绿色数据中心的建设

绿色数据中心的建设（共11篇）

绿色数据中心的建设 篇1

绿色数据中心(Green Data Center)是指数据中心机房中的IT系统、机械、照明和电气等能取得最大化的能源效率和最小化的环境影响。

机房建设是一个系统工程，计算机技术的迅猛发展，促进了机房工程建设，对机房的安全性、可用性、灵活性、机架化、节能性等方面提出了更高的要求，绿色数据中心的架设，综合体现在节能环保、高可靠、可用性和合理性三个方面。

节能环保体现在环保材料的选择、节能设备的应用、IT运维系统的优化以及避免数据中心过度的规划。机房的密封、绝热、配风、气流组织等方面如果设计合理将会降低空调的使用成本。进一步考虑系统的可用性、可扩展性，各系统的均衡性，结构体系的标准化，以及智能人性化管理，能降低整个数据中心的成本(TCO)。

《智能建筑与城市信息》3、4月份以“绿色数据中心的建设”为主题，从数据中心的节能方案，数据中心空调、供配电、安防、布线等方面展开全面介绍。本期安排了《大型数据中心节能设计实例分析》、《数据中心节能方案分析》、《数据中心被动式散热解决方案——通向绿色数据中心之路》、《如何选择数据中心空调自然冷却方案》、《数据中心的可用性及可靠性》、《数据中心布线方式的探讨》的文章，希望可以给读者带来启发。同时，敬请关注《智能建筑与城市信息》4月份“绿色数据中心建设”主题的其他文章。

绿色数据中心的建设 篇2

PPP项目合同体系的合同组成

在PPP项目中，项目参与方通过签订一系列合同来确立和调整彼此之间哒权利义务关系，这些合同构成了PPP项目的基本合同体系。根据项目特点的不同，相应的合同体系也会不同。PPP项目的基本合同通常包括PPP项目合同、股东协议、履约合同(包括工程承包合同、运营服务合同、原料供应合同以及产品或服务购买合同等)、融资合同和保险合同等。其中，PPP项目合同是整个PPP项目合同体系的基础和核心。在PPP项目合同体系中，各个合同之间并非完全独立，而是紧密衔接、相互贯通的，合同之间存在一定的“传导关系”。

1.PPP项目合同

PPP项目合同是项目实施机构与中选社会资本签订(若需要成立专门项目公司，则由项目实施机构与项目公司签订)的约定项目合作主要内容和双方基本权利义务的协议。其目的是在项目实施机构与社会资本之间合理分配项目风险，明确双方的权利义务关系，保障双方能够依据合同约定合理主张权利、妥善履行义务，确保项目全生命周期内的顺利实施。PPP项目合同是其他合同产生的基础，也是整个PPP项目合同体系的核心。

2.股东协议

股东协议由项目公司的股东签订，用以在股东之间建立长期的、有约束力的合约关系。股东协议通常包括以下主要条款：前提条件，项目公司的设立和融资，项目公司的经营范围，股东权利，履行PPP项目合同的股东承诺，股东的商业计划，股权转让，股东会、董事会、监事会组成及其职权范围，股息分配，违约，终止及终止后处理机制，不可抗力，适用法律和争议解决等。

3.履约合同

(1)工程承包合同。项目公司一般只作为融资主体和项目管理者而有本身不一定具备自行设计、采购、建设项目的条件，因此可能会将全部或部分设计、采购、建设工作委托给工程承包商，并签订工程承包合同。项目公司可以与单一承包商签订总承包合同，也可以分别与不同承包商签订合同。承包商的选择要遵循相关法律、法规的规定。由于工程承包合同的履行情况往往直接影响PPP项目合同的履行，进而影响项目的贷款偿还和收益情况。因此，为了有效转移项目建设期间的风险，项目公司通常会与承包商签订一个固定价格、固定工期的“交钥匙”合同，将工程费用超支、工期延误、工程质量不合格等风险全部转移给承包商。此外，工程承包合同中通常还会包括履约担保和违约金条款，进一步督促承包商妥善履行合同义务。

(2)运营服务合同。根据PPP项目运营内容和项目公司管理能力的不同，项目公司有时会考虑将项目全部或部分的运营和维护事务外包给有经验的运营商，并与其签订运营服务合同。具体操作中，运营维护事务的外包可能需要事先征得政府方的同意。但是，PPP项目合同中约定的项目公司的运营和维护义务并不因项目公司将全部或部分运营维护事务分包给其他运营商实施而豁免或解除。

(3)原料供应合同。有些PPP项日在运营阶段对原料的需求量很大，原料成本在整个项目运营成本中占比较大，同时受价格波动、市场供给不足等影响又无法保证能够随时在公开市场上以平稳价格获取原材料，继而可能会影响整个项目的持续稳定运营，如燃 煤 电 厂项目中的煤 炭。因此，为了防控原料供应风险，项目公司通常会与原料的主要供应商签订长期原料供应合同，并约定个相对稳定的原料价格。原料供应合同一般会包括以下条款：交货地点和供货期限、供货要求和价格、质量标准和验收、结算和支付、合同双方的权利义务、违约责任、不可抗力、争议解决等。除上述一般性条款外，原料供应合同通常还会包括“照供不误”条款，即要求供应商以稳定的价格、稳定的品质为项目提供长期、稳定的原料。

(4)产品或服务购买合同。在PPP项目中，项目公司的主要投资收益来源于项目提供的产品或服务的销售收入。因此，保证项目产品或服务有稳定的销售对象，对于项目公司而言十分重要。根据PPP项目付费机制的不同，项目产品或服务的购买者可能是政府，也可能是最终使用者。以政府付费的供 电项目为例，政府的电 力主管部门或国有电 力公司通常会事先与项目公司签订电力购买协议，约定双方的购电和供电义务。此外，在一些产品购买合同中，还会包括“照付不议”条款，即项目公司与产品的购买者约定一个最低采购量，只要项目公司按照该最低采购量供应产品，不论购买者是否需要采购该产品均应按照该最低采购量支付相应价款。

4.融资合同

从广义上讲，融资合同包括项目公司与贷款方签订的项目贷款合同、担保人就项目贷款与贷款方签订的担保合同、政府与贷款方和项目公司签订的直接介入协议等多个合同。其中，项目贷款合同是最主要的融资合同，一般包括陈述与保证、前提条件、偿还贷款、担保与保障、抵销、违约、适用法律与争议解决等条款。同时，出于贷款安全性的考虑，贷款方往往要求项目公司以其财产或其他权益进行抵押或质押，或由其母公司提供某种形式的担保，或由政府作出某种承诺，这些融资保障措施通常会在担保合同、直接介入协议以及PPP项目合同中具体体现。

5.保险合同

由于PPP项目通常资金规模大、生命周期长，负责项目实施的项目公司及其他相关参与方通常需要对项目融资、建设、运营等不同阶段、不同类型的风险分别投保。通常可能涉及的保险种类包括货物运输险、建筑工程险、针对设计或其他专业服务的专业保障险、针对间接损失的保险、第三人责任险、政治风险保险等。

6.其他合同

PPP项目中还可能会涉及其他的合同，如与专业中介机构签署的投资、法律、技术、财务、税务等方面的咨询服务合同等。

大数据产业园绿色大数据南方基地建设-PPP项目合同模板： 本合同于2017年【X】月【X】日由下列双方在XX市签订： 甲方：XXXX，系按照中华人民共和国法律正式组织和存续的XXX机构，其住所为XXXXX，法定代表人为XXX；

乙方：XXXX，系按照其注册地法律设立、登记、注册及运作的有限责任公司/股份有限公司，其住所为XXXX，法定代表人为XX。待XXXX成立项目公司，并由项目公司与甲方签署本合同的补充协议后，乙方即指项目公司。第一条 定义与解释 1.1 定义 1.2 解释

第二条 声明与保证 2.1 甲方的声明与保证 2.2 乙方的声明与保证 2.3 各方的声明与保证 2.4 违反声明与保证

第三条 大数据产业园绿色大数据南方基地建设PPP项目的合作范围和期限

3.1 大数据产业园绿色大数据南方基地建设项目概况 3.2 大数据产业园绿色大数据南方基地建设项目的合作范围 3.3 甲方前期投资的确认 3.4 大数据产业园绿色大数据南方基地建设项目合作的排他性 3.5 大数据产业园绿色大数据南方基地建设项目合作期限 第四条 前提条件

4.1 履行本合同的前提条件 4.2 前提条件的期限 4.3 前提条件的放弃 4.4 前提条件未实现 第五条 项目融资 5.1 乙方的融资责任 5.2 融资担保 5.3 甲方对融资的支持

