機(jī)房總體設(shè)計(jì)及電磁輻射的防護(hù)

1、淺談機(jī)房總體設(shè)計(jì)及電磁輻射 的防護(hù)作者:日期:淺談機(jī)房總體設(shè)計(jì)及電磁輻射的防護(hù)2009-01-05 18:02【摘要】在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)高度發(fā)展的今天，電子計(jì)算機(jī)越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。近些年，在我國(guó)建成了很多大、中、小各種規(guī)模的計(jì)算機(jī)機(jī)房。電子計(jì)算機(jī)的可靠運(yùn)行要依靠電子計(jì)算機(jī)機(jī)房的嚴(yán)格的技術(shù)條件來(lái)保證。為了保證計(jì)算機(jī)系統(tǒng)穩(wěn)定可靠運(yùn)行，計(jì)算機(jī)機(jī)房必須滿足計(jì)算機(jī)系統(tǒng)以及工作人員對(duì)溫度、濕度、潔凈度、風(fēng)速度、電磁場(chǎng)強(qiáng)度、電源質(zhì)量、噪音、照明、振動(dòng)、防火、防盜、防雷、屏蔽和接地等要求。電磁輻射干擾對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性和安全性有著直接影響，電磁輻射對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及其數(shù)據(jù)產(chǎn)生的干擾、破壞、竊取與篡

2、改的危險(xiǎn)性與日俱增，成為嚴(yán)重的社會(huì)化問(wèn)題?！娟P(guān)鍵詞】 機(jī)房；總體設(shè)計(jì)；電磁輻射在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)高度發(fā)展的今天，電子計(jì)算機(jī)越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。近些 年，我國(guó)如雨后春筍般地建成了很多大、中、小各種規(guī)模的計(jì)算機(jī)房。電子計(jì)算機(jī)的可靠運(yùn)行要依靠電子計(jì)算機(jī)機(jī)房嚴(yán)格的技術(shù)條件來(lái)保證。為了保證計(jì)算機(jī)系統(tǒng)穩(wěn)定可靠運(yùn)行，計(jì)算機(jī)機(jī)房必須為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)尋求和建立能夠充分發(fā)揮其功能、延長(zhǎng)機(jī)器壽命，以及確保工作人員的身心健康，并滿足其各項(xiàng)要求的合適的場(chǎng)地。下面結(jié)合國(guó)家規(guī)范對(duì)計(jì)算機(jī)機(jī)房工程建設(shè)中所涉及的機(jī)房總體設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)電磁輻射危害與防護(hù)兩大部分內(nèi)容逐一進(jìn)行論述。1機(jī)房總體設(shè)計(jì)1.1 計(jì)算站場(chǎng)地的組成 依據(jù)計(jì)算站的性

3、質(zhì)、 任務(wù)、工作量的大小及計(jì)算機(jī)類型的不 同，計(jì)算機(jī)對(duì)供電、空調(diào)等的要求及 管理體制的差異可選用下列房間（允許一室多用或酌情增加）。主要工作房間有：計(jì)算機(jī)機(jī)房。基本工作房間有：數(shù)據(jù)錄入室、終端室、通信室、 已記錄的磁媒體存放間、已記錄的紙媒體存放間、上機(jī)準(zhǔn)備間、調(diào)度控制室。第一類輔助房間有：維修室、儀器室、備件間、未記錄的磁媒體存放間、未記錄的紙媒體存放間、資料室、硬件人員辦公室、軟件人員辦公室。第二類輔助房間有：高低壓配電室、變壓器室、變頻機(jī) 室、穩(wěn)壓穩(wěn)頻室、蓄電池室、發(fā)電機(jī)室、空調(diào)系統(tǒng)用房、滅火器材間、值班室、控制室。第 三類輔助房間有：貯藏室、更衣?lián)Q鞋室、緩沖間、一般休息室、盥洗室等。1

