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本书基于第四次工业革命前夜的变革背景，总结最新的数据中心设计/应用理论、方法和实践经验，基于国内、国际最新的数据中心建设标准，为中国数据中心规划设计提供全新的理论架构、设计逻辑和方法、评估模型与实践。本书秉承技术中立，尊重国标及行业通用规范，强调标准与规范在建设中的指导作用，注重理论与实践相结合，不仅创建合理的理论体系，也提出在实践中可操作的评估方法与具体实践步骤。本书供数据中心建设运营方（包括金融、通信、政府、企业、军队、公共设施、社会机构等）、各设计院工程技术人员、系统集成/智能建筑/IT等行业技术人员参考，也可作为高校与研究院所技术人员的参考用书。

目录
第1章  数据中心概述
1.1  数据中心起源与定义
1.1.1  电报与电话的发明
1.1.2  计算机的发明
1.1.3  互联网的发明
1.1.4  数据中心的兴起
1.2  数据中心的功能演进
1.3  数据中心建设基本内容
1.4  数据中心建设原则与目标
1.5  数据中心基本现状
1.5.1  困局之一：信息爆炸
1.5.2  困局之二：绿色与节能 
1.5.3  困局之三：业务挑战
1.6  新一代绿色数据中心发展趋势及其关注要点
1.7  本书重点研究内容
第2章  数据中心的网络及物理模型
2.1  网络的融合及其网络模型
2.2  数据中心的物理模型
第3章  数据中心的可靠性/可用度模型	
3.1  可靠性研究的发展
3.2  可靠性参数
3.3  可靠性和可用性分析
3.3.1  可靠性特性
3.3.2  可靠性和可用性分析方法
3.4  可用性参数计算
3.4.1  平均无故障时间MTBF计算
3.4.2  平均维修时间MTTR和修复率μ计算
3.4.3  可用性A（t）与故障率λ和修复率μ关系
3.5  系统可靠性模型
3.5.1  可靠性基本模型
3.5.2  串联系统的可靠性模型
3.5.3  并联系统的可靠性模型
3.5.4  混合系统的可靠性模型
3.6  数据中心可靠性/可用性模型
3.6.1  中国国家标准GB 50174—2008对电子信息机房可靠性/可用性的要求
3.6.2  美国数据中心标准ANSI/TIA942—2005对可靠性/可用性的
       要求
3.6.3  数据中心基础设施可靠性模型
第4章  数据中心的能效模型	
4.1  数据中心能效定量评价指标
4.2  数据中心能效模型及其研究
4.2.1  IT设备的能耗研究
4.2.2  供电系统的能耗研究及其PUE计算
4.2.3  空调系统的能耗研究及其PUE计算
4.3  进一步研究数据中心能效模型
第5章  数据中心的经济模型	
5.1  经济模型的基本概念
5.2  数据中心成本与收益项目
5.2.1  数据中心成本项目
5.2.2  数据中心收益项目
5.3  数据中心的经济评估方法
5.3.1  数据中心总拥有成本法（TCO）
5.3.2  数据中心投资回报法（ROI）
第6章  数据中心基础设施规划	
6.1  新一代数据中心容量规划制约模型
6.1.1  IT规划
6.1.2  供电
6.1.3  制冷
6.1.4  空间制约
6.2  新一代数据中心需求成长模型
6.3  新一代数据中心容量规划的关键支点
6.3.1  可用性支点
6.3.2  成本支点
6.3.3  绿色节能支点
6.3.4  功率密度支点
6.4  数据中心容量规划的实施细则
第7章  数据中心的技术要求	
7.1  数据中心技术标准概述
7.2  数据中心等级划分
7.3  数据中心机房位置及设备布置
7.4  数据中心环境参量要求
7.5  数据中心建筑与结构
7.6  数据中心空气调节
7.7  数据中心电气技术
7.8  数据中心电磁屏蔽
7.9  数据中心机房布线
7.10  数据中心机房监控与安全防范
7.11  数据中心机房给水排水
7.12  数据中心机房消防
第8章  数据中心选址指南	
8.1  数据中心选址基本要求
8.2  数据中心选址标准
8.3  数据中心选址的关联因素
8.4  数据中心选址的新思考
第9章  数据中心装饰装修	
9.1  设计依据
9.2  装饰装修的主要功能