第六条 大数据产业园绿色大数据南方基地建设的土地指标和土地出让

第七条 项目建设进度 7.1 首期启动资金

7.2 大数据产业园绿色大数据南方基地建设项目实施进度 第八条 运营和维护

8.1 大数据产业园绿色大数据南方基地建设项目公司经营计划及财务资料的报告

8.2 大数据产业园绿色大数据南方基地建设项目设施的运营和维护

8.3 运营协调委员会 8.4 审计部门的监管 8.5 履行义务 第九条 产业发展服务

第十条 大数据产业园绿色大数据南方基地建设项目公司的成立及股权转让的限制

10.1 大数据产业园绿色大数据南方基地建设项目公司成立 10.2 股权变更的限制

第十一条 政府购买服务的付费机制 第十二条 履约担保 第十三条 双方承诺 13.1 甲方的承诺 13.2 乙方的承诺 13.3 双方承诺 第十四条 保险 14.1 保险义务 14.2 需购买的险种

第十五条 守法义务及法律变更和政府行为 15.1 守法义务

15.2 法律变更和政府行为

15.3 不视为法律变更及政府行为的情形 第十六条 不可抗力 16.1 不可抗力事件 16.2 不可抗力事件发生期间各方权利和义务 16.3 不可抗力事件的处理 第十七条 甲方的监督与临时接管 17.1 甲方的监督权

17.2 大数据产业园绿色大数据南方基地建设项目质量管理 17.3 中期评估

17.4 甲方临时接管的权利

第十八条 违约、提前终止及终止后处理机制 18.1 违约与赔偿 18.2 提前终止及处理机制

第十九条 大数据产业园绿色大数据南方基地建设项目移交 19.1 期满移交 19.2 移交程序 19.3 提前终止的移交 第二十条 争议解决及法律适用 20.1 争议的解决 20.2 法律的适用 第二十一条 其它 21.1 环境保护 21.2 保密条款 21.3 税收优惠 21.4 通知 21.5 合同的文字 21.6 合同的生效 21.7 合同的补充 21.8 合同的附件

签署页】

本合同由以下双方于二零一七年X月X日在XX省XX市签署，以兹为证：

甲方：（盖章）乙方：（盖章）

数据中心的绿色逻辑 篇3

可以说，数据中心的应用在向着各领域进行渗透。

不过，在中国大力发展信息化建设的今天，数据中心已经成为城市能耗的“大户”。根据一份来自Gartner Analysts的分析报告显示，IT行业的二氧化碳释放量占全球总量的2%，相当于整个航空业的释放总量，而数据中心则占到了IT行业中总能耗的40%。

据统计，2011年，中国的数据中心总耗电量达到700亿千瓦时，占全社会用电量的1.5%，相当于2011年天津市全年用电量。目前中国有将近54万个数据中心在运营，并正以每年18%的复合增长率高速增长，与数据中心相关的基础设施建设市场也正如火如荼地展开。这样的发展态势下，降低数据中心的能耗，建设绿色数据中心的迫切性和重要性已经引发业界的集体关注。

沉重的能耗压力

数据中心（IDC）是指一个具备高速互联网接入带宽、高性能的局域网络、安全可靠的机房环境，同时又拥有完善的设备、专业化的管理、完善的应用级服务的服务平台。数据中心服务商可以此平台为基础，为企业和互联网服务提供商（ISP）、网络内容服务商（ICP）、动态服务器页面（ASP）等客户提供互联网基础平台服务及其他各种增值服务。

中国自上世纪80年代末开始开放互联网端口，从此开始了数据中心的建设工作。传统数据中心的能源处理主要分为两部分：其中的IT设备（服务器、存储和网络）使用45%的能源；而支持这种设计的基础设施，如制冷机组、加湿器、计算机房和空调（CRAC）、配电箱（PDU）、不间断电源（UPS）、配电系统等，使用另外55%的能源。传统数据中心由于硬件损耗高，处理器仅使用30%的能源，而系统其余部分则使用了剩余的70%，这就直接导致了服务器的利用率低下。据统计，传统数据中心的服务器的利用率一般仅为20%，而剩余的80%都是闲置的。而传统数据中心由于采用楼宇化部署模式，缺乏对业务发展需求的合理评估。以供配电系统为例，传统数据中心的发展模式往往按照中期甚至终期的需求进行初始规划和建设，必然导致机房内基础设施长时间利用效率低下。目前传统数据中心的过度规划、浪费严重、利用效率低等问题十分严重，其能耗压力也越来越大。

据IDC数据统计，中国现在服务器保有量是182万台，销售额为27.7亿美元，目前电力成本已经占到了销售额的30%。北京网通数据中心皂君庙机房的负责人说，“供电不足的问题，不仅无法扩容，而且出租机架的绝大部分收入都用来付了电费……北京绝大部分机房的供电都不足。”而中石化总工程师吴正宏也说，“我们的机房是上个世纪90年代建的，到现在数百台服务器已经摆得密密麻麻，所以节能和环保问题就显得特别地突出。”

目前，中国正在兴起新一轮数据中心建设的热潮，但电力供应、散热、运营成本对企业数据中心的影响日益扩大，日益攀升的能源成本正在成为企业的巨大负担。在这样沉重的能耗压力下，营造节能环保的“绿色数据中心”已经刻不容缓。

落后的能源管理模式

目前中国的数据中心类型大致可以分为两种，一种是原有的中小型、分散式的数据中心。这类数据中心大概有50万个左右。由于建设年代比较早，能源管理标准也较低，这类数据中心在概念上仅仅是聚集了大量服务器、存储设备和网络设备的场所，初期建设过程中未对机房建设、气流组织、制冷系统规划及UPS电源规划等做出详细节能设计，在单位比特能耗上，这些数据中心的PUE比较落后。传统的中小型数据中心由于空间布局、供电线路和机柜微环境布局不合理，特别是散热及通风能力较弱，中心机房容易过度制冷或局部过热。由于服务器集中地区过热而导致机器宕机情形日益增多。

此外，由于技术管理不到位，随着服务器的增加，传统的数据中心运行维护成本快速增加、响应速度缓慢等弊端，已经成为很多企业IT构件中对资金、人力、运行投入最高以及最主要的能源和成本消耗部分。

而目前新建的数据中心大都为集中式数据中心。这类数据中心机房设备一般都高度集成，虽然集中式数据中心软硬件资源利用率大幅提高，运维和管理成本大幅降低，但大规模的数据中心的资源消耗量更为惊人。位于丰台区科技园区的北京铁通IDC中心始建于2006年，机房总建筑面积达到4050平方米，相当于10个篮球场大小，其中的数据机房面积达到2020平方米。北京铁通IDC机房采用一类市电供电，实施双路10KV市电供电引入，两路电源互为主备用；16台大功率UPS组成多套的独立双总线供电系统，功率超过5000kW。另外，场外配备了两台2200kW的科勒柴油发电机组和一台威霸柴油发电机组实时待命，发电机组自带2吨的油库，可以持续向设备供电8个小时以上，以应付可能发生的任何电源故障。

目前随着企业级数据中心应用日趋复杂，无论是传统式还是新建的数据中心，其主体设备数量都在不断增加，但由于数据中心的能源管理涉及到计算机硬件系统（服务器、存储设备和网络设备等）、设备及环境监控系统、多媒体会议系统、总控中心系统、安全防范系统、空调通风系统、火灾自动报警及自动灭火系统、装饰系统、综合布线系统、人力资源系统等多个系统，能源管理模式都较为落后。目前中国对数据中心的规划、建设和整体解决方案还很欠缺，在大型绿色数据中心的规划方面的研究也基本属于空白状态。

数据中心的绿色转型

目前数据中心的耗电量已经十分惊人。来自中国数据中心工作组的数据显示，中国典型数据中心的总体能耗已经达到约100万瓦，而电力在数据中心整体成本中已经超过了50%。在中国，数据中心消耗的电量已经占全国建筑总能耗的10%，每年消耗电量相当于三峡大坝全年的产能。数据中心工作组数据中心顾问曲海峰表示，“在中国一个典型的托管性数据中心中，平均4年的电费将超过数据中心基础设施投资，而数据中心的使用寿命可达到15年以上。”未来，中国对数据中心流量处理能力的需求将增长7至10倍，机房面积将会翻一番。可想而知，电力需求也会随之成倍增长。因此，“绿色数据中心”的建设已经成为业界和社会的共识，特别是很多数据中心用户，都希望借助高科技手段，提高数据中心能源利用率，建成绿色、低碳、环保的数据中心。

