中小學(xué)計(jì)算機(jī)教室安全探討——環(huán)境條件

摘要結(jié)合計(jì)算機(jī)教室竣工驗(yàn)收及工作效益評(píng)估檢查工作中糾正的較嚴(yán)重問題，從專業(yè)技術(shù)方面用實(shí)例，深入淺出地分析環(huán)境因素對(duì)機(jī)房安全的影響。重點(diǎn)介紹機(jī)房環(huán)境條件對(duì)設(shè)備安全和上機(jī)師生人身安全保護(hù)的控制技術(shù)。

關(guān)鍵詞 潔凈度；濕度；溫度；靜電；供配電

中圖分類號(hào): G481文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào)：1671-489X（2007）12－0062-04

Discussion on Computer Classroom in Primary School and Middle School——Environment Condition//Wu Songbin

Abstract According to the serious problem which rising from check and acceptance of computer classroom and working benefit checking， the paper analyzes the effect of environment factor to computer room from the instance in terms of professional technology， and lays the emphases on introducing the environment condition to equipment safety and the control technology of protecting users’ personal safety.

Key words lustration; humidity; temperature; static; power supply and distribution

Author’s address Xinyang Part-time Job Educational Equipment，Xinyang， Henan 464000

目前，中小學(xué)計(jì)算機(jī)教室已成為學(xué)生素質(zhì)教育的重要教學(xué)設(shè)施。作為機(jī)房管理人員，必須清楚管理的機(jī)房環(huán)境條件是否合格？存在哪些問題？已做了什么樣的預(yù)防、應(yīng)急措施？

計(jì)算機(jī)教室的建設(shè)，包括由代理商施工的主體工程和由學(xué)校施工的配套輔助工程2部分。主體工程包括計(jì)算機(jī)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)組件、多媒體部件、室內(nèi)配電線路、室內(nèi)設(shè)備接地系統(tǒng)等硬件安裝調(diào)試，以及網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)與教學(xué)軟件安裝調(diào)試等；輔助工程包括機(jī)房選址、室內(nèi)裝修、室外的供配電與接地系統(tǒng)、室內(nèi)配電盤施工，以及安全防護(hù)設(shè)施與預(yù)防措施等。

筆者曾在已裝備計(jì)算機(jī)的中小學(xué)工作效益評(píng)估與計(jì)算機(jī)教室工程驗(yàn)收過程中，發(fā)現(xiàn)較多學(xué)校因?qū)I(yè)知識(shí)、經(jīng)費(fèi)問題、認(rèn)識(shí)不夠、落實(shí)不到位等主、客觀原因，致使輔助工程不完善，存在較多漏洞，有些涉及到技術(shù)性的隱性問題已經(jīng)影響到機(jī)房安全。為引起學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)和機(jī)房管理員重視，筆者將已糾正的問題匯總，從專業(yè)技術(shù)方面將其產(chǎn)生的原因、危害性及預(yù)防措施加以解析，以防患于未然。下面結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，就影響機(jī)房中“人、機(jī)”安全的重要環(huán)境因素做一淺析，供管理人員參考。

計(jì)算機(jī)是精密的電子儀器。機(jī)房的環(huán)境條件是決定計(jì)算機(jī)能否長(zhǎng)期可靠運(yùn)行的重要因素，它直接影響機(jī)器的使用壽命和效益，同時(shí)還關(guān)系到上機(jī)師生的人身安全。教育部早在1997年《中小學(xué)計(jì)算機(jī)裝備工作意見》的文件中，就明確要求“計(jì)算機(jī)室必須有合格的工作環(huán)境，保證計(jì)算機(jī)室的安全，不危害學(xué)生的健康”。中小學(xué)機(jī)房中對(duì)師生和設(shè)備產(chǎn)生影響的環(huán)境因素主要有：潔凈度、溫度、濕度、靜電、電磁輻射、電源干擾、配電安全、火災(zāi)等重要因素。因此，了解環(huán)境因素的影響、危害、產(chǎn)生原因，以及相互關(guān)系，對(duì)機(jī)房建設(shè)、使用、管理工作非常必要。

