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      計算機房電磁輻射環境影響分析
      来源:国家无线电监测中心陕西监测站   作者:杨文丽,刘艳洁,简单   添加时间:2018-11-26 11:13
      本文使用電磁輻射分析儀對某辦公大樓內的計算機房及周圍辦公環境中的綜合電場強度進行測量,並將測量結果與相關國家標准進行對比
        1 引言
       
        计算机技术发展日新月异,大数据、云计算已经渗透到各行各业,在很多办公大楼中都有大型计算机房,机房内部运行着大量的服务器、交换机、路由器、电源等设备。这些设备只要处于工作状态,就会向外辐射频谱成分丰富的电磁波 [1] ,使得机房内部和周边办公环境中的工作人员内心焦虑不安,担心电磁辐射会对身体造成危害。事实上,在人们生活的环境中大到基站、变电站、计算机房,小到电脑、电视、无线路由器、手机等日常生活必备品,电磁辐射几乎无处不在。国内外针对各种类型的电磁辐射都开展了大量的研究工作,科学实验证实:过量的电磁辐射是有害的,但是当电磁辐射水平在比较小的范围内时,对人体是安全无害的 [2,3] 。对于电磁辐射水平是否超标,国内外均有相关标准规范来约束。
       
        本文对中石油某办公大楼计算机房及周围普通办公室内的电磁辐射展开测量,并将测量结果与《电磁环境控制限值》(GB8702-2014)[4] 中给出的公众曝露控制限值进行比较,确定计算机房及周围普通办公室中电磁辐射是否超标。
       
        2 测量方案
       
        2.1 测量依据
       
        测量方法、测量仪器的选择依据标准:《辐射环境保护管理导则 电磁辐射监测仪器和方法》(HJ/T10.2-1996)[5] 。
       
        环境电磁辐射评价依据标准:《电磁环境控制限值》(GB 8702-2014);《辐射环境保护管理导则电磁辐射环境影响评价方法与标准》(HJ/T 10.3-1996)[6] 。
       
        2.2 测量参数及仪器
       
        2.2.1 测量参数的选择
       
        《电磁环境控制限值》(GB 8702-2014)中规定:100kHz以下频率,需同时限制电场强度和磁感应强度;100kHz以上频率,在远场区可以只限制电场强度或磁场强度,或等效平面波功率密度 [4] 。
       
        計算機房內主要電磁輻射頻率一般大于100kHz,根據上述標准,本次測量只對電場強度參數進行測量。
       
        2.2.2 测量仪器的选择
       
        《辐射环境保护管理导则 电磁辐射监测仪器和方法》(HJ/T10.2-1996)中规定:对环境电磁辐射进行测量时可选用各向同性响应或有方向性电场探头或者磁场探头的宽带辐射测量仪。采用有方向性探头时应在测量点调整探头方向以测出测量点的最大辐射电平 [5] 。
       
        本次測量使用德國Narda公司生産的非選頻電磁輻射分析儀(型號NBM550)加各向同性電場探頭(型號EF0391)對待測環境中的綜合電場強度進行測試,單位V/m。測量儀器如圖1所示。
       
        
      图1 非选频电磁辐射分析仪
       
        2.2.3 测量频段
       
        測量頻率範圍爲:100kHz-3GHz,覆蓋計算機房中電磁輻射的主要頻段。
       
        2.3 评价标准
       
        《辐射环境保护管理导则 电磁辐射环境影响评价方法与标准》(HJ/T 10.3-1996)中规定公众
       
        总的受照射剂量限值不应大于《电磁环境控制限值》(GB 8702-2014)的要求 [6] 。
       
        将测得的环境综合电场强度与《电磁环境控制限值》(GB 8702-2014)中给出的公众曝露控制限值进行比较,本次测量频段涉及的控制限制参数详见表1 [4] 。表中频率单位为所在行中第一栏的单位。
       
        
      表1 公众曝露控制限值
       
        根據表1中各頻段的曝露控制限值,對本次測量,選取電場強度曝露限值的標准爲12V/m(最嚴格限值),最終以測量的綜合電場強度與該限值標准作比較,判定工作環境中的電磁輻射是否在標准限值內。
       
        2.4 测量布点
       
        測量布點原則:測量點應位于計算機房內部或外部,並相對于計算機房具有不同的距離、不同的方位和不同的高度(樓層),根據電磁波傳播的衰減特性,通過對典型點的測量進而可評估整體環境中的電磁輻射情況。
       
        根據現場勘查,計算機房位于辦公大樓的24F、25F東邊及南邊房間,樓層爲回字形,北向、西向爲普通辦公房間,南向、東向爲計算機房,房間分布示意圖如圖2所示。因此本次測量主要布點于23F、24F、25F、26F中的計算機房內或普通辦公室中。
       