2013年1月，工业和信息化部联合发改委等五部门共同发布了《关于数据中心建设布局的指导意见》，鼓励企业利用云计算、绿色节能等先进技术进行整合、改造和升级。指导意见特别提出将充分考虑资源环境条件，引导大型数据中心优先在能源相对富集、气候条件良好、自然灾害较少的地区建设，推进“绿色数据中心”建设。此后，《工业和信息化部关于进一步加强工业节能工作的意见》则指出要开展“绿色IT”发展战略、通信业节能减排统计指标等相关研究，推进绿色数据中心、绿色基站的建设，加快推动信息数据中心、通信机房和基站节能改造。

2012年2月27日，工信部发布《工业节能“十二五”规划》，明确规划了“十二五”时期的工业节能目标。其中重点提到到2015年，数据中心PUE（数据中心消耗的所有能源与IT负载消耗的能源之比）值相较“十一五”要下降8%。目前，中国典型数据中心的PUE值为2.2～3.0，远高于世界平均水平，并且利用率仅有20%～30%。

可以说绿色数据中心的建设，是数据中心发展到一定阶段的必然结果。数据中心是能耗大户，由于涉及到整体建筑、机房、空调、UPS、服务器等IT设备、应用系统和数据管理效率等诸多方面等问题，因此其规划、建设和运营肯定涉及到生产各种IT设备的企业，系统集成公司，也会涉及到政府出台的标准和政府的规划。只有在管理成本、资源整合、业务响应速度、能源管理等各方面有所突破，数据中心的绿色逻辑才会运行通畅，绿色数据中心的建设也才会顺利推进。

数据中心网络建设光纤的绿色优势 篇4

在过去两年中，数据中心能耗问题被高度关注。美国环保署(EPA)公布了一项数据：2000～2006年，美国数据中心能耗增加了一倍，其中2006年电能消耗占全国的1.5%。换言之，这相当于500万个美国家庭消耗的电量。更令人担忧的是，EPA报告指出，到2011年，数据中心能耗很可能翻一番。

数据中心的能耗增长来源于以下方面：即存储扩容、数据处理加速以及应用刀片服务器以支持虚拟化。刀片服务器的应用在减少数据中心服务器数量的同时，也会明显消耗更多的电能。

目前，数据中心采用10G的50μm激光优化多模光纤(OM3)，可以减少能源消耗和二氧化碳的排放。10GBase-SR的光纤连接，可以使得数据中心采用端口高密度的网络设备，降低电力和制冷要求。此外，与10GBase-T的铜缆连接相比，光纤布线可以减少占用的通道空间，从而提高制冷效果。

2 OM3光纤

OM3光纤对于10G光网络非常关键。这种优化的光纤具有850nm激光波长，最小有效模式带宽为2000MHz·km。OM3光纤的最小有效模式带宽可以支持10G数据传输到300m，而Cat.6A仅限于100m。专家指出，激光优化光纤提供迁移路径以支持更高传输速率，例如16G和32G的光纤信道和100G以太网。

3 10G网络设备和冷却——光的优势

和10G UTP铜缆设备相比，10G光纤交换网络设备和服务器适配卡，消耗电能更少。铜缆的高插入损耗和电子数字信号的去噪电路，意味着其能耗必然比低损耗的光纤交叉连接要高。

10GBase-SR SFP的光收发设备，每个端口最大消耗功率为1W，而10GBase-T的铜口交换机，每个端口最大消耗功率为8 W～10W。SFP+底架线卡可支持48端口，而10GBase-T卡一般具有6～8个端口。10GBase-SR服务器适配卡支持300m传输时消耗的功率低于9W，而10GBase-T卡传输30m，就消耗24W功率。专家指出，Cat.6A或7类双绞线的10GBase-T传输可以拓展到100m，但是电力成本也随之提高。

在提供相同带宽情况下，10G光纤系统比铜系统需要的交换机和线卡少很多(如图1所示)，这就使得网络设备和制冷能耗减少。一个48端口的光线卡等于6个8端口线卡。10GBase-SR服务器适配卡支持300m传输时消耗的功率低于9W。光纤适配器所需电力来源于服务器的PCI-Express插槽，而不需要外部电源。2007年1月，以太网适配器可以支持10GBase-T。在最大30m传输距离情况下，适配器卡功率仅低于25W。因为PCI-Express插槽最多支持25W，铜适配器卡在用于更远距离传输时，就需要额外的电源支持。

硅芯的发展要求降低10G铜产品的电力消耗。主要是交换机厂商在2009年以前，不会提供10GBase-T的产品;而芯片厂商继续寻找电力消耗和散热问题的解决办法。行业内对10GBase-T的期望是最低电能消耗达到每端口4W或5W，而在三到五年之内，这是难以实现的。

高密度光纤和小半径线缆，提高了底板通道空间的利用率，有利于布线和冷却。如果是架空路由，使用光缆也能优化通道使用。一个直径为0.7〃的光缆含有216芯光纤，支持108个10G的光回路。而108根铜缆的直径总共为5〃。10G铜绞线的物理设计，导致跳线面板和网络设备缆线的管理问题。较大的Cat.6A外径影响了管道尺寸和填充率，同时由于弯曲半径增加，也存在着缆线的管理问题。由于空气冷却的堰塞效应和对通风系统的影响，通道中密布的铜缆将增加网络设备发生故障的可能性。而光缆可以提供更好的系统密度和线缆管理，使空气流通阻塞降至最小，提高制冷效率，如图2所示。

4 绿色指标

图3通过10G的光纤交换机和铜交换机对比，展示了制冷和节能的效果。据相关信息，为了运行10G网络设备，每消耗1kwh时的电力，就需要消耗2～2.4kWh的电能用于制冷。

10G的光网络连接比铜缆连接更加节能，因此也更环保。低能耗也降低了二氧化碳的排放量。EPA指出，每千瓦时的能耗相当于1.6磅的二氧化碳排放量。因此，48端口的10G铜交换机的能耗，相当于排放201, 900磅的二氧化碳，而48端口的10G光纤交换机，只相当于48, 600磅的二氧化碳排放量。换句话说，使用48端口的10G光纤交换机系统，相当于美国高速公路上少了13辆汽车所减少的二氧化碳排放量。使用10G的光纤连接，如果是288端口，效果将更加明显，相当于每年减少了85辆汽车二氧化碳的排放量。

另一种常用的比较方式，是将二氧化碳的排放量换算成美国家用电能消耗。根据EPA换算结果，每年每家的用电量相当于7.55吨的二氧化碳的排放量。因此，通过二氧化碳的排放量换算，48端口的光纤交换机与铜交换机相比，就相当于3个与12个家庭消耗电能相比。换言之，288端口的10G光纤系统和铜连接相比，就等价于10个与72个家庭消耗电能比较。

让我们看看另一种绿色衡量方法，10G光纤系统和铜连接相比较下能耗的经济效应(如图4所示)。这里，每千瓦时相当于0.147美元。一个288端口的光纤交换机和铜缆交换机相比，可以节省93, 000美元，据端口数计算，每年经济节省达到76%～86%。

5 结束语

绿色数据中心的建设 篇5

关键词：绿色数据中心；网络机房；IT系统；一体化

中图分类号：G717 文献标识码：A 文章编号：1005-1422（2016）03-0115-04

一、引言

绿色数据中心（Green Data Center）是指数据中心中的IT系统、机械、照明和电气等能取得最大化的能源效率和最小化的环境影响。绿色数据中心是数据中心发展的必然，我们主要从建筑节能、运营管理、能源效率等方面来衡量一个数据中心是否为“绿色”。绿色数据中心的“绿色”具体体现在整体的设计规划以及机房空调、UPS、服务器等IT设备、管理软件应用等是否具备节能环保功能。

二、绿色数据中心架构

绿色数据中心是数据中心发展的必然。绿色数据中心的“绿色”具体体现在整体的设计规划以及机房空调、UPS、服务器等IT设备、管理软件应用上，要具备节能环保、高可靠可用性和合理性。

三、节能一体化解决方案

本项目数据中心的节能设计，我们提出的节能一体化解决方案包括电力系统节能分析、动力环境系统节能控制、IT设备的智能控制、IT设备新型的节能技术的应用、智能管理软件的应用等，并将这些作为节能重点来设计，在设计过程中需要系统分析和统筹兼顾，以达到绿色、节能、环保的目标。

