接地引入線與同一個接地體連接。即各自都與接地體一點連接，共同獲得一個等電位基準點。TN-S系統是智能建筑物的一種優選接地系統。

接地匯集排可采用接地匯集環或匯集排。接地匯集排的截面積一般采用不小于120mm²的銅排或采用相同電阻值的鍍鋅扁鋼，接地匯集排需要和建筑物鋼筋保持絕緣。

接地引入線的長度不應該超過30m，其材料宜采用截面積40mm×4mm或者50mm×5mm的鍍鋅扁鋼。接地引入線不得使用鋁材。不同金屬互連時，應防止電化腐蝕。

接地要求：交流電源線的中性線N在機房內嚴禁與各種通信設備的保護地連接。

接地電阻：

機房應采用下列4種接地方式：

①交流工作接地，接地電阻不應大于4Ω。

②安全工作接地，接地電阻不應大于4Ω。

③直流工作接地，接地電阻應按計算機系統具體要求確定。

④防雷接地，應按現行國家標準《建筑防雷設計規范》執行。

直流接地：直流接地是信息接地或邏輯接地的通稱，為防止外來的電磁干擾，必須具有一個穩定的基準地電位，這些設備的屏蔽和抗靜電裝置需要就近接地。

等電位連接：機房內各種通信設備及配套設備均應做保護接地，各種設備的保護接地均應匯接到同一個總接地排上。

機房內通信設備的工作地、保護地應采用聯合接地的方式，即工作地、保護地共同合用一組接地系統。

網絡系統的接地應采取單點接地并采取等電位措施。當多個網絡系統共用一組接地裝置時，應將各網絡系統分別用接地引線與接地體連接。

2.機房防雷體系

機房防雷體系主要包括建筑物內、外兩層防護措施和機房進出線防護措施。外部防護主要由建筑物自身的防雷系統來承擔。

利用大樓連接成地網的樁基鋼筋作為防雷系統的自然接地體；利用大樓的所有柱子鋼筋作為防雷接地引下線。

低壓電力電纜引入機房后，在交流配電屏（箱）內，電力線纜應對地加裝電源防雷器，防雷器就近接地。

由室外直接接入機房的全部信息線纜，必須作防浪涌處理。所有弱電線纜，不允許裸露于外部環境。弱電橋架用編織銅軟線帶跨接，并可靠接地。

機房電源系統至少要有二級防浪涌處理。并應按現行國家標準《建筑防雷設計規范》要求采取防止雷擊措施。

4.6.7 消防報警系統

機房的結構、材料、配置設施必須滿足保溫、隔熱和防火等要求。機房及樓道內應裝有溫度煙霧感應器及防火報警探測頭，遇火情時系統自動報警，并啟動二氧化碳或鹵代烷或惰性氣體固定滅火系統滅火。嚴禁使用干粉和泡沫滅火劑。此外，機房內還應配備手提式、推車式滅火器。

機房安防系統由實時電視監控攝像系統和出入機房門禁系統組成，可全方位連續監控機房總體運行情況。

電視監控系統設有7×24h的硬盤錄像機自動記錄，所有錄像可保存3個月；出入機房門禁系統采用先進的數據庫管理，用戶身份卡內保存有持卡人編號、進出區域限制及時間限制等，只有經過特殊授權的人員才能進入重要區域。

通信機房綜合安防管理平臺：空調、UPS和報警，集成到一個機房監控系統。對火警、溫控、濕度、漏水、煙感和UPS，都有監控，可以做到電話通知和手機通知等。對所有服務器、交換機和防火墻等設備的操作，日常查看，備份日志，都有文檔記錄。實現通信機房安保信息的實時顯示、報警、存儲、報表統計等智能管理。