注：本文摘自萬國數(shù)據(jù)新書《數(shù)據(jù)中心建設(shè)管理與指南》

綠色數(shù)據(jù)中心建設(shè)包含一整套設(shè)計(jì)思想和實(shí)施方法，而不是簡單地購買節(jié)能產(chǎn)品就能實(shí)現(xiàn)。最高效的數(shù)據(jù)中心不一定就是綠色的。建設(shè)綠色數(shù)據(jù)中心需要從整體上把握，考慮選址、環(huán)境、物理建筑、基礎(chǔ)設(shè)施、員工、系統(tǒng)建設(shè)和維護(hù)等眾多因素。綠色數(shù)據(jù)中心的節(jié)能效果就像是一條長尾曲線，其前端通常由建筑群體能耗、服務(wù)器能耗、空調(diào)能耗、UPS能耗等“大指標(biāo)”組成，而曲線的尾部則由氣流組織設(shè)計(jì)、設(shè)備擺放位置、機(jī)柜和服務(wù)器之間的距離、維護(hù)難易程度等無數(shù)“小指標(biāo)”組成。如果沒有整體設(shè)計(jì)思想和實(shí)施方法，即使抓住了全部的“大指標(biāo)”，也難以達(dá)到理想的綠色效果。

     根據(jù)數(shù)據(jù)中心內(nèi)各類設(shè)備的能耗分析，所謂的“大指標(biāo)”主要包括IT設(shè)備運(yùn)行能耗、保證IT設(shè)備運(yùn)行的配套設(shè)施能耗、建筑物能耗三個(gè)方面。

1.通信機(jī)房節(jié)能降耗的措施-- IT設(shè)備運(yùn)行能耗

     IT設(shè)備能耗是影響數(shù)據(jù)中心總體能耗的根本原因之一。如何減少IT設(shè)備能耗是各大設(shè)備廠商不斷研究的課題。設(shè)備廠商紛紛推出能耗低效率高的產(chǎn)品，例如，通過改造產(chǎn)品電源，可將產(chǎn)品原有電源效率從70%提高到90%以上。若要進(jìn)一步降低IT設(shè)備的能耗，IT系統(tǒng)的運(yùn)維管理也非常重要，例如，關(guān)閉閑置設(shè)備，開啟設(shè)備電源智能管理系統(tǒng)，使設(shè)備根據(jù)需要自動(dòng)調(diào)節(jié)設(shè)備電源輸出能力等。

但多數(shù)數(shù)據(jù)中心在規(guī)劃之初，要做到準(zhǔn)確規(guī)劃IT設(shè)備的具體型號(hào)、裝機(jī)數(shù)量和電力需求具有相當(dāng)大的難度，尤其是遠(yuǎn)期規(guī)劃則更加難以預(yù)測。因此，在數(shù)據(jù)中心的規(guī)劃建設(shè)過程中，只能依據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)和參照同行業(yè)現(xiàn)狀，給出IT設(shè)備的總體能耗指標(biāo)，設(shè)定數(shù)據(jù)中心的最大服務(wù)能力。

2. 通信機(jī)房節(jié)能降耗的措施-- 保證IT設(shè)備運(yùn)行的配套設(shè)施能耗

     配套設(shè)施主要包括供配電系統(tǒng)和空調(diào)冷卻系統(tǒng)。經(jīng)過相關(guān)機(jī)構(gòu)對(duì)目前世界各地?cái)?shù)據(jù)中心的抽樣調(diào)查所取得的數(shù)據(jù)表明，配套設(shè)施的能耗約占數(shù)據(jù)中心總能耗的70%，這個(gè)數(shù)值相當(dāng)可觀。由于配電系統(tǒng)設(shè)備和空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備的系統(tǒng)設(shè)計(jì)、工作方式、系統(tǒng)配置和設(shè)備選型存在明顯差異，對(duì)系統(tǒng)的工作效率有很大的影響，因此，配套設(shè)施的節(jié)能應(yīng)作為數(shù)據(jù)中心節(jié)能最重要的主攻方向。

3. 通信機(jī)房節(jié)能降耗的措施-- 建筑物本身的能耗

      降低建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)能耗是我國政府和相關(guān)行業(yè)非常重視的問題，近年來出臺(tái)了相關(guān)的規(guī)范和建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)。建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)能耗在數(shù)據(jù)中心總體能耗中占有一定的比例，也是節(jié)能降耗應(yīng)該重點(diǎn)關(guān)注的一個(gè)方面。