1 潔凈度與防塵

灰塵是無(wú)孔不入的。懸浮在空氣中的塵埃，隨機(jī)內(nèi)外溫差產(chǎn)生的氣流進(jìn)入機(jī)器，吸附在電路、元器件上，日積月累，就會(huì)妨礙元器件的散熱，引發(fā)內(nèi)部故障；同時(shí)，會(huì)使機(jī)內(nèi)高速轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械部件磨損加快，如散熱風(fēng)扇、光驅(qū)、軟驅(qū)。內(nèi)存條故障也與灰塵有關(guān)，打印機(jī)、磁盤驅(qū)動(dòng)器、顯示器這些外設(shè)也深受其害。

防塵措施要求室內(nèi)建筑裝修、隔熱和絕緣材料、電腦臺(tái)材料不能排出微塵；進(jìn)入機(jī)房人員應(yīng)換拖鞋，禁止在機(jī)房?jī)?nèi)吃東西和吸煙，制訂合理的清潔衛(wèi)生制度；實(shí)行機(jī)器加防塵罩，定期除塵養(yǎng)護(hù)（吸塵器）管理等措施以降低室內(nèi)含塵量。

2 濕度與防潮

雨季空氣濕度過大會(huì)對(duì)設(shè)備構(gòu)成威脅，使機(jī)內(nèi)元器件加速氧化、銹蝕，產(chǎn)生接觸不良；磁性材料導(dǎo)磁率發(fā)生變化，光盤發(fā)霉，造成讀寫錯(cuò)誤。另一方面，灰塵易吸潮，在一定濕度下將形成導(dǎo)電體，誘發(fā)電路漏電、短路、打火，甚至燃燒等現(xiàn)象，輕者設(shè)備工作不正常，重者燒壞芯片，致使主板報(bào)廢、顯示器損壞。筆者在廣東某學(xué)校工作時(shí)，曾遇到三四月份的梅雨天氣，機(jī)房中大部分顯示器嚴(yán)重高壓打火，引起高壓脈沖竄擾主機(jī)，損壞設(shè)備。后添置2臺(tái)有抽濕功能的空調(diào)，每天竟抽出兩三桶水。

教學(xué)機(jī)房中，相對(duì)濕度應(yīng)控制在40％—70％范圍。濕度過大的危害前面已談了，而濕度過小將易產(chǎn)生靜電，靜電放電瞬間誘發(fā)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)出錯(cuò)或擊穿芯片，同時(shí)也不利于DRAM在關(guān)機(jī)后放電。防潮，要求機(jī)房封閉性較好，最好有抽濕設(shè)備。設(shè)計(jì)機(jī)房時(shí)應(yīng)考慮不要放在實(shí)驗(yàn)樓的頂層或底層，以防止漏雨、進(jìn)水。沒有抽濕條件，可采用長(zhǎng)時(shí)間設(shè)備通電，利用設(shè)備自身發(fā)熱驅(qū)潮的辦法度過雨季。機(jī)器閑置期間，要每周最低通電1小時(shí)以上，進(jìn)行驅(qū)潮養(yǎng)護(hù)。

3 溫度與溫控

機(jī)房溫度過高，不利于設(shè)備散熱，元器件因過熱烤焦而提前老化，同時(shí)上機(jī)操作的師生也受苦非淺。一般商用機(jī)使用環(huán)境溫度在10～35 ℃范圍，但不應(yīng)在兩端的極限溫度下連續(xù)使用，最佳運(yùn)行環(huán)境溫度為20 ℃。由實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)，機(jī)外環(huán)境溫度在27 ℃時(shí)，機(jī)內(nèi)溫度將比機(jī)外高出一二十度。當(dāng)元器件周圍溫度超過60 ℃時(shí)，機(jī)器易發(fā)生故障，如死機(jī)、黑屏等。環(huán)境溫度在35 ℃以上時(shí)，每升高10 ℃，設(shè)備可靠性約降低25％。