1.六种节能方案及效果

2.基础设施及节能措施

（1）机房环境的要求

现代IT设备中的元器件及集成电路极易受到温湿度、尘埃、有害气体、电磁、雷电等的干扰，为使其可靠运行，机房必须具备一定的环境条件，根据《电子信息系统机房设计规范》（GB 50174-2008）的规定，机房环境应达到以下要求：

（2）基础设施节能措施

数据中心建设中与建筑热工有关的节能途径与节能措施主要关注围护结构、内墙保温、保温材料、六方体围护、热桥处理、无窗密闭护围等几个方面。

3.机房空调与机房空调节能措施

（1）机房对机房空调的要求

机房是数据处理中心，安装有大量的计算机、磁带机、磁介质、交换机、路由器等对环境温湿度、洁净度要求较高的精密设备，对机房环境有严格的要求，其中最重要的是机房温度、湿度和洁净度三个指标。

机房专用空调（精密空调）是为计算机机房（包括程控交换机房）专门设计的特殊空调机，精密空调系统的设计是为了进行精确的温度和湿度控制，精密空调系统具有高可靠性，保证系统终年连续运行，并且具有可维修性、组装灵活性和冗余性，可以保证数据中心四季空调正常运行。

计算机机房专用空调在设计上与传统的舒适性空调有着很大区别，二者为不同的目的而设计，无法互换使用。计算机机房内必须使用机房专用空调。

（2）机房专用空调设备类型

机房专用空调设备制冷系统形式很多，可以根据工程项目的特点，选用不同的制冷系统。机房专用空调机组制冷系统主要冷却形式有风冷式、水冷或乙二醇水冷式、冷冻水式、双冷源系统等。

（3）机房空调节能措施

在对自控新风冷气机设备进行选型过程中，机房的热负荷和换气次数是最为重要的参数依据，因为这两项参数决定了机房的温湿度能否得到恒定以及机房的洁净度能否得到满足。所以我们在机房专用空调设备选型时先选定这两项数据，然后再对选定的新风设备型号进行其它次要数据项的验证。根据机房热负荷及换气次数的计算，可以对机房专用空调设备的设备型号进行选定。

（4）冷气流组织与节能措施

气流组织就是将空调机送出的冷风通过预定的风道、风口，按预定的风量与风速送往需要制冷的地点，再把设备产生的热空气回收到空调制冷的过程。气流组织分为三个部分，即冷气产生、冷气配送和气流返回。

（5）机柜内制冷的节能措施

A.机柜布局：机柜按行排列，采用冷热通道的技术，背靠背布局。

B.安装盲板：尽管机柜通常被认为只是一种机械支架，但它对于防止设备排除的热空气重新进入设备进气口至关重要。

尽管主要的IT设备制造商均强烈建议使用盲板，但实际上90%或更高比例的机房都忽略了这一点。热空气再循环问题可能导致IT设备的温度上升8℃。安装盲板是一个极其简单的过程，可以用非常低的成本应用于几乎所有的数据中心。

C.使用标准宽度机柜（使用超宽机柜将可能使得热空气通过设备侧面进行短路循环）。

D.使用深度扩展的机柜。

E.使用螺丝固定IT设备（使用托盘安装IT设备会造成相关位置盲板的无法安装，从而为热空气的短路循环提供了完全开放的条件，应尽量避免）。

F.使用带有风扇系统的机柜，可将底层空气输向机柜前端或从机柜后端主动排除热空气。

G.合理的负载分布。

不合理的设备安装位置，特别是高功率高密度设备的安装位置，可能明显增加机房的工作压力。当高负载密度、高功率服务器被组合成一个或多个机柜时，便会出现高负载密度设备群。这种情况可能导致数据中心出现热点，并要求操作员采取相应措施，如降低空气温度设置点等。

四、供配电系统节能

1.供配电系统节能概述

（1）精确计算供电功率

使用用电管理软件精确计算用电功率和智能化控制系统用电，提高电源利用率。为机房建设规划提供更精确的数据，智能控制整体用电量。

（2）供配电系统节约电能的技术方法

主要是配电电压深入负荷中心、配电变压器的正确选择和经济运行、配电线路的合理选择和经济运行、电压调节和无功补偿等技术和方法的采用。

我国现有电力系统中，35kV以上电压等级输变电系统主要担负着远距离传输电能的作用，l0kV及380/220V电压等级则是配电系统的主体，与用户关系最为密切。电能通过导线、开关、变压器等设备进行传输的过程中，会产生功率损失（有功、无功功率），并在相应的时间内产生能量损失（有功、无功电量）。配电系统的线损率就是指在一段时间内，配电过程中损失的有功电量和该系统所获得的总电量之比。

2.UPS节能措施

目前UPS的节能必须从方案、UPS、电池、配电等方面全方位进行。

（1）UPS供电方案设计

根据远期最大IT负荷800KVA，建议采用输入输出一体化模块化设计UPS供配电系统。为了提高UPS系统的可用性，可以采用模块化冗余措施。

采用两模块化UPS电源，分别给不同的负载进行供电。系统输出部分采用热插拔配电模块，可以节省输出配电柜的成本。

实际上，模块化UPS的好处是完全可以按照实际的负载来配置功率模块，使得UPS的输出能力和负载之间的配比处于合理的百分比，而不用一次购买庞大的固定功率的UPS系统，使得初期UPS的负载量很低，运行成本高。

（2）UPS在线并机扩容功能

采用单机N+1冗余模块化热插拔技术，为机柜式外观结构。通过了机房的电磁兼容和电磁抑制测试，可直接安装在机房里面。与服务器机柜并排摆放。

模块化结构在IT设备上已被广泛使用（如PC机、服务器、小型机等）。模块化结构可以使得系统结构更加清晰，降低系统的复杂度，提高系统的可靠性；热插拔技术可以使得系统的配置随需要任意调整。模块化结构大大降低了设备维修时间，不需要UPS厂商专业工程师，就可以及时排除故障，保障系统的连续运行；模块化结构可以实现单机冗余，且冗余度可以随负载量的变化自动调整，其可用性要高于两台普通UPS并联；模块化结构减少了备件的数量，避免购买大量备品备件，浪费资金；模块化结构还使得电池配置很简单，降低成本。不用考虑单机60分钟，还是并机60分钟。

（3）采用模块化UPS，实现逐步扩容

目前，模块化UPS已经开始在国内应用，模块化UPS特点主要包括：可扩容、平均故障修复时间（MTTR）短、可经济实现“N+X”冗余并机。

（4）提高UPS自身能效，优化负载效率曲线

目前UPS均为在线式双变换构架，在其工作时整流器、逆变器均存在功率损耗。以一个容量为400kVA的UPS为例，每度电按0.95元计算，UPS效率每提高1%，一年节省的电费为400×0.8×0.01×24×365×0.95=26630.4元。提高UPS的工作效率，可以为数据中心节省一大笔电费，可见提高UPS效率是降低整个机房能耗的最直接方法。因此采购UPS，尽量采购效率更高的UPS。

五、机房动力环境监控与节能措施

1.机房动力设备监控

机房动力设备监控包括电力监控、发电机监控、UPS监控、空调、新风监控。电力监控电源系统的电压、电流、频率、视在功率、有效功率等参数；发电机监控转速、输出电压、电流、频率、油温等参数；UPS监控UPS状态、输入输出电压、电流、频率、电池电压、电池后备时间等参数；空调监控送回风温湿度、风量、压缩机状态、过滤器状态参数。

2.机房动力环境监控

机房环境监控包括机房各区域温湿度、漏水情况、消防监控等。

3.安防监控

安防监控主要是视频监控、红外防盗监控、门禁监控。

六、新风系统与节能措施

1.新风量计算

根据《电子计算机机房设计规范》规定，新风量应按下列三项要求合理取值：室内总送风量的5%；按工作人员每人40m3/h；维持室内正压所需风量。

2.新风净化处理

进入机房的新风必须经过初效、中效、亚高效三级处理，房间内新风质量要求较高时，还应安装紫外线灭菌装置，经过处理的新风送入专用空调回风口，与一次回风混合以后进入专用空调机组，经专用空调机后进入房间。

新风最好经过温湿度处理至室内工况后同与回风混合，避免夏季压缩机与电加热器同时工作，节省电能、减少空调机运转时间、延长使用寿命。

七、IT设施的节能措施

1.KVM主机切换系统节能

KVM具有节省空间、提高效率、使用简单、易于管理、节约成本、远程管理、环保节能等特点。

KVM机房监控管理智能电源管理解决方案，为数据中心的节电增添了又一个好帮手。KVM软件管理一款综合电源管理软件、智能PDU和环境传感器设备的软硬件结合的解决方案，能提供远程电源控制、机架级和设备级监控能力，为数据中心的管理者提供有价值的信息来提高设备的运行时间和容量规划等。