      實(shí)際建設(shè)過程中的情況又是怎樣呢？目前國內(nèi)多數(shù)情況下是通過改造現(xiàn)有建筑體來構(gòu)建數(shù)據(jù)中心，對(duì)建筑體本身的“綠色”考慮不足，這也是經(jīng)常被忽略的一個(gè)因素。很顯然，綠色數(shù)據(jù)中心首先應(yīng)當(dāng)是綠色建筑。所謂“綠色建筑”實(shí)際上是一個(gè)寬泛的理念，它既包括了建筑體本身的“綠色”，同時(shí)又要求建筑體在其整個(gè)生命周期都應(yīng)該是綠色的，包括廢棄階段。

      數(shù)據(jù)中心建設(shè)在總體設(shè)計(jì)中，主要從TCO、總體空間規(guī)劃、合理氣流組織、系統(tǒng)融合構(gòu)建等方面考慮節(jié)能途徑與節(jié)能措施。數(shù)據(jù)中心的總體設(shè)計(jì)更需要關(guān)注工程初期設(shè)計(jì)的合理性和適用性，充分考慮到如何在建設(shè)期和運(yùn)營期內(nèi)降低數(shù)據(jù)中心的日常運(yùn)營成本，即能耗成本，同時(shí)降低數(shù)據(jù)中心的TCO，以提高數(shù)據(jù)中心的整體經(jīng)濟(jì)效用比。

      目前，專業(yè)化、高等級(jí)的數(shù)據(jù)中心已從一幢建筑體逐漸發(fā)展成為建筑群體。例如，災(zāi)難備份中心包括數(shù)據(jù)中心機(jī)房主體建筑、動(dòng)力中心、辦公樓、配套研發(fā)樓和生活輔助樓等。數(shù)據(jù)中心合理的總體規(guī)劃、空間與平面布局是依據(jù)建設(shè)需求進(jìn)行總體設(shè)計(jì)的第一步，也是重要的一步?？傮w規(guī)劃確定數(shù)據(jù)中心的等級(jí)規(guī)模和系統(tǒng)構(gòu)成，空間與平面布局確定數(shù)據(jù)中心機(jī)房的場地分隔、工作流程以及建設(shè)工藝?，F(xiàn)行數(shù)據(jù)中心采用機(jī)房密閉護(hù)圍、大空間、少隔斷、適宜的空間容積、人機(jī)區(qū)域分離、區(qū)域集中監(jiān)控等，這些都是新一代數(shù)據(jù)中心空間與平面布局所崇尚的設(shè)計(jì)理念與節(jié)能策略。

1.   建筑圍護(hù)

      數(shù)據(jù)中心通過精密空調(diào)的運(yùn)行來確保IT設(shè)備運(yùn)行所需的特定溫濕度環(huán)境。因此，數(shù)據(jù)中心建筑圍護(hù)的熱工特性是影響精密空調(diào)設(shè)備能效的重要因素之一。

      我國地域廣闊，各地氣候條件差別非常大，全國劃分為五個(gè)氣候區(qū)域，建筑節(jié)能對(duì)不同氣候區(qū)域的建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱要求有著不同的規(guī)定。

      對(duì)于建筑體內(nèi)的數(shù)據(jù)中心機(jī)房區(qū)域，其環(huán)境溫度和濕度是基于設(shè)備環(huán)境的要求和機(jī)房設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)而定的，通常需要在符合《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》的前提下，加強(qiáng)對(duì)數(shù)據(jù)中心機(jī)房區(qū)域進(jìn)行建筑熱工復(fù)合計(jì)算和設(shè)計(jì)處理。同時(shí)，根據(jù)數(shù)據(jù)中心所在外部環(huán)境、機(jī)房區(qū)域位置的內(nèi)外部環(huán)境，以及數(shù)據(jù)中心內(nèi)各功能區(qū)域相鄰布局的內(nèi)部環(huán)境，對(duì)IT關(guān)鍵設(shè)備區(qū)域加強(qiáng)措施，合理計(jì)算保溫隔熱的熱工參數(shù)，選擇適宜的圍護(hù)結(jié)構(gòu)與材料。使用傳熱系數(shù)（K）值小的絕熱材料，對(duì)頂、地、墻的六方體進(jìn)行絕熱，以減少圍護(hù)結(jié)構(gòu)四周的傳熱系數(shù)，整體將數(shù)據(jù)中心的機(jī)房區(qū)域包裹起來，可以達(dá)到較好的密閉保溫節(jié)能效果。

