2.1 機房安全

機房安全技術涵蓋的范圍非常廣泛，機房從里到外，從設備設施到管理制度都屬于機房安全技術研究的范圍。從這個意義上講，下面幾節的內容都是機房安全技術在某些方面的具體實現。

計算機機房的安全保衛技術是機房安全技術的重要一環，主要的安全技術措施包括防盜報警、實時監控和安全門禁等。計算機機房的溫度、濕度等環境條件保持技術可以通過加裝通風設備、排煙設備和專業空調設備來實現。計算機機房的用電安全技術也是機房安全技術的重要環節，主要包括不同用途電源分離技術、電源和設備有效接地技術、電源過載保護技術，以及防雷擊技術等。計算機機房安全管理技術是指制定嚴格的計算機機房工作管理制度，并要求所有進入機房的人員嚴格遵守管理制度，將制度落到實處。

機房的安全等級分為A類、B類和C類3個基本類別。

●A類：對計算機機房的安全有嚴格的要求，有完善的計算機機房安全措施。

●B類：對計算機機房的安全有較嚴格的要求，有較完善的計算機機房安全措施。

●C類：對計算機機房的安全有基本的要求，有基本的計算機機房安全措施。

計算機機房的安全要求的詳細情況如表2-1所示。

1.機房的安全要求

如何減少無關人員進入機房的機會是計算機機房設計時首先要考慮的問題。為此，計算機機房在選址時應避免靠近公共區域，避免窗戶直接臨街，此外，在機房布局上應使工作區在內，生活輔助區域在外。在一個大的建筑內，計算機機房最好不要安排在底層或頂層，這是因為底層一般較潮濕，而頂層有漏雨、穿窗而入的危險。在較大的樓層內，計算機機房應靠近樓層的一邊安排布局。這樣既便于安全警衛，又利于發生火災險情時及時轉移撤離。

應當保證所有進出計算機機房的人都必須在管理人員的監控之下。外來人員一般不允許進入機房內部，有特殊需要進入機房內部的，應辦理相關手續，并對來訪者的隨身物品進行相應的檢查。

計算機機房所在建筑物的結構從安全的角度還應該考慮以下幾個問題。

1）電梯和樓梯不能直接進入機房。

2）建筑物周圍應有足夠亮度的照明設施和防止非法進入的設施。

3）外部容易接近的進出口，如風道口、排風口、窗戶和應急門等應有柵欄或監控措施，而周邊應有物理屏障（如隔墻、帶刺鐵絲網等）和監視報警系統，窗口應采取防范措施，必要時安裝自動報警設備。

4）機房進出口必須設置應急電話。

5）機房供電系統應將動力照明用電與計算機系統供電線路分開，機房及疏散通道要安裝應急照明裝置。

6）機房建筑物方圓100m內不能有危險建筑物。危險建筑物主要指易燃、易爆或有害氣體等的存放場所，如加油站、煤氣站、天然氣煤氣管道和散發強烈腐蝕氣體的設施、工廠等。

7）機房內應設置更衣室和換鞋處，機房的門窗要具有良好的封閉性能。

8）機房內的照明應達到規定標準。

2.機房的防盜要求

眾所周知，計算機網絡系統的大部分設備都是放置在計算機機房中的，重要的應用軟件和業務數據也都是存放在服務器計算機系統的磁盤或光盤上的。此外，機房內的某些設備可能是用來進行機密信息處理的，這類設備本身及其內部存儲的信息都非常重要，一旦丟失或被盜，將產生極其嚴重的后果。因此，對重要的設備和存儲媒體（磁盤等）應采取嚴格的防盜措施。

早期主要采取增加質量和膠粘的防盜措施，即將重要的計算機網絡設備永久地固定或粘接在某個位置上。雖然該方法增強了設備的防盜能力，但給設備的移動或調整位置帶來了不便。隨后，又出現了將設備與固定底盤用鎖連接的防盜方法，只有將鎖打開才可移動設備。現在某些筆記本計算機還在采用機殼加鎖扣的防盜方法。

一種更方便的防護措施類似于圖書館和超市使用的防盜系統。首先在需要保護的重要設備、存儲媒體和硬件上貼上特殊標簽（如磁性標簽），當非法攜帶這些重要設備或物品外出時，檢測器就會發出報警信號。

視頻監視系統是一種更為可靠的防盜設備，能實時地對計算機網絡系統的外圍環境和操作環境進行全程監控。對重要的機房，還應采取特別的防盜措施，如值班守衛、出入口安裝金屬探測裝置等。