溫度過高時(shí)，機(jī)內(nèi)電阻元件阻值發(fā)生變化；集成電路芯片內(nèi)的“電子遷移”現(xiàn)象加劇，易導(dǎo)致熱擊穿；插頭、插座、開關(guān)等由于熱脹冷縮易產(chǎn)生接觸不良；磁盤的磁導(dǎo)率增大，當(dāng)達(dá)到“居里溫度”時(shí)，磁介質(zhì)將失去磁性，軟盤持續(xù)高于37.8 ℃，硬盤持續(xù)高于65.6 ℃時(shí)開始損壞，液態(tài)介質(zhì)的電解電容易爆漿，導(dǎo)致主板穩(wěn)定性下降。

溫度過低時(shí)，電解介質(zhì)會(huì)凍結(jié)，損耗加大，容量減小或失去作用；磁盤讀寫易出錯(cuò)，數(shù)據(jù)破壞或丟失，還會(huì)影響晶體振蕩電路的主振頻率。還有，師生們凍手凍腳也不利于正常教學(xué)。

溫度過高時(shí)，可采用空調(diào)設(shè)備降溫，制冷量由使用公式計(jì)算：

機(jī)房制冷量＝(計(jì)算機(jī)熱負(fù)荷＋人體發(fā)熱負(fù)荷)×環(huán)境系數(shù)

計(jì)算機(jī)熱負(fù)荷＝3 595×設(shè)備額定功率×0.85×0.75

人體發(fā)熱負(fù)荷＝人數(shù)×653

環(huán)境系數(shù)取值范圍：1.2—３.0

計(jì)算出的制冷量單位為KJ／h (千焦耳／小時(shí))

當(dāng)然也可由經(jīng)驗(yàn)估算，通常100 m2的教室，2臺(tái)3—5匹的空調(diào)即可滿足需求，120 m2以上的教室適當(dāng)增加空調(diào)容量。

機(jī)房?jī)?nèi)最好設(shè)置自動(dòng)溫、濕度報(bào)警和控制裝置，以監(jiān)控機(jī)房的恒溫、恒濕范圍。條件差的學(xué)校（下面簡(jiǎn)稱窮校），可安裝吊扇、壁扇、換氣扇，再安排課前、課后擦地板，即打掃衛(wèi)生，又增加濕度，還輔助降溫，可謂一舉多得。

4 靜電與防護(hù)

國(guó)外有一本關(guān)于靜電放電現(xiàn)象的專著，其中有一條引人注目的結(jié)論：“世界上的計(jì)算機(jī)產(chǎn)品和家電產(chǎn)品中，70％的芯片損壞是莫名其妙的，其故障原因是靜電放電現(xiàn)象”。靜電故障主要出現(xiàn)在冬春干燥季節(jié)，偶發(fā)性多、重復(fù)性不強(qiáng)，一般是隨機(jī)性故障，因此較難找出其誘發(fā)原因。靜電產(chǎn)生多與機(jī)房采用的地面材料、電腦臺(tái)材料、操作人員衣服材料、磨擦有關(guān)。

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的“接地”是最基本的防靜電破壞措施，其目的是將機(jī)器感應(yīng)的靜電荷通過接地裝置泄放到大地，起到保護(hù)作用。需要注意，接地是防止機(jī)器帶電措施，而不是防止產(chǎn)生靜電的措施。接地，必須接入真正的“大地”，因?yàn)榻虒W(xué)機(jī)房的這條地線除了泄放靜電，還具有設(shè)備發(fā)生交流漏電故障時(shí)保護(hù)上機(jī)師生人身安全的作用。因此，接地必須可靠，須充分重視其工藝質(zhì)量。學(xué)校機(jī)房大多采用靜電地、直流地、交流地、保護(hù)地共點(diǎn)接地系統(tǒng)，就是機(jī)箱可靠接地，要求接地電阻不大于4 Ω。