2.刀片服务器节能

刀片服务器比机架式服务器更节省空间，一般应用于大型的数据中心或者需要大规模计算的领域，如银行电信金融行业以及互联网数据中心等。目前，节约空间、便于集中管理、易于扩展和提供不间断的服务，成为对下一代服务器的新要求，而刀片服务器正好能满足这一需求，因而刀片服务器市场需求正不断扩大，具有良好的市场前景。

八、数据中心管理软件节能

1.电能管理软件节能

由智能PDU和电能管理软件组成。智能PDU能通过机柜级和设备端的用电监控管理，精确统计设备一级的耗电量，为用电容量控制和收取电费提供了准确的数据依据。与普通PDU不同之处还在于，智能PDU能在远程像亲临现场一样对设备进行电源开、关、重启等操作，及时修复故障，保障系统持续运行，还能将PDU空闲插座设为无电状态，消除因人为失误插入设备导致PDU的过载跳闸及设备宕机，以及通过对PDU插座的来电延时配置，避免因设备同时加电引起的瞬间电流峰值导致的断电跳闸。智能PDU最大的特点在于，不仅提供了每个端口的用电计量功能，还能对设备所处微环境的温度和湿度监控。

2.数据中心电源管理系统节能

数据中心的电源管理可分成四个阶段，分别是连接（保证电源的可靠供应）、计量（测量电能的消耗）、分析（查找电源低效率的原因）和智能分配（根据需求实现电能的动态分配）。目前的电能管理还处于连接和计量阶段，为了迈向更高级的分析和智能分配阶段，智能电源管理将是数据中心管理者必不可少的手段，同时达到节能、高效管理的效果。

3.虚拟化管理方案的节能

虚拟化管理通过硬件模拟实现，系统基于VMware或微软的虚拟服务器。该方式为每个虚拟服务器模拟了物理的服务器硬件，包括了全配置的BIOS这种方法让每个虚拟服务器好像运行在主机平台的单个处理器上。硬盘方面，每个虚拟服务器是完全独立的，在其硬盘上有操作系统和必要的应用。还有一种是通过主机来虚拟分类的。

九、小结

机房建设是一个系统工程，计算机技术的迅猛发展，促进了机房工程建设，对机房的安全性、可用性、灵活性、机架化、节能性等方面提出了更高的要求，绿色数据中心的架设，提高了机房的节能环保、高可靠可用性和合理性。

绿色数据中心的建设 篇6

之前, 大部分广播电视枢纽的设计和建设一般采用各系统独立设计的方式, 对枢纽的整体能耗的分析和优化设计较少。随着我国对节能要求的提高, 对广播电视枢纽的设计需达到绿色建筑的要求。在广电枢纽中, 通常电力消耗占整体建筑能耗的70%~80%, 因此, 对枢纽电能的管理是实现绿色建筑关键的部分。对电能的管理主要分电能消耗的分项分类计量、电能消耗模型的可视性与分析、电气设备的主动节能与被动节能、建筑电气设备的节能优化控制方式、太阳能和LED节能型灯具的应用等部分。

通过以上几部分, 对枢纽内的各类型、各区域能耗进行分类分析, 研究其能源消耗的模型, 总结枢纽中运行的节能方法, 采用集散型自动控制系统对电气设备进行节能运行, 同时对电视生产的设备管理人员和大厦管理人员进行优化用能指导, 系统由网络化能耗管理系统组成, 构架如图1所示。采用智能化的技术手段给建筑整体带来的巨大好处在于:可以满足社会对建筑节能和降低二氧化碳气体的排放, 降低建筑的运行成本, 提高建筑管理效率等, 这些都极大地推动了绿色型广播电视枢纽的建设和节能技术的发展。

2 枢纽中心电能消耗的分项分类计量

枢纽中各种设备能耗的计量是节能降耗的基础。枢纽中的各种用电设备众多, 只有在对各种设备分类、分区、分时计量的情况下, 才能对各设备的运行能耗情况进行实时的分析。枢纽的能耗计量监测系统利用网络化的现场计量设备在线传输得到各类能耗设备的实时能耗数据, 通过整理、拆分等数学手段, 计算并存储各分项用能能耗 (如电视生产、空调、照明、动力等) , 通过管理软件系统进行分析, 建立各用电设备的能耗模型, 并进行可视化的信息处理, 为主动节能和被动节能方式提供依据。分项计量系统结构主要由终端计量子系统、数据采集子系统、网络传输子系统、本地数据管理中心服务子系统四部分组成, 分项计量系统的结构如图2所示。

能耗数据采集点根据枢纽内的各系统能耗设备的供电回路进行布设。包含建筑内各楼层的演播厅、导播室、录音棚、非线编辑室和办公室、会议室等各处电视生产设备、演播照明、暖通空调、普通照明和动力等系统用电回路, 这部分回路的计测采用电能表进行测量, 另有一部分无法进行能耗分类的回路, 根据现场的用电情况采用相应的软件算法进行数据拆分。

3 枢纽中心电能消耗的智能分析

在分项计量系统所采集到各种设备的实时能耗数据的基础上, 将设备能耗参数和计量周期的正常运行时间等必要数据输入到分析系统中, 可得出设备能耗的数学模型。天津数字电视中心的某一中型演播室的照明系统, 按照节目制作的要求, 在周一到周五, 每天使用一次演播室, 每次节目摄制的时间3~4小时, 在周六和周日为每天使用两次, 设计计量周为7天, 得出图3的照明系统能耗模型。

由以上模型可以得出, 在正常运行情况下, 演播室使用时, 照明系统能耗约为17k W, 在准备使用的情况下, 照明设备能耗在0.6k W~1k W之间波动。在得出设备运行的正常能耗模型后, 系统对各设备的运行能耗数据进行监测, 当发生设备运行和其数学模型不同时, 则可能存在着非正常使用设备或延迟关闭设备的情况, 系统即可以发出告警信号, 指出何种设备出现了能源浪费的情况, 同时要求采用主动节能措施或被动节能措施进行处理。图4是某非线性编辑机房的空调设备的节能示意图, 在进行计量时, 设备的能耗情况进行分项计量后, 并采用自动实时控制系统对空调设备进行运行管理以后所发生的运行数据, 从图4中可以看到, 进行计量和自动控制以后, 设备的运行情况接近理想的设备能耗数学模型。

枢纽中心的所有设备能耗可采用这种方式进行节能运行, 但考虑到投资等方面的原因, 主要在生产设备、空调设备、照明设备等较大能耗的设备方面进行分项计量和自动节能控制。

4 电气设备的主动节能与被动节能

4.1 主动节能

在建筑节能中, 主动节能是在正确使用电气设备的情况下, 主动减少不必要的设备运行时间, 达到减少能耗的目的。由于使用者在使用习惯和节能意识等方面进行实时或周期性的能耗统计分类比较, 分析出较合理的能耗运行方式, 以节省能源消耗。例如功能相近的两个演播室灯光系统, 在能耗上却有较大的差距, 此时系统会对照原设定的数字模型进行能耗原因的自动分析, 最后用图形化的方式提出节能运行的模式, 使用设备的管理人员可主动进行合理运行, 以减少不必要的能源消耗。这种节能方式适用于电视生产设备的节能运行, 是一种以人为主导的节能方式, 系统的安全性较高。

4.2 被动节能

设备的能耗可能存在浪费的情况, 通过分项计量系统的可视化能耗数据, 可提示使用者及时停止浪费的能源。分项计量系统是指采用某些技术措施, 对用电设备进行自动控制, 使设备在保证正常运行的条件下, 自动进入节能运行。这种节能方式是由原设定的运行程序主导, 具有节能效果较好的特点, 但由于不需要人为确认, 因此, 不宜在主要的电视生产设备上运行。且适用于建筑中的暖通空调系统、普通照明系统、泛光照明系统的给排水等方面的自动控制节能。

在建筑中, 暖通空调和照明系统占建筑能耗的70% (以一般办公建筑总能耗为基数, 不含电视生产设备) , 所占建筑能耗的比重较大, 若对这两个系统采取节能措施对建筑整体节能具有较大的意义, 因此被动节能成为主要目标。此方面采用的有楼宇自控系统 (BA) 、智能照明系统等。

