數(shù)據(jù)中心節(jié)能與能效評(píng)價(jià)指南

1、 數(shù)據(jù)中心節(jié)能與能效評(píng)價(jià)指南目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc504760375 前言 PAGEREF _Toc504760375 h 3 HYPERLINK l _Toc504760376 第一章 數(shù)據(jù)中心發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì) PAGEREF _Toc504760376 h 3 HYPERLINK l _Toc504760377 1.1 國(guó)內(nèi)數(shù)據(jù)中心現(xiàn)狀 PAGEREF _Toc504760377 h 3 HYPERLINK l _Toc504760378 1.2 數(shù)據(jù)中心發(fā)展趨勢(shì) PAGEREF _Toc504760378 h 7 HYPERLINK l _

2、Toc504760379 第二章 數(shù)據(jù)中心的節(jié)能與能效評(píng)價(jià) PAGEREF _Toc504760379 h 11 HYPERLINK l _Toc504760380 2.1 數(shù)據(jù)中心的能耗審計(jì) PAGEREF _Toc504760380 h 11 HYPERLINK l _Toc504760381 2.2 數(shù)據(jù)中心能耗測(cè)量指標(biāo) PAGEREF _Toc504760381 h 13 HYPERLINK l _Toc504760382 2.3 數(shù)據(jù)中心節(jié)能目標(biāo) PAGEREF _Toc504760382 h 21 HYPERLINK l _Toc504760383 2.4 節(jié)能技術(shù)方案舉例 PAG

3、EREF _Toc504760383 h 22前言數(shù)據(jù)中心是信息化社會(huì)的IT基礎(chǔ)設(shè)施，作為機(jī)構(gòu)信息系統(tǒng)的運(yùn)行中心、測(cè)試中心和災(zāi)備中心，承擔(dān)著機(jī)構(gòu)的核心業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)、信息資源服務(wù)、關(guān)鍵業(yè)務(wù)計(jì)算、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和備份，以及確保業(yè)務(wù)連續(xù)性等重要任務(wù)。數(shù)據(jù)中心是一個(gè)系統(tǒng)工程。在多年的探索和實(shí)踐的過程中，我們積累了豐富的數(shù)據(jù)中心建設(shè)和管理經(jīng)驗(yàn)，逐步形成了完整的科學(xué)體系。本文從數(shù)據(jù)中心的六個(gè)基本要素和數(shù)據(jù)中心全生命周期的角度出發(fā)，詳細(xì)闡述了企業(yè)級(jí)數(shù)據(jù)中心從建設(shè)規(guī)劃到運(yùn)維管理的全過程，涉及數(shù)據(jù)中心可持續(xù)發(fā)展能力、綠色節(jié)能新技術(shù)、建設(shè)管理、運(yùn)維管理、成本分析、災(zāi)難恢復(fù)與業(yè)務(wù)連續(xù)性，以及企業(yè)級(jí)數(shù)據(jù)中心的評(píng)價(jià)體系等多方面內(nèi)

4、容?？梢哉f，對(duì)于開展數(shù)據(jù)中心相關(guān)工作而言，本文具有較強(qiáng)的指導(dǎo)性和可操作性。第一章 數(shù)據(jù)中心發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)1.1 國(guó)內(nèi)數(shù)據(jù)中心現(xiàn)狀1.1.1 信息化推動(dòng)中國(guó)數(shù)據(jù)中心快速發(fā)展信息化社會(huì)的根本特征，在于社會(huì)的生產(chǎn)、生活等各領(lǐng)域的活動(dòng)，廣泛通過網(wǎng)絡(luò)化的信息系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。各種社會(huì)活動(dòng)能否正常開展，取決于相應(yīng)的信息系統(tǒng)能否連續(xù)運(yùn)行和有關(guān)數(shù)據(jù)是否真實(shí)完整。就我國(guó)當(dāng)前的實(shí)際狀況而言，社會(huì)活動(dòng)的一些領(lǐng)域如果離開信息化手段，已不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。很多重要行業(yè)，信息化手段也成為其提高生產(chǎn)、管理、質(zhì)量和效益的必備手段。我國(guó)已逐步步入信息化社會(huì)。隨著信息化社會(huì)的發(fā)展，機(jī)構(gòu)的信息資源整合在加速，由此引發(fā)的數(shù)據(jù)中心需求在不斷增長(zhǎng)，