3.機房的三度要求

溫度、濕度和潔凈度并稱為三度，為保證計算機網絡系統的正常運行，對機房內的三度都有明確的要求。為使機房內的三度達到規定的要求，空調系統、去濕機和除塵器是必不可少的設備。重要的計算機系統安放處還應配備專用的空調系統，它比公用的空調系統在加濕、除塵等方面有更高的要求。

1）溫度。計算機系統內有許多元器件，不僅發熱量大而且對環境溫度敏感。溫度過低會導致硬盤無法啟動，溫度過高會使元器件性能發生變化，耐壓性降低，導致工作不正常。總之，環境溫度過高或過低都容易引起硬件損壞。統計數據表明：溫度超過規定范圍時，每升高10℃，機器可靠性下降25%。機房溫度一般應控制在18～22℃。

2）濕度。濕度也是影響計算機網絡系統正常運轉的重要因素，機房內相對濕度過高會加速金屬器件的腐蝕，引起電氣部分絕緣性能下降，耐潮性能不良，同時濕度過大還會使灰塵的導電性能增強，電子器件失效的可能性也隨之增大；而相對濕度過低則會導致計算機網絡設備中的某些器件龜裂，印制電路板變形，特別是靜電感應增加會使計算機內存儲的信息丟失或異常，嚴重時還會導致芯片損壞，嚴重危害計算機系統。機房內的相對濕度一般控制在40%～60%為宜。濕度控制與溫度控制最好都與空調聯系在一起，由空調系統集中控制。機房內應安裝溫、濕度顯示儀，隨時觀察和監測。

3）潔凈度。潔凈度要求機房塵埃顆粒直徑小于0.5μm，平均每升空氣含塵量小于1萬顆。灰塵會造成接插件的接觸不良、發熱元件的散熱效率降低、電氣元件的絕緣性能下降；灰塵還會增加機械磨損，尤其對驅動器和盤片，灰塵不僅會使磁盤數據的讀寫出現錯誤，而且可能劃傷盤片，甚至導致磁頭損壞。因此，計算機機房必須有除塵、防塵的設備和措施，保持清潔衛生，以保證設備的正常工作。

4.防靜電措施

不同物體間的相互摩擦或接觸會產生靜電。如果靜電不能及時釋放而保留在物體內，就會產生能量不大但非常高的電位，而且靜電在放電時還可能發生火花，容易造成火災或損壞芯片等意外事故。計算機系統的CPU、ROM和RAM等關鍵部件大都是采用MOS工藝的大規模集成電路，對靜電極為敏感，容易因靜電而損壞。

靜電對電子設備的損害具有如下特點。

●隱蔽性：人體不能直接感知靜電，除非發生靜電放電，但是發生靜電放電人體也不一定能有電擊的感覺，這是因為人體感知的靜電放電電壓為2～3kV，所以靜電具有隱蔽性。

●潛在性：有些電子元器件受到靜電損傷后的性能沒有明顯的下降，但多次累加放電會給器件造成內傷而形成隱患。因此靜電對器件的損傷具有潛在性。

●隨機性：從一個電子元件生產出來以后，一直到它損壞以前，時刻都受到靜電的威脅，而這些靜電的產生也具有隨機性，其損壞過程也具有隨機性。

●復雜性：靜電放電損傷的失效分析工作，因電子產品的精、細、微小的結構特點而費時、費事、費錢，要求較高的技術并往往需要使用掃描電鏡等高精密儀器。即使如此，有些靜電損傷現象也難以與其他原因造成的損傷加以區別，使人誤把靜電損傷失效當作其他失效。這在對靜電放電損害未充分認識之前，常常歸因于早期失效或情況不明的失效，從而不自覺地掩蓋了失效的真正原因。所以靜電對電子器件損傷的分析具有復雜性。

機房的內裝修材料一般應避免使用掛毯、地毯等吸塵、容易產生靜電的材料，而應采用乙烯材料。為了防靜電，機房一般要安裝防靜電地板，并將地板和設備接地以便將設備內積聚的靜電迅速釋放到大地。機房內的專用工作臺或重要的操作臺應有接地平板。此外，工作人員的服裝和鞋最好用低阻值的材料制作，機房內應保持一定的濕度，特別是在干燥季節應適當增加空氣濕度，以免因干燥而產生靜電。