        
      圖2包含計算機房的樓層房間分布示意圖
       
        計算機房內部測量位置:選擇易于布放測量設備、且便于測量操作的點。
       
        普通辦公房間內部測量位置:一般選擇房間正中央位置,與辦公環境中的電腦間隔0.5米以上,以保證測量值爲環境電場強度而非近距離接觸辦公室內部輻射源(電腦)的強度。
       
        測量高度:距離地面垂直高度1.5米處(正常坐于工位時,人頭部距離地面高度)。
       
        根據上述原則,本次測量共選擇17個測量點,包含位于24F的信息中心機房,位于25F的電池房、電源房、雲計算中心機房,其余測量點分布在四個樓層的普通辦公房間。
       
        2.5 测量时间
       
        電磁輻射測量在時間上應盡可能與日常工作時間相一致。在時間上按照正常辦公時間選擇:
       
        上午:8:00-12:00;下午:14:00-18:00
       
        依据《辐射环境保护管理导则 电磁辐射监测仪器和方法》(HJ/T10.2-1996)中对测量时间的要求,每个小时内应对测量点进行一次测量,且每个测量点连续测量5次,每次测量时间不小于15s,并读取稳定状态的最大值。若测量读数起伏较大时应适当延长测量时间(最长至6分钟)[5] 。
       
        2.6 数据处理
       
        (1)對每個測量時段內、每個測量點連續5次測得的綜合電場強度值求平均,作爲該測量位置的綜合電場強度值。
       
        (2)選取每個測量點的不同時段測得的綜合電場強度值中的最大值與本文第四部分給出的電場強度限值12V/m進行比較,判斷電磁輻射是否超標。
       
        3 结果分析
       
        各測量點綜合電場強度最大值如圖3所示,橫軸代表測量點編號。從圖3可看出:所有測量點的最大綜合電場強度爲1.44V/m,遠低于表1中的限值12V/m;綜合電場強度相對較大的測量點爲5,9,12。
       
        
      图3 17个测量点的综合电场强度最大值(V/m)
       
        測量點5對應的房間爲普通辦公房間,但是房間內有無線路由器,位于房間中間約1米多高度處。測量時電場探頭離無線路由器距離約1米左右,測量場景如圖4所示。對無線路由器近距離測試(距離10cm內),測得綜合電場強度平均值爲3.93V/m。由此可知該房間綜合電場強度值較大是由無線路由器引起。
       
        
      图4 测量点5测量场景
       
        測量點9爲電池房,房間內電池數量較多,較普通辦公環境輻射稍大。
       
        測量點12爲雲計算中心機房,但是測試當天設備沒有上電。該房間不同時段測量數據如圖5所示。從圖5可看出:該房間只是個別時段值相對較大,分析原因可能是機房工作人員打電話引起。經測試發現:電話在撥通過程中的近距離(10厘米以內)綜合電場強度測量值最大可達到10V/m左右。另外測量點6爲信息中心機房,設備爲正常工作狀態,該房間內綜合電場強度最大值爲0.6V/m,小于雲計算機房內的最大值。
       
        由此可得出:受機架的屏蔽作用,計算機房內設備的電磁輻射對環境影響很小,小于手機、無線路由器等常用無線發射設備。
       
        
      图5 不同时段综合电场强度值
       
        4 结束语
       
        本文使用非選頻電磁輻射分析儀對中石油某辦公大樓計算機房及周圍普通辦公室內的電磁輻射進行測量,並將測量結果與《電磁環境控制限值》(GB8702-2014)中給出的公衆曝露控制限值進行比較,最後針對輻射值較大的測量點進行了詳細的分析。結果表明:計算機房內部及周圍辦公環境的綜合電場強度遠小于控制限值,爲安全電磁環境。同時,計算機房內的設備對周圍辦公環境的影響甚至小于手機、無線路由器等常用無線發射設備。
       
        參考文獻
       
        [1] 毕爱红,董奎义.服务器机房电磁特性分析及防护[J].网络空间安全,2016(8):50-53.
       
        [2] 李雅轩,袁秀英,刘南平.电磁辐射对人体的伤害及预防[J].工业安全与环保,2003(9):22-24.
       
        [3] 查振林,许顺红,桌海华.电磁辐射对人体的危害与防护[J].北方环境,2004(3):25-28.
       
        [4] GB8702-2014,电磁辐射防护规定[S].
       
        [5] HJ/T10.2-1996,辐射环境保护管理导则 电磁辐射监测仪器和方法[S].
       
        [6] HJ/T10.3-1996,辐射环境保护管理导则 电磁辐射环境影响评价方法与标准[S].

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