5、我們看到數(shù)據(jù)中心已成為機(jī)構(gòu)信息系統(tǒng)的物理載體和核心資源。從20世紀(jì)末開始，國(guó)內(nèi)金融、電信、稅務(wù)、海關(guān)等行業(yè)紛紛將數(shù)據(jù)進(jìn)行整合。目前，數(shù)據(jù)集中已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)電子政務(wù)、企業(yè)信息化建設(shè)的主流趨勢(shì)。數(shù)據(jù)集中是管理集約化的必然要求，是企業(yè)優(yōu)化業(yè)務(wù)流程的必要手段。數(shù)據(jù)中心建設(shè)已成為數(shù)據(jù)集中趨勢(shì)下的必然產(chǎn)物。數(shù)據(jù)中心是一個(gè)龐大的系統(tǒng)工程，它承擔(dān)著計(jì)算、存儲(chǔ)、應(yīng)用等職能，數(shù)據(jù)中心將成為信息化建設(shè)的新熱點(diǎn)和核心內(nèi)容。據(jù)計(jì)世資訊的調(diào)查，基于630個(gè)樣本，國(guó)內(nèi)真正建設(shè)成為數(shù)據(jù)中心的占14.4%，目前正在建設(shè)的有12%，大部分在規(guī)劃階段和沒有建設(shè)計(jì)劃。數(shù)據(jù)中心的投資規(guī)模，達(dá)到100萬元人民幣至500萬元人民幣的有34%

6、，500萬元人民幣至1000萬元人民幣的有11.7%，2000萬元人民幣以上的有9.6%。數(shù)據(jù)中心在我們國(guó)家的大規(guī)模建設(shè)剛剛起步，同時(shí)以很高的速度在增長(zhǎng)。目前國(guó)內(nèi)每年數(shù)據(jù)中心投入的增長(zhǎng)率在20%以上。在中國(guó)數(shù)據(jù)中心行業(yè)結(jié)構(gòu)方面，電信、金融行業(yè)數(shù)據(jù)中心的建設(shè)較早，投入較大，應(yīng)用相對(duì)成熟，目前這兩大行業(yè)數(shù)據(jù)中心建設(shè)投入占據(jù)了50%以上的份額。2008年，在金融、電信、政府、企業(yè)等行業(yè)數(shù)據(jù)集中化管理的帶動(dòng)下，中國(guó)數(shù)據(jù)中心建設(shè)進(jìn)一步加快，數(shù)據(jù)中心建設(shè)進(jìn)入一個(gè)快速發(fā)展階段。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，近年來，無論是芯片、架構(gòu)、系統(tǒng)還是軟件都取得了很大進(jìn)步，刀片系統(tǒng)、多核技術(shù)、虛擬化應(yīng)用、冷卻技術(shù)、智能管理軟件等

7、新技術(shù)層出不窮，對(duì)傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心應(yīng)用和管理帶來極大地沖擊;另一方面企業(yè)業(yè)務(wù)模式也發(fā)生了極大變革，急需建設(shè)新一代數(shù)據(jù)中心來適應(yīng)這一變化。賽迪顧問認(rèn)為：展望未來5年的中國(guó)數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)，中國(guó)經(jīng)濟(jì)環(huán)境的良好走向、IT應(yīng)用建設(shè)的不斷深入、產(chǎn)品技術(shù)的發(fā)展，以及市場(chǎng)日趨理智競(jìng)爭(zhēng)等，都將使得中國(guó)下一代數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)釋放出新的活力。預(yù)計(jì)到2013年，中國(guó)下一代數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)規(guī)模將超過977億元人民幣，2009至2013年的復(fù)合增長(zhǎng)率將會(huì)達(dá)到24.5%。1.1.2 現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心存在的問題數(shù)據(jù)中心作為機(jī)構(gòu)信息系統(tǒng)的運(yùn)行中心、測(cè)試中心和災(zāi)備中心，承擔(dān)著機(jī)構(gòu)的核心業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)、信息資源服務(wù)、關(guān)鍵業(yè)務(wù)計(jì)算、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和備份，以及確保

8、業(yè)務(wù)連續(xù)性等重要任務(wù)。機(jī)構(gòu)對(duì)數(shù)據(jù)中心的依賴性日漸加強(qiáng)，然而現(xiàn)實(shí)情況并不盡如人意，現(xiàn)有的數(shù)據(jù)中心普遍存在以下問題。1. 數(shù)據(jù)中心的可靠性和可用性不足數(shù)據(jù)大集中在節(jié)約整體成本、提高IT效率的同時(shí)，也對(duì)數(shù)據(jù)中心的可靠性和可用性提出了更高的需求。如果核心數(shù)據(jù)中心發(fā)生癱瘓，將造成機(jī)構(gòu)的業(yè)務(wù)停頓，企業(yè)對(duì)數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施和運(yùn)行維護(hù)的要求更高。近幾年，銀行、保險(xiǎn)、證券、民航等行業(yè)相繼出現(xiàn)了一些數(shù)據(jù)中心故障，造成了很大的社會(huì)影響和經(jīng)濟(jì)損失，很多數(shù)據(jù)中心的可靠性和可用性令人擔(dān)憂。即使是災(zāi)備建設(shè)做得較好的電信、銀行等行業(yè)，目前也只有少數(shù)企業(yè)初步實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用層面的災(zāi)難備份策略，極少數(shù)企業(yè)真正實(shí)施過業(yè)務(wù)連續(xù)性計(jì)劃的演練。