機(jī)房接地系統(tǒng)不允許使用建筑物避雷地線、供電線路地線代替，應(yīng)安裝獨(dú)立的專用接地系統(tǒng)。接地極可用30 cm×40 cm×2 cm的銅板材料，連接導(dǎo)線使用4—６ mm2的銅芯絕緣導(dǎo)線，二者的連接點(diǎn)最好采用氧焊，焊點(diǎn)部位涂上瀝清防腐。在遠(yuǎn)離避雷接地點(diǎn)的地方，將該接地極埋入80 cm深的地下，埋時(shí)可撒一些鹽和木炭。接地線引入機(jī)房配電盤，從配電盤接至每臺(tái)機(jī)器的任務(wù)，通常由電腦公司的施工人員來(lái)完成。

例如，某學(xué)校請(qǐng)“專家”設(shè)計(jì)機(jī)房，從節(jié)約、美觀角度考慮，使用地板革鋪地，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)沒有接地保護(hù)。使用時(shí)間不到一年，除學(xué)生反映無(wú)意觸碰機(jī)箱常有“麻電”感覺外，還發(fā)生過較多內(nèi)存條、主板芯片、電源損壞，卻找不到故障原因，停機(jī)維修影響教學(xué)也成了常事。對(duì)此，筆者做了一個(gè)研究試驗(yàn)，將機(jī)房地板革撤掉半邊，撤掉半邊的設(shè)備安裝獨(dú)立接地系統(tǒng)，而另半邊保持原樣不動(dòng)。經(jīng)30天的運(yùn)行監(jiān)測(cè)，54臺(tái)機(jī)器中，“手術(shù)”后的半邊硬件故障為0臺(tái)次，而另半邊則出現(xiàn)故障17臺(tái)次。這個(gè)實(shí)例驗(yàn)證忽視靜電因素所造成的危害。

從實(shí)用出發(fā)，窮校的機(jī)房使用水泥地平、地板磚、水磨石、大理石地面材料，防靜電效果遠(yuǎn)高于地板革、木地板、塑料地板、地毯之類的材料，而后者也是機(jī)房安全技術(shù)不允許使用的材料。當(dāng)然，富校的機(jī)房最好采用防靜電地板，但造價(jià)太高。

5 電磁干擾與對(duì)策

5.1 機(jī)房中的電磁干擾主要的2種形式

設(shè)備污染環(huán)境，計(jì)算機(jī)工作時(shí)產(chǎn)生的電磁場(chǎng)通過線路和空間向周圍輻射，形成設(shè)備間的相互干擾及對(duì)人體的影響。如計(jì)算機(jī)的電磁屏蔽技術(shù)指標(biāo)不合格，就會(huì)干擾其他設(shè)備的正常工作，并影響人的健康。

另一種是外界干擾，是指各種電氣設(shè)備如繼電器、接觸器、電動(dòng)機(jī)、電焊機(jī)工作時(shí)對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的干擾，還有雷電脈沖產(chǎn)生的感應(yīng)高壓放電，均會(huì)使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)受到較強(qiáng)的電磁場(chǎng)干擾，降低系統(tǒng)可靠性或損壞設(shè)備。

