由于科学技术的迅速发展，计算机网络、通信及控制机房数量不断增多，功能不断增强，然而许多机房的建设主要考虑设备的功能和性能，机房场地的环境建设却往往被人所忽视。恶劣的机房环境不仅影响机器的正常运行，而且还会对操作人员的身心健康造成危害，严重时还会危及人员和设备的安全。所以机房的建设需要同时满足设备和操作人员对于温湿度、空气质量、电能质量、防雷、接地及屏蔽等方面的要求。

不同类型、不同级别的机房对于环境的要求也各有差异，只有根据机房的重要性将机房分类，才能按照需求建设机房环境。计算机机房从安全角度可分为A、B、C三个基本类别。A类：对计算机场地安全有严格要求，必须有完善的计算机安全防护措施。如从事国家事务、金融保险、国防建设、尖端科学技术研究等单位的计算站的中心机房和网络机房。B类：对计算机机房安全有严格的要求，必须有完善的计算机机房安全防护措施。如大专院校、工矿、企事业单位的计算站的中心机房和网络机房。C类：对计算机机房安全有基本要求，必须有基本的计算机机房安全防护措施。如一般企事业单位的非中心机房和终端机房。

影响机房的环境因素很多，有诸如温湿度、电源质量、电磁环境等，下面就机房环境技术中重要因素逐一分析。

1 温度因素

机房微电子设备绝大部分都是由大中规模集成电路及其他电子原件构成，在工作过程中产生大量的热，如果没有有效的措施把热散走，温度上升必会引起设备故障。如晶体管内温度升高将使PN结内电子、空穴载流子的扩散与漂移运动加剧，使PN结势垒减小，反响漏电流增加，击穿电压降低，便会有被击穿的危险。所以温度是电子原件工作性能、工作特性及可靠性的重要因素。有实验证明，半导体在室温规定的范围内每增加10℃，其可靠性降低约25％；电阻器温度每升高或降低10℃，其电阻值大约变化1％；电容器在超过规定温度工作时每增加10℃，其使用时间下降50％。另外温度对于绝缘材料和存储介质也有不同程度的影响。所以在国标GB2887-89中对机房内的温度有明确的要求。

表1 开机时对机房内温度的要求

表2 停机时对机房内温度的要求

2 湿度因素

湿度对于信息系统设备是存在影响的。在高湿度的环境下对电子设备的影响是明显的，因为空气湿度一旦饱和将出现结露现象，结成的水膜将导致电路短路造成设备故障。然而在低湿度的环境中，由于人体、机壳、地板等物体的相互摩擦都不同程度地积累静电电荷，若无有效的泄放措施，静电电荷越积越高，将危害机器的可靠运行。当机房内的相对湿度为30％时，静电电压可达5kV；当相对湿度为20％时，静电电压可达10kV；当相对湿度为5％时，静电电压可达20kV。静电对电子设备的危害主要是对静电噪声对电子线路的干扰造成误码，甚至还会造成一些低电压精密电子器件的击穿。所以机房内的相对湿度需在一定的合理范围内，过高和过低的湿度环境均会影响设备的正常运转，一般对机房湿度的要求为：

A级机房：45％～65％（开机时）40％～70％（停机时）

B级机房：40％～70％（开机时）20％～80％（停机时）

C级机房：30％～80％（开机时） 8％～80％（停机时）

3 空调系统

为使机房有一个良好的温湿度、洁净空气的环境，机房内必须架设空调设备。空调系统除了具有温湿度的调节功能外，一般还具有送风系统，送风系统通过室内外空气的交换过程对空气内的尘埃进行过滤，以消除尘埃对设备的影响，此外送风系统可以将机器运行过程中产生的有害气体及时排出室外。机房专用空调在选型时要考虑的热负荷因素很多，包括设备本身发热量、照明发热量、渗透热和新风热负荷等，一般可按200～250kcal/m²计算。在空调维护过程中要经常监测机房实际温湿度、空气洁净度等要素并与空调设定值相对比以及时发现空调故障，保障设备的正常工作环境。