5.接地與防雷要求

接地與防雷是保護計算機網絡系統和工作場所安全的重要安全措施。接地是指整個計算機網絡系統中各處電位均以大地電位為零參考電位。接地可以為計算機系統的數字電路提供一個穩定的0V參考電位，從而可以保證設備和人身的安全，同時也是防止電磁信息泄露的有效手段。

（1）地線種類

1）保護地。計算機系統內的所有電氣設備，包括輔助設備，外殼均應接地。如果電子設備的電源線絕緣層損壞而漏電時，設備的外殼可能帶電，將造成人身和設備事故。因而必須將外殼接地，以使外殼上積聚的電荷迅速釋放到大地。

要求良好接地的設備有：各種計算機外圍設備、多相位變壓器的中性線、電纜外套管、電子報警系統、隔離變壓器、電源和信號濾波器，以及通信設備等。

配電室的變壓器中點要求接大地。但從配電室到計算機機房如果有較長的輸電距離，則應在計算機機房附近將中性線重復接地，這是因為零線上過高的電勢會影響設備的正常工作。

保護地一般是為大電流泄放而接地。我國規定，機房內保護地的接地電阻≤4?。保護地在插頭上有專門的一條芯線，由電纜線連接到設備外殼，插座上對應的芯線（地）引出與大地相連。

保護地線應連接可靠，一般不用焊接，而采用機械壓緊連接。地線導線應足夠粗，至少應為4號AWG銅線，或為金屬帶線。

2）直流地。直流地又稱邏輯地，是計算機系統的邏輯參考地，即計算機中數字電路的低電位參考地。數字電路只有l和0兩種狀態，其電位差一般為3～5V。隨著超大規模集成電路技術的發展，電位差越來越小，對邏輯地的接地要求也越來越高。因為邏輯地（0）的電位變化直接影響到數據的準確性。直流地的接地電阻一般要求≤2?。

3）屏蔽地。為避免計算機網絡系統各種設備間的電磁干擾、防止電磁信息泄露，重要的設備和機房都要采取適當的屏蔽措施，即用金屬體來屏蔽設備或整個機房。金屬體稱為屏蔽機柜或屏蔽室。屏蔽體需與大地相連，形成電氣通路，為屏蔽體上的電荷提供一條低阻抗的泄放通路。屏蔽效果的好壞與屏蔽體的接地密切相關，一般屏蔽地的接地電阻要求≤4?。

4）靜電地。機房內人體本身、人體在機房內的運動，以及設備的運行等均可能產生靜電。人體靜電有時可達上千伏，人體與設備或元器件導電部分直接接觸極易造成設備損壞。而設備運行中產生的靜電干擾則會引起設備的運行故障。為消除靜電可能帶來的不良影響，除采取如測試人體靜電、接觸設備前先觸摸地線、泄放電荷、保持室內一定的溫度和濕度等管理方面的措施外，還應采取防靜電地板等措施，即將地板金屬基體與地線相連，以使設備運行中產生的靜電隨時釋放掉。

5）雷擊地。雷電具有很大的能量，雷擊產生的瞬時電壓可高達10MV以上。單獨建設的機房或機房所在的建筑物必須設置專門的雷擊保護地（簡稱雷擊地），以防止雷擊產生的巨大能量和高壓對設備和人身帶來的危害。應將具有良好導電性能和一定機械強度的避雷針安置在建筑物的最高處，引下導線接到地網或地樁上，形成一條最短、最牢固的對地通路，即雷擊地線。防雷擊地線地網和接地樁應與其他地線系統保持一定的距離，至少應在10m以上。

（2）接地系統

計算機機房的接地系統是指計算機系統本身和場地的各種地線系統的設計和具體實施。

1）各自獨立的接地系統。這種接地系統主要考慮直流地、交流地、保護地、屏蔽地和雷擊地等的各自作用，為避免相互干擾，分別單獨通過地網或接地樁接到大地。這種方案雖然理論上可行，但實施起來難度很大。

2）交、直流分開的接地系統。這種接地系統將計算機的邏輯地和雷擊地單獨接地，其他地共地。這既可使計算機工作可靠，又可減少一些地線。但這樣仍需3個單獨的接地體，無論從接地體的埋設場地考慮，還是從投資和施工難度考慮，都是很難承受的。

