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計算機房電磁輻射環境影響分析
來源:國家無線電監測中心陜西監測站   作者:楊文麗,劉艷潔,簡單   添加時間: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,并將測量結果與相關國家標準進行對比
  1 引言
 
  計算機技術發展日新月異,大數據、云計算已經滲透到各行各業,在很多辦公大樓中都有大型計算機房,機房內部運行著大量的服務器、交換機、路由器、電源等設備。這些設備只要處于工作狀態,就會向外輻射頻譜成分豐富的電磁波 [1] ,使得機房內部和周邊辦公環境中的工作人員內心焦慮不安,擔心電磁輻射會對身體造成危害。事實上,在人們生活的環境中大到基站、變電站、計算機房,小到電腦、電視、無線路由器、手機等日常生活必備品,電磁輻射幾乎無處不在。國內外針對各種類型的電磁輻射都開展了大量的研究工作,科學實驗證實:過量的電磁輻射是有害的,但是當電磁輻射水平在比較小的范圍內時,對人體是安全無害的 [2,3] 。對于電磁輻射水平是否超標,國內外均有相關標準規范來約束。
 
  本文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展開測量,并將測量結果與《電磁環境控制限值》(GB8702-2014)[4] 中給出的公眾曝露控制限值進行比較,確定計算機房及周圍普通辦公室中電磁輻射是否超標。
 
  2 測量方案
 
  2.1 測量依據
 
  測量方法、測量儀器的選擇依據標準:《輻射環境保護管理導則 電磁輻射監測儀器和方法》(HJ/T10.2-1996)[5] 。
 
  環境電磁輻射評價依據標準:《電磁環境控制限值》(GB 8702-2014);《輻射環境保護管理導則電磁輻射環境影響評價方法與標準》(HJ/T 10.3-1996)[6] 。
 
  2.2 測量參數及儀器
 
  2.2.1 測量參數的選擇
 
  《電磁環境控制限值》(GB 8702-2014)中規定:100kHz以下頻率,需同時限制電場強度和磁感應強度;100kHz以上頻率,在遠場區可以只限制電場強度或磁場強度,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,根據上述標準,本次測量只對電場強度參數進行測量。
 
  2.2.2 測量儀器的選擇
 
  《輻射環境保護管理導則 電磁輻射監測儀器和方法》(HJ/T10.2-1996)中規定:對環境電磁輻射進行測量時可選用各向同性響應或有方向性電場探頭或者磁場探頭的寬帶輻射測量儀。采用有方向性探頭時應在測量點調整探頭方向以測出測量點的最大輻射電平 [5] 。
 
  本次測量使用德國Narda公司生產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。
 
  
圖1 非選頻電磁輻射分析儀
 
  2.2.3 測量頻段
 
  測量頻率范圍為:100kHz-3GHz,覆蓋計算機房中電磁輻射的主要頻段。
 
  2.3 評價標準
 
  《輻射環境保護管理導則 電磁輻射環境影響評價方法與標準》(HJ/T 10.3-1996)中規定公眾
 
  總的受照射劑量限值不應大于《電磁環境控制限值》(GB 8702-2014)的要求 [6] 。
 
  將測得的環境綜合電場強度與《電磁環境控制限值》(GB 8702-2014)中給出的公眾曝露控制限值進行比較,本次測量頻段涉及的控制限制參數詳見表1 [4] 。表中頻率單位為所在行中第一欄的單位。
 
  
表1 公眾曝露控制限值
 
  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準為12V/m(最嚴格限值),最終以測量的綜合電場強度與該限值標準作比較,判定工作環境中的電磁輻射是否在標準限值內。
 
  2.4 測量布點
 
  測量布點原則:測量點應位于計算機房內部或外部,并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,樓層為回字形,北向、西向為普通辦公房間,南向、東向為計算機房,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,以保證測量值為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、云計算中心機房,其余測量點分布在四個樓層的普通辦公房間。
 
  2.5 測量時間
 
  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
 
  依據《輻射環境保護管理導則 電磁輻射監測儀器和方法》(HJ/T10.2-1996)中對測量時間的要求,每個小時內應對測量點進行一次測量,且每個測量點連續測量5次,每次測量時間不小于15s,并讀取穩定狀態的最大值。若測量讀數起伏較大時應適當延長測量時間(最長至6分鐘)[5] 。
 
  2.6 數據處理
 
  (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,作為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 結果分析
 
  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為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為5,9,12。
 
  
圖3 17個測量點的綜合電場強度最大值(V/m)
 
  測量點5對應的房間為普通辦公房間,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為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。
 
  
圖4 測量點5測量場景
 
  測量點9為電池房,房間內電池數量較多,較普通辦公環境輻射稍大。
 
  測量點12為云計算中心機房,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為信息中心機房,設備為正常工作狀態,該房間內綜合電場強度最大值為0.6V/m,小于云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。
 
  
圖5 不同時段綜合電場強度值
 
  4 結束語
 
  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,并將測量結果與《電磁環境控制限值》(GB8702-2014)中給出的公眾曝露控制限值進行比較,最后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,為安全電磁環境。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] 畢愛紅,董奎義.服務器機房電磁特性分析及防護[J].網絡空間安全,2016(8):50-53.
 
  [2] 李雅軒,袁秀英,劉南平.電磁輻射對人體的傷害及預防[J].工業安全與環保,2003(9):22-24.
 
  [3] 查振林,許順紅,桌海華.電磁輻射對人體的危害與防護[J].北方環境,2004(3):25-28.
 
  [4] GB8702-2014,電磁輻射防護規定[S].
 
  [5] HJ/T10.2-1996,輻射環境保護管理導則 電磁輻射監測儀器和方法[S].
 
  [6] HJ/T10.3-1996,輻射環境保護管理導則 電磁輻射環境影響評價方法與標準[S].

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