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计算机房电磁辐射环境影响分析

国家无线电监测中心陕西监测站 杨文丽,刘艳洁,简 晨

  摘要:本文使用电磁辐射分析仪对某办公大楼内的计算机房及周围办公环境中的综合电场强度进行测量,并将测量结果与相关国家标准进行对比。

  关键词:电磁辐射;计算机房;场强测量

  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] 。

  计算机房内主要电磁辐射频率一般大于100kHz,根据上述标准,本次测量只对电场强度参数进行测量。

  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] 。

  本次测量使用德国Narda公司生产的非选频电磁辐射分析仪(型号NBM550)加各向同性电场探头(型号EF0391)对待测环境中的综合电场强度进行测试,单位V/m。测量仪器如图1所示。


图1 非选频电磁辐射分析仪

 

  2.2.3 测量频段

  测量频率范围为:100kHz-3GHz,覆盖计算机房中电磁辐射的主要频段。

  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

 

  根据表1中各频段的曝露控制限值,对本次测量,选取电场强度曝露限值的标准为12V/m(最严格限值),最终以测量的综合电场强度与该限值标准作比较,判定工作环境中的电磁辐射是否在标准限值内。

  2.4 测量布点

  测量布点原则:测量点应位于计算机房内部或外部,并相对于计算机房具有不同的距离、不同的方位和不同的高度(楼层),根据电磁波传播的衰减特性,通过对典型点的测量进而可评估整体环境中的电磁辐射情况。

  根据现场勘查,计算机房位于办公大楼的24F、25F东边及南边房间,楼层为回字形,北向、西向为普通办公房间,南向、东向为计算机房,房间分布示意图如图2所示。因此本次测量主要布点于23F、24F、25F、26F中的计算机房内或普通办公室中。


图2包含计算机房的楼层房间分布示意图

 

  计算机房内部测量位置:选择易于布放测量设备、且便于测量操作的点。

  普通办公房间内部测量位置:一般选择房间正中央位置,与办公环境中的电脑间隔0.5米以上,以保证测量值为环境电场强度而非近距离接触办公室内部辐射源(电脑)的强度。

  测量高度:距离地面垂直高度1.5米处(正常坐于工位时,人头部距离地面高度)。

  根据上述原则,本次测量共选择17个测量点,包含位于24F的信息中心机房,位于25F的电池房、电源房、云计算中心机房,其余测量点分布在四个楼层的普通办公房间。

  2.5 测量时间

  电磁辐射测量在时间上应尽可能与日常工作时间相一致。在时间上按照正常办公时间选择:

  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)对每个测量时段内、每个测量点连续5次测得的综合电场强度值求平均,作为该测量位置的综合电场强度值。

  (2)选取每个测量点的不同时段测得的综合电场强度值中的最大值与本文第四部分给出的电场强度限值12V/m进行比较,判断电磁辐射是否超标。

  3 结果分析

  各测量点综合电场强度最大值如图3所示,横轴代表测量点编号。从图3可看出:所有测量点的最大综合电场强度为1.44V/m,远低于表1中的限值12V/m;综合电场强度相对较大的测量点为5,9,12。


图3 17个测量点的综合电场强度最大值(V/m)

 

  测量点5对应的房间为普通办公房间,但是房间内有无线路由器,位于房间中间约1米多高度处。测量时电场探头离无线路由器距离约1米左右,测量场景如图4所示。对无线路由器近距离测试(距离10cm内),测得综合电场强度平均值为3.93V/m。由此可知该房间综合电场强度值较大是由无线路由器引起。


图4 测量点5测量场景

 

  测量点9为电池房,房间内电池数量较多,较普通办公环境辐射稍大。

  测量点12为云计算中心机房,但是测试当天设备没有上电。该房间不同时段测量数据如图5所示。从图5可看出:该房间只是个别时段值相对较大,分析原因可能是机房工作人员打电话引起。经测试发现:电话在拨通过程中的近距离(10厘米以内)综合电场强度测量值最大可达到10V/m左右。另外测量点6为信息中心机房,设备为正常工作状态,该房间内综合电场强度最大值为0.6V/m,小于云计算机房内的最大值。

  由此可得出:受机架的屏蔽作用,计算机房内设备的电磁辐射对环境影响很小,小于手机、无线路由器等常用无线发射设备。


图5 不同时段综合电场强度值

 

  4 结束语

  本文使用非选频电磁辐射分析仪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进行测量,并将测量结果与《电磁环境控制限值》(GB8702-2014)中给出的公众曝露控制限值进行比较,最后针对辐射值较大的测量点进行了详细的分析。结果表明:计算机房内部及周围办公环境的综合电场强度远小于控制限值,为安全电磁环境。同时,计算机房内的设备对周围办公环境的影响甚至小于手机、无线路由器等常用无线发射设备。

  参考文献

[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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