3）共地接地系統。共地接地系統的出發點是除雷擊地外，另建一個接地體，此接地體的地阻要小，以保證泄放電荷迅速排放到大地。而計算機系統的直流地、保護地和屏蔽地等在機房內單獨接到各自的接地母線，自成系統，再分別接到室外的接地體上。

這種接地系統的優點是減少了接地體的建設，各地之間獨立，不會產生相互干擾。缺點是直流地（邏輯地）與其他地線共用，易受其他信號干擾影響。

4）直流地、保護地共用地線系統。這種接地系統的直流地和保護地共用接地體，屏蔽地、交流地和雷擊地單獨埋沒。該接地方案的出發點是許多計算機系統內部已將直流地和保護地連在一起，對外只有一條引線，在此情況下，直流地與保護地分開已無實際意義。由于直流地與交流地分開，使計算機系統仍具有較好的抗干擾能力。

5）建筑物內共地系統。隨著城市高層建筑群的不斷增多，建筑物內各種設備、供電系統和通信系統的接地問題越來越突出。一方面，建筑高層化、密集化，接地設備多、要求高；另一方面，高層建筑附近又不可能有足夠的場地構造地線接地體。高層建筑目前基礎施工都是光打樁，整棟建筑從下到上都有鋼筋基礎。由于這些鋼筋很多，且連成一體，深入到地下漏水層，同時各樓層鋼筋均與地下鋼筋相連，作為地線地阻很小（經實際測量可小于0.2?）。由于地阻很小，可將計算機機房及各種設備的地線共用建筑地，從理論上講不會產生相互干擾，從實際應用看也是可行的。它具有投資少、占地少、阻值穩定等特點，符合城市建筑的發展趨勢。

（3）接地體

接地體的埋設是接地系統好壞的關鍵。通常使用的接地體有地樁、水平柵網、金屬接地板和建筑物基礎鋼筋等。

1）地樁。垂直打入地下的接地金屬棒或金屬管，是常用的接地體。它用在土壤層超過3m厚的地方。金屬棒的材料為鋼或銅，直徑一般應為15mm以上。為防止腐蝕、增大接觸面積并承受打擊力，地樁通常采用較粗的鍍鋅鋼管。

金屬棒做地樁形成的地阻主要與金屬棒的長度和土壤情況有關，受直徑的影響不大。金屬棒的長度一般選擇3m以上。由于單根接地樁地阻較大，在實際使用中常將多根接地樁連成環形或網格形，每兩根地樁間的距離一般要大于地樁長度的兩倍。

土壤的含水率和含鹽量的多少決定了土壤的電阻率，而土壤電阻率是決定地線地阻的重要因素。為降低大地電阻率，常需采取水分保持和化學鹽化措施。

在地網表層土壤適當種植草類或豆類植物，可保持土壤中的水分，又不致出現鹽分流失的現象。此外，在接地樁周圍土壤中要添加一些產生離子的化學物品，以提高土壤的電導率。這些化學物品有硫酸鎂、硝酸鉀和氯化鈉等。其中硫酸鎂是一種較好的降阻材料，它成本低，電導率高，對接地電極和附近的金屬物體腐蝕作用弱。在土壤中添加硫酸鎂時，可在地樁周圍挖一條0.3m深的溝，在溝內填滿硫酸鎂，用土覆蓋。這樣硫酸鎂不與地樁直接接觸，以使其分布最佳而腐蝕作用又最小。另一種方法是用一個0.6m長的套管套在地樁外面，套管內填充硫酸鎂至距地面0.3m，套管與地面持平并用木蓋蓋住管口。這樣，套管內的硫酸鎂會隨著雨水均勻地潛入到地樁周圍。

化學鹽化并不能永久地改變接地電阻。化學材料會隨著雨水逐漸流失，一般有效期為3年，隨著時間的延長應適當補充化學材料。

2）水平柵網。在土質情況較差，特別是巖層接近地表面無法打樁的情況下，可采用水平埋設金屬條帶和電纜的方法。金屬條帶應埋在地下0.5～1m深處，水平方向構成星形或柵格網形，在每個交叉處，條帶應焊接在一起，且帶間距離大于1m。

水平鋪設金屬條帶的方法同樣要求采取保持水平和增加化學鹽分的方法，使土壤的電阻率降低。

3）金屬接地板。這種方法是將金屬板與地面垂直埋在地下，與土壤形成至少0.2m2的雙面接觸。深度要求在永久性潮土壤以下0.3m，一般至少在地下埋1.5m深。金屬板的材料通常為銅板，也可為鐵板或鋼板。