9、整體來看，絕大多數(shù)企業(yè)在重大災(zāi)難面前對(duì)于快速實(shí)現(xiàn)災(zāi)難恢復(fù)和業(yè)務(wù)連續(xù)性計(jì)劃缺乏具體的措施和對(duì)策。2. 數(shù)據(jù)中心的可持續(xù)發(fā)展能力嚴(yán)重不足隨著IT技術(shù)的高速發(fā)展，新一代高密度服務(wù)器和存儲(chǔ)設(shè)備不斷涌現(xiàn)。伴隨著業(yè)務(wù)擴(kuò)展和信息化程度的提高，如今的數(shù)據(jù)中心已不再只是支持某些單一的應(yīng)用或是日常的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和計(jì)算功能，而是要為整個(gè)業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)的正常運(yùn)行提供支撐和服務(wù)。機(jī)構(gòu)IT技術(shù)和業(yè)務(wù)發(fā)展對(duì)數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施的等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)和服務(wù)能力提出了更高的要求。Gartner公司預(yù)計(jì)，在未來的五年里，全球最大的1000家企業(yè)中，70%以上不得不對(duì)數(shù)據(jù)中心進(jìn)行重大改造。目前，大多數(shù)機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)中心無法做到資源的靈活分配，而在資源共享、提

10、高設(shè)備利用率等方面也不能完全實(shí)現(xiàn)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，近半數(shù)以上的數(shù)據(jù)中心超過20%的服務(wù)器處于閑置狀態(tài)或利用率極低。造成這種狀況的根本原因是，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心通常構(gòu)建在各種獨(dú)立的信息技術(shù)之上，各個(gè)系統(tǒng)之間無法相互通信。同時(shí)由于資源無法共享，致使服務(wù)器和存儲(chǔ)系統(tǒng)的性能無法得到充分的利用。3. 數(shù)據(jù)中心的專業(yè)化運(yùn)維管理水平不高目前的數(shù)據(jù)中心與以往相比，規(guī)模更為龐大，結(jié)構(gòu)也更加復(fù)雜。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心運(yùn)維管理水平普遍較低、專業(yè)化程度不高，顯然已無法適應(yīng)機(jī)構(gòu)對(duì)數(shù)據(jù)中心合規(guī)性、可用性、經(jīng)濟(jì)性和服務(wù)性的要求，嚴(yán)重影響到數(shù)據(jù)中心的生命周期。根據(jù)調(diào)查結(jié)果顯示，絕大部分企業(yè)的數(shù)據(jù)中心管理都遭遇到了相當(dāng)大的問題。引入IT服務(wù)管理

11、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)(如ITIL信息技術(shù)基礎(chǔ)架構(gòu)庫(kù)等)，并初步實(shí)施的機(jī)構(gòu)只占極小的比例。多數(shù)機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)中心管理表現(xiàn)一般，整體架構(gòu)存在缺陷，效率低下。因此，如何改進(jìn)和提高現(xiàn)有的管理手段以達(dá)到專業(yè)化運(yùn)維管理水平，借助國(guó)際上成熟的理論和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)一步加強(qiáng)風(fēng)險(xiǎn)控制成為當(dāng)務(wù)之急。4. 數(shù)據(jù)中心的能耗成本居高不下目前，數(shù)據(jù)中心的能耗成本居高不下，并呈現(xiàn)急速上升之勢(shì)。造成這種局面的因素有很多，例如服務(wù)器的利用率不高，數(shù)據(jù)中心的供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理等。國(guó)內(nèi)不少數(shù)據(jù)中心的電力成本每年超過了千萬元。2007年我國(guó)IT產(chǎn)品的總耗電約為300億500億千瓦時(shí)，幾乎相當(dāng)于三峽電站一年的發(fā)電總量。根據(jù)麥肯錫公司2008年最新研究表明，20