      對(duì)數(shù)據(jù)中心的主機(jī)房區(qū)域應(yīng)當(dāng)采用無窗密閉護(hù)圍，以避免和減少進(jìn)入室內(nèi)的太陽輻射以及窗或透明幕墻的溫差傳熱，是降低空調(diào)能耗的主要途徑和措施之一。對(duì)數(shù)據(jù)中心的支持區(qū)和輔助房間等功能區(qū)采用有窗玻璃護(hù)圍時(shí)，應(yīng)該控制建筑朝向及窗墻面積比，采用雙層玻璃窗或low-e玻璃（幕墻），并輔助采用遮陽設(shè)施（外遮陽、內(nèi)遮陽等）來減少太陽輻射量。

2.   空調(diào)系統(tǒng)

      數(shù)據(jù)中心精密空調(diào)設(shè)備的主要節(jié)能途徑和節(jié)能措施包括制冷負(fù)荷計(jì)算、合理設(shè)定參數(shù)、送回風(fēng)方式、選用高能效比設(shè)備、冷熱風(fēng)預(yù)處理以及動(dòng)態(tài)組合運(yùn)營等。

      計(jì)算數(shù)據(jù)中心制冷負(fù)荷包括數(shù)據(jù)中心機(jī)房內(nèi)設(shè)備的散熱、建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱、太陽輻射熱、人體散熱散濕、照明設(shè)備散熱和新風(fēng)負(fù)荷等。合理控制數(shù)據(jù)中心區(qū)域內(nèi)的制冷參數(shù)，即設(shè)定合理的溫濕度。據(jù)有關(guān)報(bào)道，制冷參數(shù)變化1℃，可能會(huì)產(chǎn)生5%~10%能耗變化。

      高效率地設(shè)計(jì)和布置送回風(fēng)方式以及送風(fēng)與回風(fēng)通道。選用制冷性能系數(shù)和能效比高的空調(diào)設(shè)備，應(yīng)當(dāng)考慮采用高于《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定中建筑空調(diào)設(shè)備和《計(jì)算機(jī)和數(shù)據(jù)處理機(jī)房用單元式空氣調(diào)節(jié)機(jī)》規(guī)定中精密空調(diào)設(shè)備的最低能效比指標(biāo)。采用冷熱預(yù)處理的新風(fēng)通風(fēng)換氣系統(tǒng)。適當(dāng)進(jìn)行空調(diào)設(shè)備組合配置，能夠動(dòng)態(tài)提高制冷系統(tǒng)的效率。對(duì)大型數(shù)據(jù)中心機(jī)房空調(diào)系統(tǒng)適宜采用制冷性能系數(shù)和能效比較高的冷水機(jī)組空調(diào)系統(tǒng)。

      精密空調(diào)系統(tǒng)需要對(duì)溫濕度進(jìn)行精確控制，空調(diào)機(jī)具有四種功能：制冷、電加熱、加濕和除濕。目前多數(shù)數(shù)據(jù)中心采用多臺(tái)空調(diào)獨(dú)立運(yùn)行模式，可能會(huì)產(chǎn)生某些問題：由于產(chǎn)品的非一致特性、參數(shù)設(shè)置的不合理以及機(jī)房氣流組織的不確定性，可能導(dǎo)致同一機(jī)房內(nèi)多臺(tái)空調(diào)運(yùn)行在不同的狀態(tài)，即有些空調(diào)在加濕狀態(tài)而有些空調(diào)在除濕狀態(tài)，白白消耗能源。針對(duì)上述情況，現(xiàn)在大多數(shù)設(shè)備廠家推出了精密空調(diào)群控系統(tǒng)，使同一機(jī)房內(nèi)的空調(diào)系統(tǒng)工作在相同的狀態(tài)上，從而避免了能源的無謂消耗。

      也有部分用戶取消了精密空調(diào)機(jī)內(nèi)的小功率加濕器，轉(zhuǎn)而采用獨(dú)立大功率的加濕系統(tǒng)，同時(shí)根據(jù)熱負(fù)荷的實(shí)際情況自動(dòng)調(diào)節(jié)空調(diào)風(fēng)機(jī)送風(fēng)的變風(fēng)量系統(tǒng)。目前已有廠家推出了這樣的產(chǎn)品，在實(shí)際運(yùn)行中起到了顯著的節(jié)能效果。雖然在設(shè)備采購成本上有所增加，相信在不久的將來，隨著技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)品價(jià)格會(huì)趨于合理。目前還有一些空調(diào)方面的節(jié)能方案，已經(jīng)在節(jié)能方面取得了可喜的效果，但由于技術(shù)和產(chǎn)品價(jià)格等原因，還沒有被普遍采用。空調(diào)節(jié)能主要有以下幾種方式：

      1）自然冷卻系統(tǒng)。利用冬季氣溫較低的氣候條件，通過盤管換熱器為機(jī)房提供冷源，節(jié)省了空調(diào)機(jī)組的用電量，這也是目前采用比較多的一種方式。