9.3  装饰装修主要内容及选材
9.4  工艺要求
第10章  数据中心供配电系统
10.1  数据中心供配电系统概述
10.1.1  内容约定
10.1.2  设计标准
10.1.3  数据中心对供配电系统的要求
10.1.4  数据中心供配电系统的发展历程
10.2  数据中心IT设备及其电源系统
10.2.1  服务器分类
10.2.2  服务器电源系统标准
10.2.3  服务器电源对于数据中心供配电系统设计的基本意义
10.3  数据中心高压变配电系统
10.3.1  设计标准
10.3.2  电压选择
10.3.3  高压系统中性点运行方式
10.3.4  高压变配电系统的主接线
10.3.5  高压变配电系统配电网接线
10.3.6  高压配电一次接线典型方案
10.3.7  不同规模的数据中心的高压变配电系统构成
10.4  数据中心柴油发电机组系统
10.4.1  设计标准
10.4.2  柴油发电机组的工作原理、组成、应用分类
10.4.3  数据中心柴油发电机组容量选择
10.4.4  柴油发电机组与其负载匹配
10.5  数据中心ATSE系统
10.5.1  设计标准
10.5.2  ATSE 产品定义及构成
10.5.3  ATSE分类
10.5.4  ATSE切换
10.5.5  ATSE应用中产生的问题
10.5.6  数据中心ATSE的常见组网形式
10.6  数据中心输入低压配电系统
10.6.1  设计标准
10.6.2  低压电器概述
10.6.3  低压熔断器
10.6.4  低压隔离电器
10.6.5  低压断路器
10.6.6  低压配电方式 
10.6.7  低压配电柜 
10.7  数据中心UPS系统分类﹑原理及供电方案
10.7.1  设计标准
10.7.2  UPS分类及定义
10.7.3  三种UPS的原理及特点
10.7.4  数据中心常用大容量UPS的内部拓扑
10.7.5  数据中心UPS供电方案
10.8  数据中心UPS的关键技术﹑关注热点及发展趋势
10.8.1  数据中心大容量UPS的关键技术
10.8.2  数据中心UPS的关注热点
10.8.3  数据中心UPS的发展趋势
10.9  数据中心UPS电池系统
10.9.1  设计标准
10.9.2  数据中心UPS电池系统的基础知识
10.9.3  数据中心UPS电池的技术特性
10.9.4  数据中心UPS的电池配置计算方法
10.10  数据中心UPS输出列头配电系统和机架配电系统
10.10.1  设计标准
10.10.2  UPS输出列头配电系统
10.10.3  机架配电系统
10.11  数据中心电力电缆的选择与设计
10.11.1  设计标准
10.11.2  数据中心防火电缆综述
10.11.3  数据中心防火电缆选择与计算第11章数据中心机房防雷和接地系统设计	
11.1  数据中心机房防雷和接地系统的关系及系统设计依据、
      设计原则
11.2  雷电对电子设备的损害途径及防护措施
11.3  数据机房防雷在建筑物防雷中的分类等级
11.4  数据机房防雷的具体措施
11.4.1  机房位置的设置
11.4.2  建筑物的防雷
11.4.3  SPD的选用
11.5  数据中心公用接地与单独接地的探讨
11.6  数据中心UPS输出端重复接地的探讨
11.7  如何降低数据中心机房IT设备的零地电压
第12章  数据中心的制冷	
12.1  数据中心为什么需要制冷
12.1.1  数据中心IT设备的发展
12.1.2  数据中心IT设备对环境的要求
12.1.3  数据中心的不良环境对IT设备的危害
12.2  数据中心制冷系统的基础知识
12.2.1  制冷技术的发展历史及应用
12.2.2  基本名词术语
12.2.3  热力学基本定律及其制冷技术的应用
12.2.4  制冷原理
12.2.5  制冷剂、载冷剂和润滑油
12.2.6  数据中心制冷系统常用压缩机简介
12.2.7  冷凝器
12.2.8  蒸发器
12.2.9  节流机构
12.2.10  辅助设备
12.3  各类空调简介
12.3.1  空调分类
12.3.2  根据空调冷（热）源分类
12.3.3  根据空气处理设备的设置情况分类