這種方法占地面積小，但為獲得較好的效果，必須埋設多個金屬板，使埋設難度和造價增高。因此，除特殊情況外，近年來已逐漸為地樁所代替。

4）建筑物基礎鋼筋。如前所述，現代高層建筑的基礎樁深入地下幾十米，基礎鋼筋在地下形成很大的地網并從地下延伸至頂層，每層均可接地線。這種接地體節省場地，經濟、適用，是城市建設機房地線的發展方向。

（4）防雷措施

機房的外部防雷應使用接閃器、引下線和接地裝置吸引雷電流，并為其泄放提供一條低阻值通道。

機器設備應有專用地線，機房本身應有避雷設施，包括通信設備和電源設備有防雷擊的技術設施，機房的內部防雷主要采取屏蔽、等電位連接、合理布線或防閃器、過電壓保護等技術措施，以及攔截、屏蔽、均壓、分流和接地等方法，從而達到防雷的目的。機房的設備本身也應有避雷裝置和設施。

6.機房的防火、防水措施

計算機機房的火災一般是由電氣原因、人為事故或外部火災蔓延引起的。電氣原因主要是指電氣設備和線路的短路、過載、接觸不良、絕緣層破損或靜電等原因導致電打火而引起的火災。人為事故是指由于操作人員不慎、吸煙或亂扔煙頭等，使充滿易燃物質（如紙片、磁帶和膠片等）的機房起火。外部火災蔓延是因外部房間或其他建筑物起火而蔓延到機房，從而引起機房起火。

計算機機房的水災一般是由于機房內有滲水、漏水等原因引起的。

機房內應有防火、防水措施。如機房內應有火災、水災自動報警系統，如果機房上層有用水設施，需加防水層；機房內應放置適用于計算機機房的滅火器，并建立應急計劃和防火制度等。

為避免火災和水災，應采取如下具體措施。

（1）隔離

建筑物內的計算機機房四周應設計一個隔離帶，以便外部的火災至少可隔離一個小時。系統中特別重要的設備，應盡量與人員頻繁出入的地區和堆積易燃物（如打印紙）的區域隔離。所有機房門應為防火門，外層應有金屬蒙皮。計算機機房內部應用阻燃材料裝修。

機房內應有排水裝置，機房上部應有防水層，下部應有防漏層，以避免出現滲水、漏水現象。

（2）火災報警系統

火災報警系統的作用是在火災初期就能檢測到并及時發出警報。

火災報警系統按傳感器的不同，分為煙報警和溫度報警兩種類型。煙報警器可在火災開始的發煙階段就檢測出，并發出警報。它的動作快，可使火災及時被發覺。而熱敏式溫度報警器是在火焰發生、溫度升高后發出報警信號。近年來還開發出一種新型的CO探測報警器，它可在發煙初期即可探測到火災的發生，避免損失，且可避免人員因缺氧而死亡。

為安全起見，機房應配備多種火災自動報警系統，并保證在斷電后24小時之內仍可發出警報。報警器可采用音響或燈光報警，一般安放在值班室或人員集中處，以便工作人員及時發現并向消防部門報告、組織人員疏散等。

（3）滅火設施

機房應配置適用于計算機機房的滅火器材，機房所在樓層應有防火栓，以及必要的滅火器材和工具，這些設施應具有明顯的標記，且需定期檢查。主要的消防器材和工具包括以下兩類。

1）滅火器。雖然機房建筑內要求有自動噴水、供水系統和各種滅火器，但并不是任何機房火災都要自動噴水，因為有時對設備的二次破壞比火災本身造成的損壞更為嚴重。因此，滅火器材最好使用氣體滅火器，推薦使用不會造成二次污染的鹵代烷1211或1301滅火器，如無條件，也可使用CO₂滅火器。一般每4m2至少應配置一個滅火器，還應有手持式滅火器，用于大設備滅火。

2）滅火工具及輔助設備。如液壓千斤頂、手提式鋸、鐵锨、鎬、榔頭和應急燈等。

（4）管理措施

機房應制定完善的應急計劃和相關制度，并嚴格執行計算機機房環境和設備維護的各項規章制度。加強對火災隱患部位的檢查，如電源線路要經常檢查是否有短路處，防止出現火花引起火災。要制訂滅火的應急計劃并對所屬人員進行培訓。此外，還應定期對防火設施和工作人員的掌握情況進行測試。