4 电源系统

4.1 电源质量

机房提供电能质量的好坏直接影响到系统正常、可靠的运行，电源的电压、电流、频率及其线路质量都是影响电能质量的重要指标。

表3 机房电能质量要求

此外配电制式也将影响电能质量的好坏，电子计算机机房低压配电系统应采用频率50Hz、电压220/380V TN-S或TN-C-S系统，电源应尽量保持三相负载平衡、零地电压为零的最佳工作状态。

4.2 供电方式

   在计算机机房内建立不停电供电系统是比较理想的供电方式，一般有两种形式：一种是双路供电加UPS电源设备，即两路市电一路为主供电，一路为副供电，两路供电不会同时停电，当主供电停电后切换为副供电，切换期间的供电由UPS的电池组来向设备供电；另一种是发电机作为后备电源加UPS电源设备，即当市电停电后，发电机立即启动供电，在两线路切换过程中由UPS的电池组来向设备供电。这两种供电方式均可为机房提供一个稳压、稳频、持续可靠的电源保障。

5 照度因素

照度是指单位受光面积内的光通量，单位为库克斯，是衡量机房照明的物理量。决定机房照度的因素有自然光源和人工光源两种。在机房内对照明的总要求是：光线柔和，适合人体的生理需要，不能因光源产生干扰而影响设备的正常工作。我国在计算机场地技术中要求在机房内距地面0.8m的照度不低于2001库克斯（可用照度测试仪测量）。为保证以上照度的要求，在决定灯管的数量时按每平方米功耗20W来计算，在选用灯具型号时还要考虑灯具的眩光、稳定性及产生的电磁辐射等因素。此外机房设备应避免阳光直射，这将加速电子原件的老化。

6 机房屏蔽及合理布线

电磁屏蔽是电磁兼容技术的主要措施之一。即用金属屏蔽材料将电磁干扰源封闭起来，使其外部电磁场强度低于允许值的一种措施；或用金属屏蔽材料将电磁敏感电路封闭起来，使其内部电磁场强度低于允许值的一种措施。机房内无线电干扰场强，在0.15～1000MHz的频率范围时不应大于120db;磁场干扰强度不大于800A/m，当机房实际测量值超过上述规定值时，机房便需要屏蔽。屏蔽的种类分为静电屏蔽、交变电场屏蔽、交变磁场屏蔽及交变电磁场屏蔽，在机房的屏蔽中我们主要考虑后三者。

6.1 交变电场屏蔽

为降低交变电场对敏感电路的耦合干扰电压，可以在干扰源和敏感电路之间设置导电性好的金属屏蔽体，并将金属屏蔽体接地。交变电场对敏感电路的耦合干扰电压大小取决于交变电场电压、耦合电容和金属屏蔽体接地电阻之积。只要设法使金属屏蔽体良好接地，就能使交变电场对敏感电路的耦合干扰电压变得很小。电场屏蔽以反射为主，因此屏蔽体的厚度不必过大，而以结构强度为主要考虑因素。

6.2 交变磁场屏蔽

交变磁场屏蔽有高频和低频之分。低频磁场屏蔽是利用高磁导率的材料构成低磁阻通路，使大部分磁场被集中在屏蔽体内。屏蔽体的磁导率越高，厚度越大，磁阻越小，磁场屏蔽的效果越好，一般选用铁磁材料如铁、镍钢等。高频磁场的屏蔽是利用高电导率的材料产生的涡流的反向磁场来抵消干扰磁场而实现的，屏蔽体内的涡流越大，屏蔽效果越好，可选择铜铝等薄金属材料。

6.3 交变电磁场屏蔽

交变电磁场屏蔽一般采用电导率高的材料作屏蔽体，并将屏蔽体接地。它是利用屏蔽体在高频磁场的作用下产生反向的涡流磁场与原磁场抵消而削弱高频磁场的干扰，又因屏蔽体接地而实现电场屏蔽。屏蔽体的厚度不必过大，而以趋肤深度和结构强度为主要考虑因素。当选用金属网格作为屏蔽体时，网格尺寸要小于λ/2（λ为所要屏蔽电磁波长），如我省多普勒天气雷达机房的屏蔽就采用金属网格的形式。