5.2 對(duì)策

從抑制電磁干擾方面考慮，學(xué)校應(yīng)優(yōu)先選購(gòu)品牌機(jī)，因?yàn)槠放茩C(jī)的電磁泄漏與電磁防護(hù)技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到國(guó)家級(jí)安全標(biāo)準(zhǔn)。這一點(diǎn)從品牌機(jī)使用的機(jī)箱鋼板厚度與結(jié)構(gòu)、經(jīng)過安規(guī)認(rèn)證的電源、經(jīng)過TCO99或TCO03認(rèn)證的顯示器，就可比較出與雜牌兼容機(jī)的差別。也就是說(shuō)，應(yīng)優(yōu)選強(qiáng)制認(rèn)證標(biāo)志多的大品牌機(jī)型。強(qiáng)制認(rèn)證標(biāo)志有長(zhǎng)城認(rèn)證、CCC、EMC、FCC、CE認(rèn)證等。至于機(jī)房遠(yuǎn)離干擾源的問題，應(yīng)在機(jī)房選址時(shí)考慮到。

6 供配電與安全用電

計(jì)算機(jī)使用220 V單相交流電工作，但供電線路中經(jīng)常出現(xiàn)上千伏的瞬間尖峰干擾，還伴隨著大量的高頻噪波，這兩者極易使靈敏的電腦失靈，發(fā)生運(yùn)行錯(cuò)誤，使重要數(shù)據(jù)毀于一旦。市電高于250 V以上燒壞設(shè)備事故時(shí)有發(fā)生，而用電高峰時(shí)電壓低于180 V設(shè)備不能工作的情況也不少見。但最令人頭疼的是部分地區(qū)的農(nóng)用電質(zhì)量太差，電壓忽高忽低，波動(dòng)頻繁。

如新縣某中學(xué)99年裝一微機(jī)室，在一次電源事故中就燒壞一二十臺(tái)顯示器及多臺(tái)主機(jī)。再如鄭州華士達(dá)學(xué)校地處市郊，和某村共用農(nóng)電，村辦企業(yè)的用電使每節(jié)課機(jī)器都要掉電多次，最嚴(yán)重時(shí)一節(jié)課機(jī)器掉電十幾次，一個(gè)學(xué)期損壞主板10多塊，日光燈管平均2個(gè)月全校更新一遍，電教、語(yǔ)音、文印等設(shè)備屢壞不鮮。學(xué)校在沉重的維修費(fèi)用壓迫下，不得補(bǔ)貸款安裝配電變壓器。

6.1 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)供配電技術(shù)要求

采用三相五線制或單相三線制，且中性線（零線）與地線不能共地。考慮供電線路三相平衡，以及將來(lái)增添設(shè)備，三相五線制配電方案優(yōu)選。

在額定電壓下，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)總?cè)萘炕蚩傠娏鲬?yīng)為供電量的50％—70％?？刂崎l刀或空氣開關(guān)等相關(guān)設(shè)備的額定容量應(yīng)為系統(tǒng)設(shè)備實(shí)際容量值的3—５倍，饋電導(dǎo)線容量最低要預(yù)留50％ 以上的余量，因?yàn)楸仨毎言O(shè)備啟動(dòng)時(shí)的浪涌電流考慮進(jìn)去。

供電電壓波動(dòng)允許范圍為－15％—＋10％，即187 V～242 V。若超出允許波動(dòng)范圍，必須安裝交流穩(wěn)壓器以改善供電質(zhì)量。

必須按照電業(yè)管理部門規(guī)定，安裝觸電保護(hù)器。保護(hù)動(dòng)作電流值按每臺(tái)機(jī)最大允許泄漏電流值3 mA×臺(tái)數(shù)÷2計(jì)算，一旦有機(jī)器發(fā)生漏電故障，便于發(fā)現(xiàn)檢修。

室內(nèi)供電線路必須用護(hù)線槽、管布線，不能高于地平；電源插座應(yīng)遵守“左零、右火、中接地”的規(guī)則。

空調(diào)系統(tǒng)不能與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)共用供電線路，應(yīng)另外架設(shè)線路供電。