      2）轉(zhuǎn)輪換熱系統(tǒng)。利用轉(zhuǎn)輪換熱技術(shù)，在換熱效率上有了較大的提升，節(jié)能效果顯著，在新風(fēng)系統(tǒng)中已有大量的應(yīng)用，但在機(jī)房制冷方面存在設(shè)備安裝、濕度控制等方面的難題有待技術(shù)上的進(jìn)一步完善，目前還停留在實(shí)驗(yàn)階段。

      3）自然風(fēng)冷卻系統(tǒng)。將冬季室外冷空氣經(jīng)過處理后直接用于IT設(shè)備冷卻，在冬季較寒冷地區(qū)具有非常好的節(jié)能效果。但是存在濕度和空氣潔凈度難以控制等問題，該系統(tǒng)的使用還在嘗試階段。

      4）濕膜制冷系統(tǒng)。利用水分蒸發(fā)吸熱制冷，主要用于長年濕度較低的地區(qū)。目前一些機(jī)構(gòu)正在與廠家聯(lián)合研制，并已取得一定的成果。

3.   機(jī)房配電系統(tǒng)

      配電系統(tǒng)的節(jié)能主要依靠系統(tǒng)設(shè)計(jì)和產(chǎn)品性能的提高。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)上應(yīng)當(dāng)采用適合自身需要的設(shè)計(jì)，避免過度規(guī)劃。在系統(tǒng)配置上，應(yīng)根據(jù)數(shù)據(jù)中心設(shè)備負(fù)載的特性，對(duì)系統(tǒng)諧波進(jìn)行有效的治理。產(chǎn)品性能的提高則有賴于配電設(shè)備生產(chǎn)商的技術(shù)進(jìn)步，在產(chǎn)品的選擇上用戶需要平衡產(chǎn)品性能和價(jià)格的關(guān)系。對(duì)于機(jī)房配電系統(tǒng)的建設(shè)應(yīng)關(guān)注以下幾個(gè)方面：

      a.  應(yīng)當(dāng)合理規(guī)劃系統(tǒng)冗余度，重點(diǎn)關(guān)注設(shè)備運(yùn)行是否處于高效狀態(tài)。

      b.  應(yīng)當(dāng)關(guān)注電力傳輸電纜運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性選擇，在電纜線損與價(jià)格上尋找平衡點(diǎn)。不能只關(guān)注初期投資成本而忽視長期運(yùn)行的線損。這是數(shù)據(jù)中心建設(shè)過程中長期被忽視的一個(gè)問題。

      c.  變壓器應(yīng)采用損耗低的產(chǎn)品，例如S10型比S9型變壓器的空載和負(fù)載損耗低10%。

      d.  功率因數(shù)補(bǔ)償。應(yīng)對(duì)配電系統(tǒng)進(jìn)行功率因數(shù)補(bǔ)償，提高自然功率因數(shù)。

      e.  諧波治理。供電系統(tǒng)中的無功功率主要是由相位角和高次諧波造成，治理諧波對(duì)提高電能的使用效率至關(guān)重要。目前治理的方式主要采用增加無源濾波器、有源吸收濾波器和靜止無功發(fā)生器等，應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)際情況合理選擇。

      f.   選擇高效UPS電源系統(tǒng)。目前常規(guī)的UPS電源系統(tǒng)的效率基本可達(dá)到93%，有些特殊形式的UPS系統(tǒng)效率高達(dá)98%。例如飛輪儲(chǔ)能UPS系統(tǒng)，后備電力由高速飛輪提供，省去了蓄電池，在性能提高的同時(shí)更加環(huán)保，是UPS未來發(fā)展的方向之一。但由于后備時(shí)間要達(dá)到常規(guī)系統(tǒng)的相同時(shí)間，其產(chǎn)品價(jià)格還相當(dāng)昂貴，目前的使用案例不多。

      g.  選擇高效節(jié)能照明燈具和智能照明控制系統(tǒng)。在滿足眩光和顯色要求的前提下，盡量選擇高效燈具。智能照明控制系統(tǒng)可以靈活方便的根據(jù)需要控制和管理照明系統(tǒng)。

      h.  合理利用自然光源。根據(jù)數(shù)據(jù)中心的地理位置、日照情況進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性和技術(shù)性比較，合理選擇反光及導(dǎo)光系統(tǒng)。目前自然光源導(dǎo)光系統(tǒng)的效率通常在95%，能夠充分利用自然光源。由于導(dǎo)光系統(tǒng)的生產(chǎn)廠家還不多，價(jià)格相對(duì)較高，其推廣應(yīng)用受到一定的限制。