5 建筑电气设备的节能优化控制方式

5.1 楼宇自控系统

楼宇自控系统主要是对建筑内空调冷热水系统、中央空调及通风系统、配电系统、备用发电机组、电梯、给排水系统等进行现场自动控制和集中管理。由于中央空调是建筑中能耗高的系统, 因此在节能方面, 主要是对中央空调进行监控。楼控系统设计为集散控制系统, 它应用中央服务器/工作站进行空调设备进行集中管理, 并通过现场控制器 (DDC) 进行分散控制, 管理者可通过集中管理的中央计算工作站上的图形化界面对所有电气设备进行操作、管理、报警等, 通过计算机图型化的用户界面实时向管理者集中报告各种运行状态和运行参数, 有效地提高管理水平和工作效率。通过分布在各个电气设备旁的现场控制器 (CCD) 中的内置节能运行程序, 可对电气设备进行有效的控制。这种集散系统即使个别的控制器出现问题也不会影响其他设备的运行, 有很高的安全性。系统主要由以下的节能控制策略:

(1) 精确控制节能

据统计, 空调系统在制冷工况下, 如果设定温度调低1℃, 系统能耗大约增加10%~12%, 采用人工进行空调控制, 环境温度一般不会高于或低于2℃, 这样带来的能耗是很大的。以一间200m2的编辑室为例, 一个制冷季节所耗电能约在13000k Wh左右。按比人工控制精度提高1℃计算, 每个供冷季约节电为1300k Wh。

(2) 节能优化运行策略

串联温度控制:在夏季制冷时, 空调的设定温度随着外界环境温度的变化而进行调整。当检测到室外温度升高时, 则自动将温度按一定比例值提高 (如图5所示) 。这样可以尽量避免室内外温差过大的情况, 减少对身体不适的影响, 同时也可以达到节能的目的。这种节能策略在大厦的出入大堂等过渡性的环境中比较适用。

热线综合利用:在电视枢纽的演播室中有大量的电气设备, 如照明、演播设备, 这些设备的功耗大, 发热量大, 需要进行冷却降温处理。在冬季, 我们用热回收的空调系统对气流进行重新组织, 在BA设备的控制下, 将演播室中设备所发出的热量输送到办公区等辅助区域, 使这些区域的供热能量的消耗减少, 通过这种方式可节省部分办公区供热能耗15%左右。

空调照明系统联合控制:在楼内的部分办公空间中采用空调照明联合控制方式, 对空调和照明系统进行节能控制。在办公区设置人体感应器, 用于检测办公区是否有人在工作岗位上。如果检测到有人, 自动控制系统将空调和灯光调整到有人状态, 将环境温度和照度自动控制在适宜的位置。系统以办公区总能耗数据为控制目标, 综合测试空调、照明、自然光照度以及自然光而引入的热量等参数, 自动选择控制参数对空调、照明、窗帘的状态进行控制, 达到节省能耗的目的, 如图6所示。

自学习型环境设备预开关机时间控制:在枢纽中, 很多办公区是固定上下班时间的, 按一般空调管理的情况, 在下班前的一段时间内停止空调系统的工作。但是, 由于每天的环境温度、空调负荷、人员情况都不完全相同, 因此, 要保证在下班的时间办公室内的温度达到最低温度点 (供热工况下) , 每天的停机时间是不一样的。靠人工进行管理很难达到既保证最低温度, 又不浪费能源的目的。自动控制系统在现场控制器 (DDC) 中设置优化运行的程序, 自动记录每天的运行数据, 根据过往的记录进行停机时间的确定, 节省空调设备的运行能耗, 如图7所示。

5.2 智能照明系统

由于枢纽中心面较大, 公共空间也较大, 因此, 公共空间的照明灯具数量也很多, 采用一般的开关控制, 一方面操作复杂的照明回路比较困难, 同时, 也因为有人工疏失导至未能及时关灯的情况而导致电能的浪费。采用智能照明系统对照明进行自控可有效的对这两方面的问题给予解决。智能照明系统的主要控制方法有三种:

(1) 照明场景时序控制方式

设置白天、傍晚、夜晚、深夜、节假日模式, 这几种模式在预先设定时间控制程序的管理下自动进行模式转换, 无需人工干预即可实现自动控制和节能运行。这种控制模式主要用于枢纽园区、大堂和大型公共空间中。

(2) 人体感应照明控制方式

这种控制方式主要是根据照明场所中存在无人的情况时进行控制, 当检测到该场合有人时, 自动进入工作状态, 当检测到为无人状态时, 自动进行节能工作状态。如办公室中的工位照明、卫生间、过道等可采用这种控制方式。

(3) 照度自动控制模式

在电视枢纽中的办公区, 窗户附近设有照度传感器, 当外部阳光强烈时, 可调节靠近窗户内部的灯光使其变暗;当外面阴天或晚上时, 能将灯光调亮, 实现恒照度照明, 达到节能的目标。

6 太阳能和LED节能型灯具的应用

6.1 太阳能光伏发电系统

太阳能是一种清洁能源, 其应用得到快速增长。太阳能光伏发电是一种无碳排放的发电系统, 是绿色建筑中可再生能源的重要来源之一。但由于太阳能系统能量密度较低, 目前的太阳能光伏系统的建设成本较高, 因此, 广电枢纽的太阳能系统只能作为能源的一个补充。

太阳能系统的设计应根据广电枢纽中心的建筑情况进行, 如在附属区的建筑顶层约2500m2的屋顶, 装机容量为128.8k W的太阳能发电光伏系统, 系统预装560块型号为YL230 (30) P1650×990太阳能光伏电池板, 每块电池板的峰值功率为230k W。根据天津地区太阳能平均年照度的情况, 考虑到气温修正、设备效率等多方面的因素, 系统的年发电量约为13万度。

6.2 LED节能型照明灯具

LED照明灯具是节能的照明灯具之一, 其光源效果达到100Lm/W, 整体灯具的照明光效达到77Lm/W, 照度是传统的白炽灯8倍, 荧光灯的2倍。因此, 在广电枢纽中采用LED灯具是一个节省电能的重要途径。按照一幢15万平方米的广电大厦, 其照明功率约为每平方米15W左右, 整体照明功率为2250k W, 全年的照明能耗约为300万千瓦时。采用LED照明系统后, 可节省1/3至1/2的电能。

7 结束语

根据我国节能减排的方针, 绿色建筑的建设是一个重要的发展趋势, 广电枢纽因设备多、电能消耗大, 节能的可行性和效果较为理想, 采用能量分项计量分析、楼宇自控系统、智能照明系统等自动化的技术手段, 通过这些技术手段, 可使建筑运行效率更高, 达到绿色建筑中所要求的相关节能指标。

摘要：广播电视枢纽中心是一种设备多, 能耗大的建筑群, 在广播电视枢纽中心的设计与建设过程中, 必须对中心未来在运行过程中的节能效果加以考虑。智能建筑技术、清洁能源技术和新型低能耗电气设备的应用, 为绿色型广电枢纽的建设带来了一种新的节能设计和建设手段。本文在对广电中心的设备能耗、建筑能耗等模型进行分析基础上, 探讨了采用建筑智能化系统中的能耗计量分析与优化、楼宇电气设备集成控制、低功耗LED照明和太阳能电池等技术, 对绿色节能型广播电视枢纽的节能运行和项目建设, 提供设计和建设过程的技术方案。

关键词：绿色建筑,能耗模型,计量分析,楼宇自控

参考文献

[1]LEED-NC工程指南, 辽宁科学出版社

[2]绿色奥运建筑实施指南, 中国建筑工业出版社

天津市建设绿色施工能耗数据库 篇7

近日, 中国建筑科学研究院与中建八局天津周大福金融中心项目部签署合作协议, 将在周大福金融中心项目施工现场开展“绿色施工机械的节能减排性能”示范项目检测。这也是国内首个以超高建筑为模板, 进行施工机械绿色性能指标和评价方法的研究项目。

“绿色施工机械的节能减排性能”示范项目的意义在于, 借助科学检测方式, 建立施工设备的能效数据库, 建立示范模型, 让施工单位了解设备的排放情况和能源使用情况, 提升建设过程中的绿色环保指数, 降低设备排放, 减少工程建设对空气的影响。

数据中心的绿色节能技术 篇8

提高数据中心整体PUE的第一要点是提高IT的有效负载。无效或者低效的IT负载容量数据, 以及连带产生的额外配套动力容量, 是影响数据中心整体PUE的前两大原因。

绿色数据中心的一个主要考量指标是其PUE值, 提高的方向只有两个:降低整体的动力消耗, 或者提高IT的有效载荷。提高数据中心整体PUE的第一要点是提高IT的有效负载。无效或者低效的IT负载容量数据, 以及连带产生的额外配套动力容量, 是影响数据中心整体PUE的前两大原因。空调系统效率、UPS电源效率、空间布局等是其它次要的原因。