12、07年全球數(shù)據(jù)中心的能源費(fèi)用總額為86億美元，預(yù)計(jì)2010年能源費(fèi)用的總額將達(dá)到115億美元?！熬G色節(jié)能”已成為數(shù)據(jù)中心的主要訴求。5. 數(shù)據(jù)中心的績(jī)效評(píng)估困難到目前為止，數(shù)據(jù)中心建設(shè)作為提升機(jī)構(gòu)核心競(jìng)爭(zhēng)力的手段已被更多的企業(yè)決策者們所認(rèn)同，但是績(jī)效評(píng)估現(xiàn)狀多少有些令人沮喪。少則千萬、多則上億元的資金投入并沒有在財(cái)務(wù)績(jī)效方面有顯著的改善和提升，有些企業(yè)反而陷入了無休止的系統(tǒng)維護(hù)升級(jí)和資金被迫不斷投入的窘境之中。數(shù)據(jù)中心全生命周期戰(zhàn)略績(jī)效的評(píng)估是讓企業(yè)決策者們能夠全面、準(zhǔn)確地認(rèn)識(shí)企業(yè)IT績(jī)效的關(guān)鍵所在。企業(yè)的IT建設(shè)最終是通過對(duì)企業(yè)業(yè)務(wù)的促進(jìn)來實(shí)現(xiàn)其績(jī)效評(píng)估的，因此，數(shù)據(jù)中心的績(jī)效評(píng)估不僅重視財(cái)

13、務(wù)數(shù)據(jù)的評(píng)估，還應(yīng)當(dāng)從過程、創(chuàng)新、用戶滿意度以及短期和長(zhǎng)期效益等多個(gè)層面進(jìn)行全面評(píng)估，并且從數(shù)據(jù)中心可持續(xù)發(fā)展的角度來分析IT建設(shè)對(duì)機(jī)構(gòu)運(yùn)營(yíng)的戰(zhàn)略影響。1.2 數(shù)據(jù)中心發(fā)展趨勢(shì)1.2.1 數(shù)據(jù)中心發(fā)展歷程從業(yè)務(wù)功能上劃分，在數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施的基礎(chǔ)上，結(jié)合不同的應(yīng)用需求，具有數(shù)據(jù)處理、災(zāi)難備份、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、開發(fā)測(cè)試、用戶支持等功能。從數(shù)據(jù)中心功能變遷進(jìn)化的角度，數(shù)據(jù)中心經(jīng)歷了三種形態(tài)的發(fā)展，即計(jì)算中心、信息中心和服務(wù)中心。1. 計(jì)算中心，即數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和簡(jiǎn)單計(jì)算階段，出現(xiàn)于20世紀(jì)60年代最初，數(shù)據(jù)中心通常被稱為計(jì)算中心，在稱為“機(jī)房”的空間中放置一個(gè)或多個(gè)服務(wù)器，其主要功能是數(shù)據(jù)存儲(chǔ)(或稱：數(shù)據(jù)存放

14、)和簡(jiǎn)單計(jì)算，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的介質(zhì)主要有磁鼓、磁帶和磁盤。其主要特點(diǎn)是：功能單一，僅僅用于數(shù)據(jù)或電子文檔的集中存放和管理。這一階段的“機(jī)房”缺乏建設(shè)標(biāo)準(zhǔn);采用穩(wěn)壓器供電，缺乏供電安全措施;采用風(fēng)道送風(fēng)，無精密的溫濕度控制系統(tǒng)。IT設(shè)備普遍使用16位以下微型計(jì)算機(jī)或計(jì)算能力百萬次量級(jí)的大中型或小型計(jì)算機(jī)。需要說明的是，在此階段，某些特殊領(lǐng)域“機(jī)房”的設(shè)備設(shè)施已超越“數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和簡(jiǎn)單計(jì)算”階段。例如，核武器研制、航天器研制等領(lǐng)域。2. 信息中心，即數(shù)據(jù)處理及業(yè)務(wù)應(yīng)用階段，出現(xiàn)于20世紀(jì)80年代該階段數(shù)據(jù)中心大多被稱為“信息中心”。其功能有了較大的擴(kuò)展，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力大幅提高;基于網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和數(shù)據(jù)開發(fā)利用技

15、術(shù)的MIS(管理信息系統(tǒng))、Call Center(呼叫中心)、MRP (制造資源計(jì)劃管理系統(tǒng))、CRM(客戶關(guān)系管理系統(tǒng))、ERP(企業(yè)資源計(jì)劃管理系統(tǒng))等應(yīng)用系統(tǒng)開始普及，數(shù)據(jù)中心開始承擔(dān)核心計(jì)算、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)備份和業(yè)務(wù)支撐等功能，以滿足機(jī)構(gòu)業(yè)務(wù)發(fā)展的需要。數(shù)據(jù)中心的可用性有較大的提高。在該階段，數(shù)據(jù)中心的重要性逐漸顯現(xiàn)，對(duì)某些行業(yè)(如金融行業(yè))而言，數(shù)據(jù)中心已成為必不可少的業(yè)務(wù)支撐平臺(tái)。這一階段的“機(jī)房”有了針對(duì)性的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范;供電系統(tǒng)也在不斷完善，引入并大量使用UPS;開始配備綜合監(jiān)控系統(tǒng);數(shù)據(jù)中心制冷從集中冷卻逐步發(fā)展到大量采用恒溫恒濕的專用空調(diào);采用新風(fēng)系統(tǒng)和機(jī)房正壓防塵。計(jì)算機(jī)的計(jì)算