12.3.4  按负担室内空调负荷所用的介质分类
12.3.5  根据集中系统处理的空气来源分类
12.3.6  按照使用目的分类
12.3.7  按送风速度分类
12.4  数据中心制冷空调选择
12.4.1  数据中心机房的负荷特点
12.4.2  数据中心机房的环境要求
12.4.3  数据中心机房的环境参数对空调的要求
12.4.4  数据中心机房必须采用专用的机房空调
12.5  数据中心制冷系统的负荷计算
12.5.1  数据中心冷负荷的类型
12.5.2  数据中心冷负荷工程的计算方法
12.6  数据中心制冷系统的常用方案
12.6.1   风冷型机房空调系统
12.6.2  冷冻水型机房空调系统
12.6.3  水冷型机房空调系统
12.6.4  乙二醇冷却型机房空调系统
12.6.5  双冷源型机房空调系统
12.7  数据中心空调风系统设计
12.7.1  送风方式
12.7.2  数据中心气流组织
12.7.3  数据中心设备布置
12.7.4  数据中心空调风系统设计核算
12.8  数据中心空调水系统设计
12.8.1  数据中心空调水系统的分类与选择
12.8.2  数据中心空调水系统的承压设计
12.8.3  数据中心空调水系统的设计与计算
12.9  数据中心高密度制冷系统简介
12.9.1  高热密度区域解决方式
12.9.2  局部热点解决方式
12.9.3  高热密度封闭机柜
12.9.4  其他高热密度制冷方式
12.10  数据中心制冷系统设计实例分析
12.10.1  中、小型数据中心空调系统设计实例
12.10.2  大型数据中心空调系统设计实例
12.10.3  高热密度数据中心空调系统设计实例
第13章  数据中心综合布线系统的建设	
13.1  综合布线系统概述
13.1.1  综合布线系统的定义 
13.1.2  综合布线系统的特点 
13.1.3  综合布线系统建设的常用标准
13.1.4  综合布线系统的构成
13.2  综合布线系统通用设计
13.2.1  研究建筑物的功能
13.2.2  确定综合布线系统的类型
13.2.3  确定综合布线系统的等级
13.2.4  工作区子系统的设计
13.2.5  配线子系统的设计
13.2.6  干线子系统的设计
13.2.7  设备间的设计
13.2.8  管理子系统的设计
13.2.9  建筑群子系统的设计
13.3  数据中心综合布线系统概述
13.3.1  数据中心布线系统的组成、等级及分类
13.3.2  数据中心综合布线系统的空间构成
13.3.3  数据中心综合布线系统的支持空间构成
13.4  数据中心综合布线系统的拓扑结构与规划
13.4.1  数据中心综合布线系统的拓扑结构
13.4.2  数据中心综合布线系统的规划
13.5  数据中心综合布线系统的产品选择
13.5.1  数据中心综合布线系统各设备的具体作用
13.5.2  数据中心综合布线系统各设备的选择
13.6  数据中心综合布线系统发展趋势
第14章  数据中心消防系统建设	
14.1  数据中心消防系统设计理念
14.2  数据中心消防系统
14.2.1  消火栓系统
14.2.2  水喷淋系统
14.2.3  细水雾系统
14.2.4  气体灭火系统
14.2.5  灭火器
14.3  数据中心火灾自动报警系统
14.4  数据中心烟气控制
第15章  数据中心的监控与管理	
15.1  数据中心监控与管理系统概述
15.1.1  数据中心监控与管理系统的功能
15.1.2  数据中心监控与管理系统的构成
15.2  数据中心的IT资源的监控与管理
15.2.1  数据中心的计算/网络资源的管理
15.2.2  KVM管理系统
15.3  数据中心的基础设施的监控与管理
15.3.1  数据中心动力环境监控系统
15.3.2  数据中心的综合安保系统
15.3.3  数据中心监控中心系统
第16章  数据中心的评估	
16.1  数据中心评估模型与标准
16.2  采用模型方法对数据中心评估实例
16.2.1  采用物理模型对数据中心评估
16.2.2  采用能效模型对数据中心评估
16.2.3  采用经济模型对数据中心评估
16.3  采用标准/规范方法对数据中心评估实例
参考文献
后记