4、.2 計(jì)算站場(chǎng)地面積 計(jì)算機(jī)機(jī)房的使用面積 S=KA式中：S為計(jì)算機(jī)機(jī)房的面積， 單位平方米；A為計(jì)算機(jī)機(jī)房?jī)?nèi)所有設(shè)備臺(tái)（架）的總數(shù)； K為系數(shù)，取值（4.55.5） m2/ 臺(tái)（架）。計(jì)算機(jī)機(jī)房最小使用面積不得小于20 m2研制、生產(chǎn)用的調(diào)機(jī)機(jī)房的使用面積參照2.1執(zhí)行。其他各類房間的使用面積依據(jù)人員、設(shè)備及需要而定。 基本工作房間和第一類輔助房間所占的面積總和不宜小于計(jì)算機(jī)機(jī)房面積的1.5倍。1.3 站址的選擇 機(jī)房應(yīng)避免放置于地下室或潮濕地點(diǎn)，同時(shí)禁止設(shè)置在設(shè)備進(jìn) 出口過(guò)小、搬運(yùn)不便之地，應(yīng)保留或設(shè)計(jì)足夠大型設(shè)備出入口。同時(shí)也應(yīng)注意將來(lái)設(shè)備擴(kuò)充空間位置、電力系統(tǒng)、空調(diào)設(shè)備計(jì)算上也要預(yù)留未

5、來(lái)若干年內(nèi)擴(kuò)充需求。在確定站址時(shí)一般應(yīng)遵守下列條款1 : （1）應(yīng)盡量建在電力、水源充足，自然環(huán)境清潔，通訊、交通運(yùn)輸方便 的地方。使用獨(dú)立型消防系統(tǒng)。（2）應(yīng)盡量建在遠(yuǎn)離有害氣體源以及存放腐蝕、易燃、易爆炸物的地方。（3）應(yīng)盡量避免建在低洼、潮濕、落雷區(qū)和地震活動(dòng)頻繁的地方。（4）應(yīng)盡量遠(yuǎn)離強(qiáng)振動(dòng)源和強(qiáng)噪聲源。（5）應(yīng)盡量避開(kāi)強(qiáng)電磁場(chǎng)的干擾。（6）應(yīng)避免設(shè)在建筑物的高層或地下室，以及用水設(shè)備的下層。（7）機(jī)房?jī)?nèi)部不得鋪設(shè)地毯，在入口處需放置防靜電腳墊，以防止人員進(jìn)出時(shí)將靜電及灰塵帶入機(jī)房?jī)?nèi)。（8）上述各條如無(wú)法避免，應(yīng)采取相應(yīng)的技術(shù)措施。2計(jì)算機(jī)電磁輻射危害與防護(hù)電磁輻射干擾對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)

6、定性、可靠性和安全性有著直接影響，電磁輻射對(duì) 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及其數(shù)據(jù)所產(chǎn)生的干擾、破壞、竊取與篡改的危險(xiǎn)性與日俱增，成為嚴(yán)重的社會(huì)化問(wèn)題。2.1 環(huán)境電磁輻射對(duì)計(jì)算機(jī)的干擾破壞2 一般來(lái)講，計(jì)算機(jī)屬于低電頻系統(tǒng)，以低電壓傳送信號(hào)，所以它們?cè)陔姶怒h(huán)境之中以受擾為主。計(jì)算機(jī)的工作頻率范圍在150500 kHz,這是一段包括中波、短波、超短波和微波段很寬的頻帶，它基本上與工業(yè)、科技、 醫(yī)學(xué)高頻設(shè)備（諸如高頻淬火、高頻焊接、介質(zhì)加熱、塑料熱合等），廣播、電視、通信、 雷達(dá)等射頻設(shè)備的工作頻段相同，致使計(jì)算機(jī)工作在一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的電磁環(huán)境之中，存在著被干擾與破壞的危險(xiǎn)性。2.1.1 射頻輻射干擾 外界電磁輻射