6.2 應(yīng)對(duì)策略

電壓波動(dòng)大的地區(qū)，富校可采用交流參數(shù)穩(wěn)壓器，電壓波動(dòng)小的地區(qū)可使用凈化電源，這些措施都能減少電源故障頻率，使?jié)撛诘钠茐男院蠊抵磷畹统潭取＝涣鞣€(wěn)壓器不要選擇觸點(diǎn)式繼電器切換調(diào)壓的品種，容量為電腦臺(tái)數(shù)×200 W+總?cè)萘?0% 以上的余量。窮校最好加裝過壓、欠壓保護(hù)裝置，并配合避開用電高峰期的辦法來(lái)減輕其危害程度。另外，不管條件好壞，服務(wù)器都應(yīng)配備一個(gè)1 000 W的UPS電源，防止突然掉電，使硬盤出現(xiàn)壞塊或損壞網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。

7 火災(zāi)與消防

據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，1974年，美國(guó)計(jì)算機(jī)機(jī)房火災(zāi)多達(dá)800多起，損失高達(dá)1 290萬(wàn)美元。1977年，我國(guó)某大學(xué)機(jī)房因空調(diào)系統(tǒng)起火，漫延機(jī)房及有關(guān)房間，大火持續(xù)近3個(gè)小時(shí)，造成40多萬(wàn)美金的損失?；馂?zāi)多為技術(shù)管理不當(dāng)及人為不慎所致等原因造成，如設(shè)備長(zhǎng)期使用維修養(yǎng)護(hù)不當(dāng)、接地不良、電氣配線不良；機(jī)房?jī)?nèi)有火源、吸煙，恣意放火等。再如，北方地區(qū)有些學(xué)校，冬季機(jī)房使用電暖器、電爐、火爐取暖等。

為預(yù)防火災(zāi)，機(jī)房應(yīng)加強(qiáng)防火管理，必須建立消防制度，明文禁止煙火，定期維護(hù)設(shè)備及線路，并配備消防設(shè)備，如1211、1301等鹵代烷滅火器（電氣設(shè)備專用），設(shè)立樓層消防栓等。必要時(shí)安裝自動(dòng)火警探測(cè)器，聯(lián)動(dòng)機(jī)房總電源控制。面積在100 m2以上的機(jī)房，須預(yù)留安全門。

8 其他因素

影響機(jī)房安全的環(huán)境因素還有雷擊、鼠害蟲害、漏雨進(jìn)水、有害氣體、噪音、盜竊、破壞、照明、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)本身（軟件問題這里暫不作研討）、計(jì)算機(jī)犯罪、管理，以及一些不可抗外力，如地震、臺(tái)風(fēng)等。這些方面不僅涉及到技術(shù)、管理問題，而且還涉及法學(xué)、犯罪學(xué)及心理學(xué)等問題，是一門綜合性科學(xué)。目前，國(guó)家公安部門已設(shè)立了計(jì)算機(jī)安全管理機(jī)構(gòu)并立法，以加強(qiáng)該方面的規(guī)范管理。

9 結(jié)語(yǔ)

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的絕對(duì)安全是不可能的，只能根據(jù)各種影響因素及其相互作用關(guān)系，預(yù)測(cè)發(fā)展趨勢(shì)，然后采取必要的措施，將不安全因素控制在預(yù)定的范圍內(nèi)?？傊?，解決機(jī)房安全問題需要領(lǐng)導(dǎo)重視，增加投資，加強(qiáng)安全措施，健全管理制度和提高管理水平；各級(jí)教育技術(shù)裝備部門加強(qiáng)技術(shù)監(jiān)督、檢查、指導(dǎo)、培訓(xùn)工作力度；機(jī)房管理員業(yè)務(wù)水平和工作責(zé)任心也需不斷提升。逐級(jí)明確安全責(zé)任，落實(shí)安全措施，使安全工作的各個(gè)環(huán)節(jié)有人抓、有人管，從而保障計(jì)算機(jī)教室安全運(yùn)行，最大限度地發(fā)揮功能作用。