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涉密机房建设的系统设计与技术实践

【摘 要】本文从机房的建筑结构、屏蔽壳体、机房装修、空调系统、新风系统、配电系统、消防系统、 智能化系统、综合布线系统、机房环境监控与报警系统等方面详细 论述了涉密信息系统机房的建设要点，以达到涉密机房的合理规划 建设。
【关键词】机房建设；建筑结构；空调系统；屏蔽壳体

1 机房项目概况
通过对某国家涉秘机房的布局、建筑结构以及使用情况分析，初步选定为利用办公大楼四楼西南角机房，机房部分其承重应大于 500kg/m2。机房总面积为155m2。其中普通机房（包括操作室） 90m2，缓冲区15m2，保密机房50m2。整个机房工程包括机房内部设计、机房隔断、机房装修、机房屏蔽系统、机房内设备供配电及辅助供电等动力系统、ups 电源、空调新风系统、综合布线系统、消防气体灭火及火灾报警系统、门禁控制系统、视频监控系统、机房环境监控与报警系统、设备安装等内容。
2.1 机房区域楼板承重 《电子信息系统机房设计规范》规定，主机房的荷载标准值是根据机柜的摆放密度来确定，目前屏蔽壳体的一般做法是屏蔽壳体的重量，可以按照 1.5～2（kn/m2）来考虑。因此在结构设计时，需要将屏蔽壳体的重量考虑在内，减少机房建设过程中的设计变更或因为楼板荷载标准值较低，而给计算机设备摆放带来困难。
2.2 机房区域建筑层高 电磁屏蔽室的金属六面体需要与原有建筑绝缘，因此壳体的底面和楼板间需要安装绝缘层，顶板与楼板的固定安装之间也需要安装绝缘层或绝缘垫块，同时屏蔽壳体的结构龙骨也有一定的高度。综合以上因素，电磁屏蔽室金属六面体完成后，底板到顶板的高度比结构层高至少要低300mm 以上，因此建议在结构设计时，如果条件允许，将涉密信息系统机房区域的层高提高 300～500mm，有利于保证机房空调系统地板下的送风空间和机房房间的高度，满足设备摆放和机柜上空间大量布线的要求。
3 机房装修
3.1 装饰系统 机房装饰系统包括吊顶设计，地面设计，墙面设计。 吊顶以实用为主，选材考虑保温、防火、防尘等因素，采用整体 天花铝合金微孔板吊顶。地面采用可活动静电地板，地板的选材应 考虑承重、防火、防静电等机房特殊需求，采用抗静电高架地板， 并在地板下考虑保温系统。墙面主机房和屏蔽机房选用轻钢龙骨隔 断，内填防火保温棉,石膏板面层,饰面彩钢板处理。轻钢龙骨石膏 板彩钢板饰面墙脚配不锈钢踢脚板。中间玻璃隔断采用 12mm 防火 铯钾玻璃隔断。
3.2 装修固定件 装修的固定件包括：线槽、电线管盒的固定件；灯具吊挂件；墙 面装饰板固定安装件；隔墙龙骨的安装件等；以上固定件都需要与 屏蔽壳体的墙面钢板或龙骨可靠连接。 涉密机房的施工中各装修固定件的固定安装只能采取焊接的方式，并在焊接后，进行屏蔽壳体屏蔽效能的检测，以便及时发现漏 点。
3.3 屏蔽壳体底板龙骨排布 目前，屏蔽壳体地板龙骨的排布一般采用 600×1000 的网格形式，并在钢板焊缝和设备机柜摆放处增加龙骨，此种底板龙骨的排布方式要求机房内的平面布局、设备机柜摆放的位置要比较精确，在底板龙骨焊接时，隐蔽工程完成后不能有变动，如果设备尺寸有部分调整，造成设备的承重支架没有安放在底板龙骨上，因为钢板在焊接过程中存在翘曲、变形，设备摆放的稳定性相对较差。为避免在工程实施过程中发生以上情况，建议将钢板六面体底面 龙骨加密，可以将底面龙骨排布为 330×330 的网格，减少钢板的 变形，增加机房后期装修和设备布置的灵活性。
3.4 机房屏蔽系统 对保密机房选择具有国家保密局屏蔽室建设的资质的来承担，建设成一高性能屏蔽机房以保证其信息系统的信息电磁泄漏在总体 完成后其屏蔽效能要符合当前信息保密的要求， 达到 bmb3-1999处《理涉密信息的电磁屏蔽室技术要求和检验方法》的C级要求。
4 新风与空调设计
4.1 新风和排风 保密机房配制冷量 40kw 精密空调一台。信息中心计算机机房配制冷量60kw精密空调一台。选择风冷型精密空调，送回风方式为下送风上回风。新风系统采用 2500m3/h 的新风机，满足对机房的新风补偿，达到正压机房的要求。新风和排风系统的管道进出屏蔽壳体需要安装通风波导窗，并且通风波导窗与风管需要绝缘连接。屏蔽室通风窗做成截止波导形式，电磁波在穿越波导窗时，经过吸收→反射→吸 收……，逐渐损耗、衰减，使屏蔽室既可通风，又不致于产生电磁 泄漏。孔径为 5.2mm的波导窗，在 3m/s 风速下，压降为 0.16mmhg，因此 在实际工程实施中，如果采用大楼的新风，现场条件不允许扩大风道的时候，需要将新风波导窗尺寸扩大，减少风阻。