7、對(duì)計(jì)算機(jī)的危害主要是指電磁干擾，即電噪聲干擾，計(jì)算機(jī)所受的危害程度取決于干擾場(chǎng)強(qiáng)的強(qiáng)度、頻率和自身的電磁敏感度。當(dāng)電子計(jì)算機(jī)房處在電磁干擾污染區(qū)域內(nèi)，例如機(jī)房附近有大功率無(wú)線電發(fā)射臺(tái)、雷達(dá)發(fā)射臺(tái)、電視發(fā)射塔、高頻大電流設(shè)備等，當(dāng)它們工作時(shí)其空間場(chǎng)強(qiáng)超過(guò)1 V/m時(shí)，則必然對(duì)計(jì)算機(jī)形成嚴(yán)重干擾，造成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)工作的失誤。據(jù)調(diào)查研究，在大中城市里，由于廣播電視與某些大功率射頻設(shè)備的使用，致使城 市的某些局部環(huán)境空間場(chǎng)強(qiáng)較高，對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的安全構(gòu)成了直接威脅，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的任何一個(gè)部位受到電磁干擾后都會(huì)危及整個(gè)系統(tǒng)的安全，使其穩(wěn)定性受到損害， 硬件電路受到破壞，數(shù)據(jù)信息被破壞。2.1.2 工頻電源干擾

8、 一般情況下，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的電源取自工頻交流電網(wǎng)，當(dāng)電網(wǎng)上的其他用電設(shè)備，特別是大功率負(fù)載啟動(dòng)或停機(jī)時(shí)，會(huì)造成電網(wǎng)的瞬時(shí)電壓波動(dòng)。電源電壓的大幅度波動(dòng)或電流沖擊， 有可能通過(guò)電源線進(jìn)入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，將與正常信號(hào)迭加， 致使計(jì)算機(jī)信息出錯(cuò)，更為嚴(yán)重者，將威脅到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及其元器件的使用壽命。此外，某些用電設(shè)備所產(chǎn)生的尖峰干擾脈沖，工業(yè)火花等可經(jīng)過(guò)供電線路的耦合竄入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，破壞計(jì)算機(jī)的信息處理。例如，一次開(kāi)關(guān)電傳機(jī)，可在電源線上產(chǎn)生高達(dá)1000 V的尖峰脈沖，將某些器件損壞。近些年來(lái)，公用電源中的各種電磁干擾和電壓波動(dòng)對(duì)計(jì)算機(jī)的影響是相當(dāng)嚴(yán)重 和突出的。美國(guó)的舊M公司的兩位專家重點(diǎn)研究了來(lái)自電源引

9、起計(jì)算機(jī)發(fā)生差錯(cuò)，（即程序差錯(cuò)，存貯丟失與系統(tǒng)損壞）的尖峰脈沖干擾與衰減振蕩干擾，而且做了認(rèn)真的統(tǒng)計(jì)：尖峰脈沖干擾平均每月發(fā)生 50.7次之多，衰減振蕩干擾平均每月發(fā)生 62.6次之多，其他干擾平 均每月發(fā)生15次。研究認(rèn)為，工頻電源干擾和通過(guò)電源線傳輸?shù)纳漕l干擾，對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，特別是計(jì) 算機(jī)干擾幾率與程度都十分嚴(yán)重。2.1.3 靜電干擾靜電是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)半導(dǎo)體元器件的“大敵”，當(dāng)機(jī)房處于干燥的季節(jié)，將由于許多摩擦現(xiàn)象而生產(chǎn)靜電。美國(guó)曾作過(guò)統(tǒng)計(jì)，由于靜電原因每年造成的計(jì)算機(jī)及其元器件損失高達(dá)5億美元以上，電磁干擾不僅可以使磁記錄被破壞，還可以造成計(jì)算機(jī)設(shè)備外殼的靜電放電，容易導(dǎo)致MO鐳件柵介質(zhì)被