考虑到建筑内工艺设计的寿命一般都长达10至12年, 绿色技能技术应该以定性分析为主, 定量分析为辅, 务必避免陷入“数据决定论”。

二、绿色的测量

要衡量一个数据中心的绿色水平, 需要对数据中心的元素进行测量, 通过测量这些元素评估数据中心的环保程度以及各种升级对绿色环保的影响。1) 能源的使用。若想实现数据中心的节能降耗, 首先需要确定影响数据中心能耗的基本因素。通过系统化的能耗审计能够提供数据中心能耗的实时概况和模型, 明确了解数据中心的总体能耗以及能耗的具体分布状况, 同时可以建立基线供未来改造规划之用。从数据中心电能的流向来看:一是IT设备约占30%;二是空气处理设备约占45%, 建筑物围护结构的能量损失会反映在空调系统的能耗上;三是配电传输和转换设备约占24%;还有1%是用于照明、维修和办公设备等。2) 碳足迹。能源产品与二氧化碳排放量的关系再到与气候变化的关系表明, 数据中心使用的能源越少, 那么对环境产生的影响就会越小。

三、绿色建筑策略和机房绿色电源设计

电源是数据中心的基础要素之一, 断电或低质量电源是造成数据中心服务器停机的一大主要因素。如何对数据中心电源系统进行设计和管理, 是众多数据中心管理者面临的重大问题。具体而言, 如何保障数据中心电力的有效供应、整体电源消耗量、如何选择适和数据中心规模的UPS电源、发电机的设计等等是在进行数据中心设计过程中必须考虑的问题。1) 直流电与交流电。对于常规数据中心而言, 电源都是由公共电力公司以AC方式送达, 在不间断电源中转换成DC, 又转换成AC传输到数据中心各个位置, 最后在服务器端重新转换成DC或直接采用AC的方式。一种有效能够减少能源消耗且被推荐的方法是使用直流电源替换交流电源, 避免在数据中心的多次电力转换, 消除电力转换能够降低能耗, 其中既包括节约原本损失的电力, 也包括减少传输过程产生热量进行冷却时所需要的能耗。2) 配电装置 (PDU) 。配电装置 (PDU) 负责完成数据中心电源传输链的最后一环, 将电力转换成适合IT服务器机架和硬件的电压。虽然在这个过程中出现电力损耗是不可避免的, 但使用高效的PDU可以减少损耗。3) 不间断电源 (UPS) 。多年以来, 数据中心备用电源系统都是由发电机及配套的蓄电池组成的。蓄电池组, 及不间断电源 (UPS) , 可以在商业电源断开且数据中心的电力负载必须由其自身的发电机提供时补上电力缺口。同时, 选用绿色节能的发电机、采用日光导管进行照明、在办公环境设计时充分利用自然照明和太阳能, 都可以很大程度上提高节能效益。

四、机房绿色制冷

1) 水冷和风冷。空调系统的制冷能效比 (COP) 是指空调器在额定工况下制冷运行时, 制冷量与有效输入功率之比。数据中心建设中主要采用两种空调制冷方式, 分别为风冷空调系统和水冷空调系统, 后者为目前新一代大型数据中心的首选方案。2) Free Cooling技术的应用。免费冷却 (Free Cooling) 技术指全部或部分使用自然界的免费冷源进行制冷从而减少压缩机或冷冻机消耗的能量。在天津, 一年内平均有5个月左右可以实现完全自然冷却, 有2个月左右可以实现部分自然冷却。3) 采用变频电机节约能源。空调系统的制冷能力和环境密切相关, 夏天室外温度越高, 制冷能力越低, 这时建筑物本身不但不散热, 反而吸热。对于风机和水泵, 输入功率和这些设备的转速的三次方成正比。因此, 当设备运行在部分负荷时, 变速装置的节能潜力十分明显。4) 提高冷冻水的温度节省能源。冷水机组标准的冷冻水温度为7到12℃。5) 气流组织方式。数据中心研究机构正常运行时间学会 (UPTIME INSTITUTE) 研究发现, 由于“气流损失”, 也就是“旁路气流”导致用于数据中心冷却的冷空气有60%都被浪费了。经过多年的实践和理论证明, 数据中心最佳的风流组织是地板下送风, 天花板上回风, 精密空调设置单独的设备间, 机柜面对面摆放冷热通道隔离并实现冷通道封闭 (防止冷气短路) 。

五、优化布线

数据中心综合布线采用分布式的物理层次结构, 即不要将数据中心内的所有服务器机柜直接连接到主网络线路上, 而要在机房中按一定距离建立网络中继站。将服务器机柜的结构化布线连接到临近的网络中继站, 然后将一部分线路连接到主网络线路。这样分布式布线设计能够显著地减少数据中心的布线材料。

参考文献

[1]钟景华, 等.新一代绿色数据中心的规划与设计[M].电子工业出版社, 2010.

绿色和高可靠数据中心的构建 篇9

绿色数据中心:技术创新 节能减排

能源日趋紧张、成本不断上涨, IT设备对于电力和冷却设备的要求日益提高, 对金融机构的运营产生了一定的负面影响。节约资源、提高效率、降低能耗成为数据中心建设的趋势。当前金融业数据中心建设中, 各大金融机构总部级别的数据中心面积少则数千平方米, 多则数万平方米, 如此大规模的数据中心能耗十分惊人, 每年的电费可以达到惊人的8位数;同时由于能耗效率指标偏高, 能源效率低, 造成无谓的运营成本消耗, 给企业运营增加了负担。针对这一现状, 高旭磊先生指出, 建设绿色数据中心的核心是降低数据中心的PUE值 (数据中心的总能耗与IT设备能耗的比率, 一般在1.5～3之间浮动, 越接近1表明能效水平越高) 。PUE值的降低意味着降低运营成本、提高单位供电量支持IT设备的容量、提高数据中心的生命周期和利用率。以PUE1.6和PUE3为例进行比较, 前者比后者节约了35%的电费, 同时前者单位供电量支持IT设备的容量也是后者的2倍。

为降低PUE值, 应从全方位、多角度着手, 整合多方面的改进手段来获得最佳结果, 提高整体效率。根据多年金融科技工作从业经验, 高旭磊先生提出以下几项措施, 并重点分析了提高机房制冷率的措施。

一、提高机房制冷效率

首先, 应改善机房围护结构的热力工学性能、降低结构围护能耗。使用低热传导性能的环保节能建筑材料建设数据中心的围护结构, 降低机房制冷量损失;取消外窗, 防止太阳辐射消耗能量;设计全封闭型的数据中心, 提高机房密闭性能;在机房制冷控制区域对围护结构进行保温处理, 防止机房相邻区域因温度、湿度差异较大而产生冷凝水, 同时降低制冷的负荷。其次, 应采用制冷效率更高的空调设备, 根据数据中心的规模、地域、结构特点选择采用最适合的空调系统, 达到最好的能效比。同时, 应该优化机房内气流组织, 采用智能送风系统, 精确计算机房新风系统风量。采用各种优化气流组织的方法改善机房空调的制冷效率, 针对不同功率密度的数据中心采用不同的制冷解决方案。

对于优化机房内气流组织, 高旭磊先生还提出了一些中肯的建议, 如定位地板进风栅格, 使其能够为服务器提供进气口;保证来自地板栅格的气流风速不会过高及超越机柜的高度;减少来自地板下方限制气流向服务器流动的各种阻碍, 努力最小化各种阻塞的因素。

二、优化IT设备及运行架构

对此, 可以采用更低能耗的IT设备, 应用服务器虚拟化、存储虚拟化、云计算等新技术, 以优化IT设备及运行架构, 提高资源利用率。

三、应用低成本能源及自然冷源

因地制宜地采用太阳能、风能、地热、潮汐能等新能源;寻找能源成本低的地域建设数据中心;利用供电时间峰谷产生的电价差引入冰蓄冷系统降低电力费用;在外界温度低的季节采用自然冷源 (free cooling) 方式进行制冷, 节约成本。

介绍完绿色数据中心的技术之后, 高旭磊先生也指出, 建设绿色数据中心不仅是为了让金融企业在竞争激烈的经济环境中生存并提高竞争力, 也是在实施可持续发展战略的指导下, 金融企业推行节能减排、履行社会责任的重要表现。