序

    随着电子信息技术的快速发展，信息网络已成为人们日常工作和生活中不可缺少的元素。电子信息系统机房作为信息网络的支撑点，承担着电子信息的传输、运算、存储等功能。电子信息系统机房的建设包含了规划、机房工艺、建筑、结构、供配电、通信信息、制冷空调、给排水、消防等众多专业，是各项技术的综合体现。
    电子信息系统机房是各类机房的总称，数据中心是电子信息系统机房中的一种重要类型，通常为建筑面积在数千到数万平方米的大型机房。本书重点介绍了数据中心的建设原则、可靠性模型、相关标准、技术指标、供配电、防雷接地、空调、机房布线、机房监控、评估和管理等内容，本着安全、可靠、节能、环保的原则，为读者提供比较全面的数据中心建设知识。
    数据中心是电子信息技术所需的基础设施，从现有的互联网、电信网、广电网等到即将组建的物联网，电子信息的传输、运算和存储都离不开数据中心的支持。远观全球电子信息技术的发展，我们可以感知，我们正处于信息大爆炸的年代，各行各业将依赖于电子信息的发展而发展，世界在信息网络的互联下，成为一个地球村，在人们未来的工作和生活中，信息网络就像水和电一样，成为不可缺少的元素。与目前不同的是，现在人们使用个人计算机处理的事情，将越来越多地由处在世界各地的数据中心来完成。就像发电厂为电网提供源源不断的电力支持一样，数据中心为信息网络提供源源不断的信息支持。
    数据中心行业是朝阳行业。从事数据中心规划、设计、施工和运行维护的工作者，肩负着保证数据中心安全运行的重任。随着电子信息技术的发展，数据中心的建设技术也在不断发展。我们希望此书能为大家提供一次学习和增长知识的机会。

                                                 孙兰
                                            2010年2月于北京

                              前言

    世界经济的发展到了一个十字路口，前三次工业革命引发的世界经济的增长达到了极限，以新能源革命驱动的第四次工业革命将逐渐地拉开序幕。2009年12月8日，联合国在挪威首都哥本哈根召开的世界环境大会是启动这个序幕的标志。
    每一次新的工业革命，都会推动人类社会的巨大进步与变革，第四次工业革命——新能源革命，将突破人类社会在化石能源应用方面的限制，并将继续促进与推动第三次工业革命——信息革命的发展。其中，IT应用技术特别是数据中心应用技术的成熟发展实际上才刚刚开始，以虚拟运算和云计算为核心概念的新一代数据中心应用技术也才刚刚登上殿堂，追求能效和IT资产使用效率的现代运营理念与云计算/虚拟化技术的结合将推动数据大集中处理的建设，而光通信和宽带技术使得数据中心可以和庞大的终端应用群拉开巨大空间距离去追求最经济的地理和能源地点，于是，建设越来越多、越来越庞大的数据中心成为可能。因此，新一代数据中心的规划建设已经不再是传统意义上的规划建设，而是基于新一代计算技术、通信技术和能源技术的全新数据中心建设。
    本书基于第四次工业革命前夜的变革背景，总结最新的数据中心设计/应用理论、方法和实践经验；基于国内、国外最新的数据中心建设标准，为中国数据中心规划设计提供全新的理论架构、设计逻辑和方法、评估模型与实践，希望能为中国数据中心建设添砖加瓦。
    本书由钟景华、朱利伟、曹播、丁麒钢等著，黄坤振、张兴、陈延钧、农志斐、齐放等参加写作。
    孙兰、谭杰夫、杨晓伟、厉建宇、朱华、张敬、陈炎通等对本书进行了认真审阅。
    因为编者的时间和水平有限，疏漏在所难免，请读者批评指正，相关意见与建议可发至jetwayzhu@gmail.com邮箱，以便于再版时修正与补充。

                                                 作 者
                                            2010年1月于深圳

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新一代绿色数据中心的规划与设计