10、擊穿。2.1.4 雷電干擾 在夏季多雨的季節(jié)， 常伴有雷電發(fā)生。 雷電侵入計(jì)算機(jī)，主要是通 過(guò)電網(wǎng)之供電電源。 由于外線受雷電過(guò)電壓幾率大， 被感應(yīng)的雷電波侵入。 結(jié)果使計(jì)算機(jī)受 損。一般情況下，雷電波的侵入所引起的干擾包括共模干擾與差模干擾兩類。計(jì)算機(jī)受雷或引起雷擊事故多有發(fā)生，應(yīng)當(dāng)引起足夠的重視。例如，我國(guó)有一個(gè)鐵 路局，其財(cái)務(wù)管理采用計(jì)算機(jī)管理，在開(kāi)機(jī)工作時(shí)受雷擊毀壞。我國(guó)某氣象局中心引進(jìn)日產(chǎn) 大型計(jì)算機(jī)，兩次受雷擊。成都鐵路局計(jì)算中心曾遭雷擊損壞一臺(tái)主機(jī)與5臺(tái)終端機(jī)，嚴(yán)重地影響了鐵路運(yùn)輸秩序。雷擊屬于隨機(jī)性干擾源，它不僅以電磁干擾形式竄入計(jì)算機(jī)內(nèi)產(chǎn)生干擾與破壞，而 且以雷電形式作用于計(jì)

11、算機(jī)系統(tǒng)，因此，必須引起高度的重視，特別是在多雷雨的地區(qū)，更要注意雷電波對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的沖擊。2.2 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)電磁輻射危害的抑制技術(shù)與措施2.2.1 距離防護(hù)根據(jù)電磁場(chǎng)強(qiáng)度在傳播過(guò)程中隨距離的加大衰減很快的原理，可以采取將計(jì)算機(jī)置于遠(yuǎn)離任何輻射源的地方的做法，這是簡(jiǎn)而易行的措施。距離防護(hù)實(shí)質(zhì)是關(guān)于計(jì)算機(jī)房的地址選擇問(wèn)題，根據(jù)技術(shù)要求，計(jì)算機(jī)房場(chǎng)地選擇應(yīng)當(dāng)具備3 : （1）避開(kāi)環(huán)境污染區(qū)：附近無(wú)大功率發(fā)射設(shè)備，無(wú)大功率的工、科、醫(yī)射頻設(shè)備，無(wú)高壓線輸電線與 大型負(fù)載，絕對(duì)保證在計(jì)算機(jī)房的附近環(huán)境空間場(chǎng)強(qiáng)控制在1 V/m,穩(wěn)定磁場(chǎng)強(qiáng)度在 100 e以下。（2）避開(kāi)大型震動(dòng)源，特別是鐵路沿線及工業(yè)生

12、產(chǎn)震動(dòng)，沖擊設(shè)備應(yīng)當(dāng)絕對(duì)避開(kāi)。（3）避開(kāi)雷電多發(fā)區(qū)。（4）避免置于高層建筑物上層，計(jì)算機(jī)房應(yīng)當(dāng)安置在地面第一層或 通風(fēng)良好的地下室，妥善保證低阻抗接地。2.2.2 屏蔽與接地首先強(qiáng)調(diào)的是屏蔽與接地應(yīng)當(dāng)是互為一體的不可分割的，這一點(diǎn)無(wú)論在設(shè)計(jì)，還是施工中都必須統(tǒng)一起來(lái)。計(jì)算機(jī)房的屏蔽與接地是極為重要的關(guān)鍵措施， 屏蔽機(jī)房一方面可以防止外界電磁場(chǎng)院干擾或破壞計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的工作，另一方面又可以防止機(jī)房?jī)?nèi)計(jì)算機(jī)信息的泄漏與失密。關(guān)于計(jì)算機(jī)的屏蔽與接地，國(guó)外許多國(guó)家作為法規(guī)，規(guī)定所有機(jī)房必須屏蔽與接地，在我國(guó)，由于認(rèn)識(shí)上的原因尚未采取屏蔽措施，因而發(fā)生了許多事故。采取完善的屏蔽技術(shù)，主要包含下述內(nèi)容：（1）屏蔽機(jī)房必須是全屏蔽，實(shí)現(xiàn)整個(gè)屏蔽機(jī)房電氣一體化。（2）所有電源線路必須濾波，盡量