6.4 屏蔽效能

屏蔽效果的好坏一般用屏蔽效能来衡量，屏蔽效能（SE）的定义是：在电磁场中同一地点无屏蔽时的电磁场强度与加屏蔽体后的电磁场强度之比。常用分贝数(dB)表示。

机房的合理布线往往被人们所忽视，从线缆之间的远端串扰角度来看合理布线都是十分必要地。一般机房的各种线缆均是从电气竖井内引入机房，弱电井、强电井、管道井均应分开，当三者同在一条电气竖井内时，信息系统线缆与其他管线就要保持一定的净距，比如与各种水管的最小平行净距要达到150mm以上，与防雷引下线的最小平行净距要达到1000mm以上，这均是为防止雷击情况下防反击的措施，此外线缆屏蔽层在两端均应作可靠接地，以屏蔽杂波；机房的电力电缆和弱电电缆在近距敷设时也要考虑期间的净距，在平行敷设时期间净距不小于600mm，当然在不同的敷设条件下有不同的要求，如平行敷设、交叉敷设、线缆的屏蔽情况等等，在《建筑物电子信息系统防雷技术规范》（GB50343-2004）内有详细的要求。在机房内部的布线中线路宜远离外墙敷设，布设线路走向时，应尽量减小由线路自身形成的感应环路面积。此外线路上应明确地标明用途、性质、两端机器名等相关信息以便日后维护。

7 机房的防雷与接地

防雷和接地对于机房的电磁环境的改善是至关重要的，每年我国有很多机房的损毁事故是由于没有完善的防雷和接地设施所致。

从直击雷的角度考虑，机房的位置不宜选在顶层，且机房所在建筑物应有完善的直击雷防护措施（针、带、网等），处于屋面的机房附属设施应在避雷针的保护范围内，且应保持一定的防反击距离（一般取3m），进出机房的线缆不宜架空布设，应用接地金属穿管引入。

对于机房内部的设备而言，最常见的雷电危害并不是由于直接雷击造成的，而是由于雷击发生时在电源和通信线路中感应的电流浪涌引起的。一方面由于电子设备内部结构高度集成化，从而造成设备耐压、耐过电流的水平下降，对雷电流的耐受能力下降，另一方面由于线缆传输的路径增多，系统较以前更容易遭受雷电波侵入。防止电涌最好最直接的办法便是在线路上安装适宜的浪涌保护器（SPD）。雷电的50％左右能量将会从引下线等外部避雷设施泄放到大地，其他接近40%的能量将通过建筑物的供电系统分流，其中5%左右的能量通过建筑物的通信网络线缆分流，其余的雷击能量通过建筑物的其他金属管道、缆线分流。计算机机房电源系统的电涌防护应根据机房的雷电防护等级做到2～4级防护，例如一个中等规模的机房分别在建筑物总配电室、楼层配电柜、机房配电柜内安装三级SPD, 三级SPD将分别选择标称放电电流为60KA、40KA、20KA的8/20μs波形SPD，电源SPD的安装时导线应平直，其长度要控制在0.5m以内，当两级SPD之间的距离小于5m时，之间加装退耦装置，SPD连接导线面积应符合防雷规范要求，且线路两端要可靠连接。信号线路SPD的选取应根据线路工作频率、传输介质、传输速率、带宽、电压、接口形式、特性阻抗等相关参数决定，选用电压驻波比和插入损耗小的SPD,信号SPD应根据机房的雷电防护等级做到1～2级防护，安装位置一般在各雷电防护区的交界处和计算机设备的输入/输出端口处，接地端应采用截面积不小于1.5mm²的多股绝缘铜导线就近连接至等电位端子板上。天溃线SPD的选择应根据被保护设备的工作频率、输出功率、接口形式、特性阻抗等参数，选用电压驻波比和插入损耗小的天溃SPD，天溃SPD的安装位置一般在收/发通信设备的射频出入端口处，天溃SPD的接地端应采用截面积不小于6mm²的多股绝缘铜导线就近连接至等电位端子板上。

8 结束语

    优良的计算机机房环境是计算机系统正常运行最根本的条件。本文介绍了计算机机房环境技术中对机器影响最大的几个因素，着重介绍了机房屏蔽、防雷与接地技术，为计算机机房的建设和维护提供了环境技术参考。