16、能力達(dá)到千億次量級(jí)，并逐漸小型化，服務(wù)器成為數(shù)據(jù)中心設(shè)備主體;網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)入數(shù)據(jù)中心并大量應(yīng)用，多臺(tái)服務(wù)器聯(lián)網(wǎng)使用。3. 服務(wù)中心，即服務(wù)性數(shù)據(jù)中心階段，出現(xiàn)于21世紀(jì)初隨著信息化建設(shè)的不斷深入，機(jī)構(gòu)對(duì)信息系統(tǒng)和數(shù)據(jù)完整性的依賴程度越來越高。機(jī)構(gòu)對(duì)數(shù)據(jù)中心的可用性和服務(wù)性的要求更高，IT服務(wù)管理成為一種標(biāo)準(zhǔn)化的工作，并借助IT技術(shù)實(shí)現(xiàn)集中的自動(dòng)化管理;同時(shí)IT績(jī)效成為IT服務(wù)管理工作的一部分，IT服務(wù)質(zhì)量成為關(guān)注重點(diǎn)。在這個(gè)階段，數(shù)據(jù)中心不僅是成本中心，更是機(jī)構(gòu)信息化的服務(wù)中心。該階段數(shù)據(jù)中心除承擔(dān)核心計(jì)算、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及備份外，開始承擔(dān)機(jī)構(gòu)的核心業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)支撐、信息資源服務(wù)及業(yè)務(wù)連續(xù)性管理等功能。1

17、.2.2 新一代數(shù)據(jù)中心的發(fā)展趨勢(shì)新一代數(shù)據(jù)中心與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心有著幾方面差異：首先，現(xiàn)有的數(shù)據(jù)中心基本上是基于比較低的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行建設(shè)的;其次，原來機(jī)構(gòu)往往把數(shù)據(jù)中心建設(shè)工作看成是一個(gè)裝修工程，新一代數(shù)據(jù)中心則是把數(shù)據(jù)中心建設(shè)看成一個(gè)系統(tǒng)工程，而且主要是關(guān)于機(jī)電設(shè)施建設(shè)的系統(tǒng)工程，它不僅要有一個(gè)足夠強(qiáng)壯的供電系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)以及動(dòng)態(tài)分配系統(tǒng)，還能滿足IT高可用性、高連續(xù)性、高靈活性要求。對(duì)于新一代數(shù)據(jù)中心，目前國(guó)內(nèi)外均沒有統(tǒng)一和權(quán)威的定義，各廠商從自身的發(fā)展策略和產(chǎn)品線出發(fā)，提出了各自的看法。國(guó)際上普遍認(rèn)為新一代數(shù)據(jù)中心必須具備如下幾個(gè)基本特征：虛擬化、整合、綠色節(jié)能、安全、自動(dòng)化、性能優(yōu)化等，也就

18、是說，只有符合這些特點(diǎn)的數(shù)據(jù)中心，才能夠稱之為新一代數(shù)據(jù)中心。我們認(rèn)為，新一代數(shù)據(jù)中心應(yīng)當(dāng)具備如下特點(diǎn)。1. 靈活性靈活性是新一代數(shù)據(jù)中心的重要指標(biāo)之一，同時(shí)也是機(jī)構(gòu)業(yè)務(wù)變更過程中的必然需求。機(jī)構(gòu)在擴(kuò)展、增加業(yè)務(wù)時(shí)，必然要對(duì)IT資源做出動(dòng)態(tài)調(diào)整。業(yè)務(wù)增加時(shí)資源不能及時(shí)提供，或者業(yè)務(wù)減少時(shí)資源不能及時(shí)收回，都會(huì)對(duì)機(jī)構(gòu)運(yùn)營(yíng)帶來不良影響。虛擬化技術(shù)是實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)靈活性的重要手段，使用較少的硬件和電力能耗，而能實(shí)現(xiàn)更大處理能力。大量的機(jī)構(gòu)為了資源整合采用了虛擬化產(chǎn)品，這些產(chǎn)品能夠使虛擬化應(yīng)用擴(kuò)展到服務(wù)器以外的領(lǐng)域，包括存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。2. 綠色節(jié)能能耗是數(shù)據(jù)中心主要的運(yùn)維成本，建設(shè)綠色數(shù)據(jù)中心，可以達(dá)到節(jié)