4.2 专用空调水管和铜管 机房的空调系统一般采用机房专用空调，室内循环，为了减少空调送回风的风阻，建议将专用空调机放置在电磁屏蔽室内。机房专用空调系统的水管和铜管需要穿过屏蔽体钢板，并加波导管。当铜管和水管直径小于40mm 时，直接安装波导管。当管径大于 40mm 时，在穿过屏蔽壳体时，需要将管路分成两个直径小于 40mm 的管线，分别加波导管才能满足屏蔽效能的要求。
5 机房配电系统
5.1 屏蔽体接地 涉密机房金属屏蔽体建造时，屏蔽体钢板需要接建筑的等电位地。因此在机房设计规划时，需要在屏蔽体机房附近预留等电位接地端子箱。最好单独接地，接地要求小于 1 欧姆。
5.2 机房电源进线 进入钢板屏蔽体的电源线需要安装滤波器，如果涉密机房内设备较多，电源的进线电缆规格较大时，机房建设规划时需要详细的了解电源滤波器的尺寸和维修空间。同时屏蔽壳体内侧电缆路由要考虑电缆的转弯半径，合理设计桥架的位置。
5.3 ups 设备系统 根据需求以及相关标准，采用 1 台 120kvaups 备电1小时供电。正常情况下，由大楼提供的电源经 ups 稳频稳压、调整电压波形后 为计算机设备供电，与此同时也为 ups 的后备电池充电；一旦市电停电后，ups 的后备电池立即放电，经 ups 逆变后给计算机设备供电，保证设备供电的连续性。这样既能保证计算机设备供电的供电质量又能保证无瞬间断电，保证了计算机设备的供电可靠性，确保计算机设备的安全运行。
6 机房智能化系统
涉密机房内的智能化系统一般由综合布线、门禁、安防、电话等 系统组成，根据门禁、安防等系统线缆的规格配置相应规格的滤波 器。一般门禁、安防的线缆规格不大，滤波器体积较小，摆放和排布
位置比较灵活。对于保密级别较高的涉密信息系统机房，在平面设 计时，机房入口为双层互锁屏蔽门，要求门禁系统提供双层互锁的 联动功能。为严格机房的管理，满足机房规范管理要求，利用大楼 弱电的门禁与监控系统，在门的出入点安装 3 套门禁控制点，在机房关键位置安装 5 个报警监视信息点。涉密机房的布线系统比较复杂，机房是信息系统的心脏，机房内布点较多，实际应用中还会将几套不同密级的设备集中摆放在涉密 机房内，不同密级分别布线。 大量的信息线缆需要进入涉密机房，目前涉密系统的综合布线采用全光网系统，光纤进入屏蔽体时加波导管。光纤的波导管有 9mm 和 12mm 的规格，所以我们在布线系统设计时，需要根据光纤波导管的直径选择光纤。
7 机房综合布线系统
在机房第一行第一列的机架作为机房总配线架，作为机房的总配 线区；在每列机架的此位置第一架机架为列头配线架，作为水平设 备列配线汇聚点，同时作为交叉连接配线区。机房总配线架同时也 作为机房的接入配线区。 每台服务器机柜与网络列头柜之间：敷设 24 根六类双绞线与 12 芯室内单模光纤；在每台服务器机柜和对应的网络列头柜内分别采 用 24 口快接式配线架 12 芯光纤配线架（列头柜端采用 72
芯光纤配线架）端接。其中：数据信息点 23 个、kvm 控制点 1 个。 网络列头柜与各机柜内根据不同的配线容量分别配置 24 口六类接
线模块与 72 芯、12 芯光纤分配单元。
8 消防系统
8.1 火灾报警系统火灾报警系统的信号线与门禁和安防系统一样，缆线规格不大，滤波器体积小，在屏蔽壳体过壁装置规划时应统一考虑。在机房区域采用七氟丙烷（fm200）气体灭火及北大青鸟自动报警消防系统。并应符合现行国家标准的规定，采用将控制信号引入大 楼消防控制中心，增加控制单元实现其功能。
8.2 火灾灭火系统 涉密机房内的灭火系统一般有气体和细水雾两种。细水雾水管穿过屏蔽壳体时需要通过波导管，水管直径要求小于 40mm。如果涉密机房采用气体灭火，需要在屏蔽壳体上预留泄压阀的位置，并在泄压口安装波导窗，由于泄压阀的厚度较大，需要的空间较多，因此在涉密机房平面设计时一定要提前预留。
9 机房环境监控与报警系统
机房环境及设备集成监控部分包括对 ups 不间断电源、精密空调、配电柜、门禁、消防、温湿度、漏水检测、视频监控等系统及设备 提供 24 小时全天候监控。其中，漏水检测部分包括对空调机及其 上下水管、窗台等设置定位漏水检测。 机房监控系统需具备报警功能，可对监控参数及设备重要运行部件的异常变化实时报警，报警方式必须满足短信息及时通知功能；可实时记录报警信息，对历史报警进行查询。具备报警参数可由用户直接在监控平台上调整及关闭报警功能；并达到无人值守机房的要求。 本系统应采用开放结构，预留网络远程监控接口。可实现多个机 房设备的统一监控。
10 结语
综上所述，文章结合涉密机房建设的设计依据，就具体工程中机 房系统设计各方面的问题进行了详细探讨，并总结了笔者在涉密信 息机房建设过程中的一点经验，供涉密信息系统机房整体集成的各 位同仁参考。