高可靠性数据中心:高标准建设 高规格运维

数据中心是支持金融业7×24高质量、高连续性业务开展的核心, 一旦出现故障, 将对金融业日常业务的正常开展造成巨大冲击, 给企业带来巨大的经济、声誉损失, 甚至会影响到国民经济的正常运转。因此, 数据中心的可靠性也是极其重要的建设指标。高旭磊先生提出, 建设高可靠性数据中心的关键在于提高MTBF时间 (Mean Time Between Failure, 即平均故障间隔时间) 和缩短MTTR时间 (Mean Time To Repair, 即平均修复时间) , 增强系统的容错性, 从而能够抵御因系统故障及人为操作失误所带来的影响。如何建设高可靠性数据中心呢, 高旭磊先生提出以下措施。

一、采用高规格设计及建设标准

采用最新的国际标准TIA-942指导数据机房设计, 根据该标准对数据中心的分级, 设计数据中心时应采用TierIII以上的标准, 比如初始的用电总量3千瓦/每机柜, 最终的用电总量3-5千瓦/每机柜, 场地空间中架高活动地板的比率应达到80%-90%, 每年场地引起的IT停机不能高于1.6小时;数据机房电力、制冷、布线等关键系统均采用高可靠性的冗余备份设计;采用高可靠性基础设备, 对于数据机房建设施工务必精益求精。

二、调整运行模式

采用容错架构, 增加容错服务器;应用高可用性方案, 如双机热备、负载均衡等;采用双中心、多中心运行模式。

三、提高运行维护规格等

建立严谨的运维流程和规范, 降低制度风险, 通过计划、实施、检查、改进等环节, 全面而系统地对整个运维流程进行科学有效的监管;建设高素质的运维团队, 降低人为操作风险;重视数据中心基础设施、设备的厂家维护保养, 定期对各设施、设备进行检查, 消除风险隐患。

数据中心:打破孤岛量化绿色 篇10

一项调查认为,企业有70%的开支用于运营和维护,仅有30%的开支用于创新。惠普技术服务事业部全球副总裁及首席技术官Kfir Godrich在接受记者采访时认为,数据中心转型已经迫在眉睫。

在惠普公司一年一度的新一代数据中心技术研讨会上,惠普技术服务事业部面向企业级数据中心客户提出了“前瞻15年”的建议。中国惠普技术服务事业部中国区总经理叶剑对记者说,从“服务”的角度出发,重新定位数据中心,惠普提出了“融合基础设施”的新思路,即建立起以服务为中心的IT思考模式,用技术的手段,打通系统之间的隔断,形成计算、存储、网络等的资源池,按需调用。

而Kfir Godrich说,数据中心转型的道路是: 业务发展靠数据中心,数据中心发展靠融合基础设施,融合基础设施实现更高效的池化资源,就如同企业内部的应用之间打通了血脉,可以相互支撑、相互协调,使企业的整体IT架构更具弹性,提高利用率,降低成本,业务的快速发展从而成为可能。

另外,绿色、高可用的数据中心是企业在进行数据中心规划时最看重的两个方面,高可用已经倡导了多年,但是“绿色”一直是一个概念。那么绿色能否量化呢?

惠普是Green Grid Alliance(绿色网格联盟)的发起者及成员,也是LEED(环境与能源设计先锋)相关标准的编写单位。Kfir Godrich认为,惠普对“绿色数据中心”有着明确的标准,即基于业界设计标准和最佳实践,综合考虑气候和地域因素,最小化温室气体排放,场地基础设施的设计充分考虑其所处地点的优势和劣势,并在设计上积极采用全建筑的节能模型。此外,优化能源和水的利用,从全生命周期的角度做设计决策和制作完全透明的能源使用报告也是惠普对绿色数据中心的定义的一部分。

在中国,LEED标准体系是普遍被认可的绿色数据中心的主要标准之一,惠普拥有LEED项目实施经验。深知LEED和能效驱动项目的实施需要设计团队、建筑和工程设计团队以及客户的密切合作,惠普在能源分析、生命周期成本、计算流体力学建模、系统试运行以及客户能效优化方面协助用户通过LEED认证,帮助客户成为节能减排的行业典范。

绿色数据中心的建设 篇11

1 数据中心动态数据聚集算法的研发背景分析

由于信息时代的到来, 大多数人们在生活和工作中都离不开各类电子产品的应用。从现实环境来看, 在资源的利用与存储方面, 云数据中心及其服务能够满足互联网平台上的用户服务需求。从具体的实践领域来看, 现代企业或其它社会组织机构通过各种途径来获取大量的数据信息资源, 绝大多数机构欲想要在市场竞争中争取到一定的发展空间, 信息资源的获取则是最基础的内容。

现阶段, 大部分人们的生活和工作环境当中已经离不开信息的传输与共享的过程, 且人们获取信息的速度以及渠道不断的发生着变化, 各种形式的数据资源被人们储存在各类媒介之中, 并得以保存下来, 以备后期查阅与调用。当数据量激增状况出现时, 即大型数据集涌现, 让人们不得不探寻新的数据储存及处理渠道, 从而将信息资源更完整的保存下来。但在构建大型数据集计算模型的过程中, 往往会出现诸多阻碍以及技术难题, 直至大型数据集数据挖掘算法这一策略的出现, 才使得有关数据中心动态数据聚集的研究项目成为人们关注的焦点。

2 基于绿色云计算的数据中心动态数据聚集算法的各环节步骤

2.1 浅析云计算模式

云计算是一种基于互联网平台管理的新型网络化服务模式, 可以实现资源的储存以及资源的共享等职能, 具备一定权限的用户可以顺利到云计算服务平台上去下载所需要信息资源, 极为方便快捷。

2.2 在绿色云计算模式影响下的数据中心动态数据聚集算法及其步骤

在当今大数据时代背景下, 云计算服务项目得到了更为广阔的发展空间, 为现代社会生产建设助力, 其实践价值极高。绿色云计算模式则意味着通过有效的能耗管理来实现高质量的数据聚集服务, 从而使云节点能够顺利的达成轮流运转的目标, 并促使部署于云数据中心各个区域的服务设备都能够高效运行, 在大量资源的采集与处理过程中, 满足用户的差别化服务要求。

3 基于绿色云计算的数据中心动态数据聚集算法的实现

3.1 动态数据聚集算法及其能耗分析

在云计算模式的支撑下, 对于数据中心动态数据聚集而言, 需要细致温度控制来实施能耗管控, 进而有效防止资源浪费等问题的发生。在信息技术快速发展的当今社会, 在很多领域所构建的数据库的规模以及范围都在不断地扩容, 但即便是相关技术在不断更新当中, 却也无法运用传统技术来满足极快速增长的数据信息量, 这便是大型数据集的表象特征。海量数据归档的实现依赖的是数据采集及职能化分析处理模块的系统功能, 并且将数据信息进行合理的编排与归集, 以便于系统的执行者后期进行查阅与调用。

3.2 实现绿色云计算模式下的数据中心动态数据聚集算法

通过研究绿色云计算影响下的数据部署机制等内容可以了解到, 在云计算数据中心执行任务或为用户提供服务的过程中, 需要注意的问题有两点内容:

其一, 云计算数据中心的节点以及数据信息在不同时间段中的到访情形不尽相同, 主要呈现出波态分布的状况。

其二, 在新型数据部署机制的影响下, 云计算数据中心即使处在空转状态下, 其服务器能耗也维持在较高的水平, 这就给绿色云计算的出现埋下的伏笔。

其三, 数据中心存储的数据信息随着应用的普及而快速增长, 因此, 需要数据中心动态数据聚集的过程有着较强的可延展性等性能, 从而满足用户的使用需求。

4 结束语

总而言之, 为了实现数据中心动态数据处理系统的整体降耗目标, 且充分利用数据平台资源, 为客户带来优质服务, 则通过仿真实验的操作过程可以看到, 基于绿色云计算的数据中心动态数据聚集算法能够保障云数据中心的服务质量, 提高设备稳定性与经济性, 并最终实现整个系统运作的“绿色”节能降耗的目标。

参考文献

[1]叶可江, 吴朝晖, 姜晓红等.虚拟化云计算平台的能耗管理[J].计算机学报, 2012, 06 (06) :1263-1285.

[2]吴俊.面向云计算的数据中心网络体系结构设计[J].计算机光盘软件与应用, 2013, 04 (04) :234-236.

[3]张慧珍, 李长春, 周培琴等.云计算数据中心节能技术研究[J].信息系统工程, 2013, 10 (10) :79-80.