19、省運(yùn)維成本、提高數(shù)據(jù)中心容量、提高電源系統(tǒng)的可靠性及可擴(kuò)展的靈活性等效果。理想狀態(tài)下，通過虛擬化、刀片服務(wù)器、水冷方式等多種降耗方式，在滿足同等IT設(shè)備供電情況下，綠色數(shù)據(jù)中心可以降低空調(diào)能耗20%45%。因此，綠色數(shù)據(jù)中心是新一代數(shù)據(jù)中心發(fā)展的重要方向之一。至于如何實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心的綠色環(huán)保，從芯片、服務(wù)器、存儲(chǔ)到網(wǎng)絡(luò)設(shè)備廠商，甚至是軟件廠商，都在通過更優(yōu)化的設(shè)計(jì)，力圖在提升產(chǎn)品性能的同時(shí)，推出更為節(jié)能的產(chǎn)品，以幫助數(shù)據(jù)中心實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。服務(wù)商可以從數(shù)據(jù)中心生命周期的角度，從建設(shè)到運(yùn)維，全面實(shí)施綠色節(jié)能策略。3. 模塊化新一代數(shù)據(jù)中心應(yīng)當(dāng)具備模塊化的特征，這些模塊是基于標(biāo)準(zhǔn)的，能夠被靈活地采購(gòu)和

20、獲取，具有極高的安全特性，尤其重要的是應(yīng)該采用面向服務(wù)的架構(gòu)，從而使機(jī)構(gòu)可以更加靈活、動(dòng)態(tài)地部署新業(yè)務(wù)和應(yīng)用。數(shù)據(jù)中心采用模塊化方式構(gòu)建將更靈活，更適應(yīng)未來數(shù)據(jù)中心發(fā)展的需要。我們完全沒有必要再將數(shù)據(jù)中心看成一個(gè)單一整體，我們可以將數(shù)據(jù)中心按應(yīng)用、服務(wù)類型和資源耗費(fèi)率將數(shù)據(jù)中心分成多個(gè)功能區(qū)域。各個(gè)功能區(qū)域在不影響其他區(qū)域運(yùn)行的情況下，可以動(dòng)態(tài)升級(jí)和維護(hù)。比如，按照密度可以分為高密度區(qū)和普通密度區(qū)，在高密度區(qū)，地板承重、冷卻系統(tǒng)及電源供給配置都更高，可以滿足更高要求的數(shù)據(jù)中心服務(wù)需求。當(dāng)然，還有很多其他分類方式，比如，按照應(yīng)用類型，可以將數(shù)據(jù)中心分為運(yùn)行中心、測(cè)試中心、災(zāi)備中心等獨(dú)立區(qū)域。4.

21、 整合整合是新一代數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域需關(guān)注的重要管理手段。機(jī)構(gòu)可以通過重新設(shè)置服務(wù)器，提高服務(wù)器利用效率或者采用新型刀片服務(wù)器等多種方式提升數(shù)據(jù)中心的利用效率。機(jī)構(gòu)也可以通過采用虛擬化技術(shù)及關(guān)閉高能耗、低效率數(shù)據(jù)中心等手段整合數(shù)據(jù)中心資源。5. 自動(dòng)化新一代數(shù)據(jù)中心應(yīng)當(dāng)具備快速服務(wù)交付能力，實(shí)現(xiàn)可視性、可控性的自動(dòng)化管理;同時(shí)，能夠提供更高的效率、更經(jīng)濟(jì)的成本和更快的響應(yīng)速度，使機(jī)構(gòu)能夠輕松應(yīng)對(duì)服務(wù)變化和發(fā)展的需要。在新一代數(shù)據(jù)中心中，需要自動(dòng)化管理工具對(duì)大量和復(fù)雜的IT管理任務(wù)進(jìn)行智能化和自動(dòng)化的部署。新一代自動(dòng)化管理技術(shù)將涵蓋桌面設(shè)備、服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)與備份等平臺(tái)設(shè)備，減少人工干預(yù)，從而有效避

22、免人為錯(cuò)誤導(dǎo)致的斷電和其他問題的發(fā)生。6. 穩(wěn)定和安全早期的數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施無法從中斷事故中快速恢復(fù)，同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)攻擊和網(wǎng)絡(luò)病毒給數(shù)據(jù)中心的安全制造了諸多的麻煩。系統(tǒng)穩(wěn)定和安全必將成為新一代數(shù)據(jù)中心的基本屬性。虛擬化技術(shù)在系統(tǒng)的可靠性方面扮演著越來越重要的角色，它能夠整合各種異構(gòu)的資源。當(dāng)某個(gè)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)遷移，從而保障應(yīng)用的不中斷運(yùn)行。7. 虛擬化和云計(jì)算新一代數(shù)據(jù)中心應(yīng)該具備虛擬化的特征，虛擬化將打破IT用戶和IT資源之間的束縛，讓復(fù)雜的系統(tǒng)簡(jiǎn)化。虛擬化是影響新一代數(shù)據(jù)中心發(fā)展的重要技術(shù)之一。虛擬化的優(yōu)勢(shì)在于有效地提高了數(shù)據(jù)中心的利用效率，降低了投資成本，整合、優(yōu)化了現(xiàn)有服務(wù)器

23、的資源和性能，可以靈活、動(dòng)態(tài)地滿足業(yè)務(wù)發(fā)展的需要。虛擬化讓數(shù)據(jù)中心所承載的基礎(chǔ)設(shè)施資源可以像水、像電一樣隨意取用。與虛擬化緊密相連的商業(yè)模式是云計(jì)算，云計(jì)算的核心就是虛擬化資源共享。第二章 數(shù)據(jù)中心的節(jié)能與能效評(píng)價(jià)2.1 數(shù)據(jù)中心的能耗審計(jì)若想實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心的節(jié)能降耗，首先需要確定影響數(shù)據(jù)中心能耗的基本因素。通過系統(tǒng)化的能耗審計(jì)能夠提供數(shù)據(jù)中心能耗的實(shí)時(shí)概況和模型，明確了解數(shù)據(jù)中心的總體能耗以及能耗的具體分布狀況，同時(shí)可以建立基線供未來改造規(guī)劃之用。能耗的審計(jì)可以通過手動(dòng)計(jì)量，也可以采用先進(jìn)的自動(dòng)化設(shè)備獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。在能耗審計(jì)過程中，將主要依據(jù)以下三類數(shù)據(jù)開展審計(jì)工作：(1) 第一類是電量參數(shù)，

24、包括系統(tǒng)和獨(dú)立設(shè)備的工作電流、電壓和電流波形等。(2) 第二類是空氣參數(shù)，包括溫度、濕度、風(fēng)速和溫升等。(3) 第三類參數(shù)，包括水和氣的用量等。數(shù)據(jù)采集密度越高，精度就越高，審計(jì)結(jié)果的準(zhǔn)確性也越高。為了能夠快速準(zhǔn)確地進(jìn)行能耗審計(jì)，大中型以上規(guī)模的數(shù)據(jù)中心都裝有自動(dòng)化的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和分析系統(tǒng)，可以快速地進(jìn)行能耗分布情況統(tǒng)計(jì)和分析。通過能耗審計(jì)，可以明確知道能源的去向。在能耗較高的方面，能夠有針對(duì)性地開展節(jié)能工作。我們知道，電力消耗是數(shù)據(jù)中心最主要的消耗，空調(diào)制冷等方面的能耗同樣是以電力消耗的形式表現(xiàn)出來。現(xiàn)有的一些研究數(shù)據(jù)可以讓我們比較清楚地看到目前多數(shù)數(shù)據(jù)中心的電能分布情況。雖然這種分布并非理

25、想，卻代表了當(dāng)今的普遍現(xiàn)狀。數(shù)據(jù)中心輸入電力分布如圖4-1所示。圖4-1數(shù)據(jù)中心輸入電力分布從圖4-1中可以看出，能耗高是目前數(shù)據(jù)中心普遍存在的現(xiàn)象。當(dāng)IT設(shè)備系統(tǒng)，包括服務(wù)器、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)通信等設(shè)備產(chǎn)生的能耗約占數(shù)據(jù)中心機(jī)房總能耗的30%時(shí)，電能使用效率(PUE)在3左右。其他各系統(tǒng)的具體能耗分布如下：(1) 制冷系統(tǒng)產(chǎn)生的能耗約占數(shù)據(jù)中心機(jī)房總能耗的33%左右。(2) 空調(diào)送風(fēng)和回風(fēng)系統(tǒng)產(chǎn)生的能耗約占數(shù)據(jù)中心機(jī)房總能耗的9%左右。(3) 加濕系統(tǒng)產(chǎn)生的能耗約占數(shù)據(jù)中心機(jī)房總能耗的3%左右。(4) UPS供電系統(tǒng)的能耗約占數(shù)據(jù)中心機(jī)房總能耗的18%左右。(5) PDU系統(tǒng)產(chǎn)生的能耗約占數(shù)據(jù)中心

26、機(jī)房總能耗的5%左右。(6) 照明系統(tǒng)的能耗約占數(shù)據(jù)中心機(jī)房總能耗的1%左右。(7) 轉(zhuǎn)換開關(guān)、線纜及其他系統(tǒng)的能耗約占數(shù)據(jù)中心機(jī)房總能耗的1%左右。從數(shù)據(jù)中心電能的流向來看：一是IT設(shè)備約占30%;二是空氣處理設(shè)備約占45%，建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)的能量損失會(huì)反映在空調(diào)系統(tǒng)的能耗上;三是配電傳輸和轉(zhuǎn)換設(shè)備約占24%;還有1%是用于照明、維修和辦公設(shè)備等。在數(shù)據(jù)中心的建設(shè)規(guī)劃過程中，如果在方案設(shè)計(jì)和設(shè)備選型方面充分重視節(jié)能降耗問題，上述電能分配比例將發(fā)生較大的變化，在IT設(shè)備用電量不變的情況下，其他方面的能耗比例將會(huì)有所降低，電力能源的利用率將會(huì)有較大的提升。如果提高數(shù)據(jù)中心后期運(yùn)維期間的有效管理能力

27、，總體能耗將會(huì)進(jìn)一步降低。2.2 數(shù)據(jù)中心能耗測(cè)量指標(biāo)數(shù)據(jù)中心節(jié)能可以從數(shù)據(jù)中心建筑群體和數(shù)據(jù)中心設(shè)備設(shè)施能源效率兩個(gè)層面來衡量。在數(shù)據(jù)中心建筑群體節(jié)能體系方面，最具代表性的是美國(guó)LEED綠色建筑認(rèn)證體系;在數(shù)據(jù)中心設(shè)備設(shè)施能源效率方面，最具代表性的是綠色網(wǎng)格組織的PUE值評(píng)估。4.2.1. 國(guó)內(nèi)外主要綠色建筑評(píng)價(jià)體系1. 我國(guó)綠色建筑評(píng)價(jià)體系綠色建筑是在全壽命周期內(nèi)兼顧資源節(jié)約與環(huán)境保護(hù)的建筑。我國(guó)的綠色標(biāo)識(shí)制度主要以綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)識(shí)管理辦法及綠色建筑評(píng)價(jià)技術(shù)細(xì)則為設(shè)計(jì)和評(píng)判依據(jù)，經(jīng)專家和測(cè)評(píng)機(jī)構(gòu)(中國(guó)綠色建筑與節(jié)能委員會(huì))評(píng)審?fù)ㄟ^后，頒發(fā)“綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)識(shí)”?！熬G色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)識(shí)”分為1、2

28、、3星級(jí)，3星級(jí)為最高級(jí)別。我國(guó)香港地區(qū)主要施行香港建筑環(huán)境評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)。該評(píng)價(jià)體系在借鑒英國(guó)BREEAM體系主要框架的基礎(chǔ)上，由香港理工大學(xué)于1996年制定。它是一套主要針對(duì)新建和已使用的辦公、住宅建筑的評(píng)估體系。該體系旨在評(píng)估建筑的整體環(huán)境性能表現(xiàn)。其中對(duì)建筑環(huán)境性能的評(píng)價(jià)歸納為對(duì)場(chǎng)地、材料、能源、水資源、室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量、創(chuàng)新與性能改進(jìn)六個(gè)方面的評(píng)價(jià)。隨著我國(guó)建筑節(jié)能的發(fā)展，相應(yīng)的建筑節(jié)能法律法規(guī)和標(biāo)識(shí)規(guī)范體系正在逐步建立。在法律和法規(guī)方面，2007年10月28日頒布了中華人民共和國(guó)節(jié)約能源法，并于2008年4月1日起正式施行。2008年7月23日國(guó)務(wù)院通過民用建筑節(jié)能條例，并于2008年10月

29、1日起正式施行。隨后又正式頒布了公共機(jī)構(gòu)節(jié)能條例。在法律和法規(guī)方面為建筑節(jié)能奠定了基礎(chǔ)。在建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)方面，建立了覆蓋全國(guó)三個(gè)氣候區(qū)的居住建筑和公共建筑的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，包括公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)(GB501892005)、民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)(采暖居住建筑部分)(JGJ2695)、夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)(JGJ1342001，J1162001)、夏熱冬暖地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)(JGJ752003，J2752003)。這些標(biāo)準(zhǔn)為全面開展建筑節(jié)能工作奠定了基礎(chǔ)。尤其是公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的頒布和實(shí)施，對(duì)我國(guó)公共建筑節(jié)能的推動(dòng)和建筑節(jié)能工作的開展，對(duì)實(shí)現(xiàn)“節(jié)能減排”的國(guó)家戰(zhàn)略具有重要意義。在建

30、筑節(jié)能驗(yàn)收和運(yùn)行管理方面，建立了建筑節(jié)能工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范(GB504112007)、空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行管理規(guī)范(GB5003652005)、北方采暖地區(qū)既有居住建筑供熱計(jì)量及節(jié)能改造技術(shù)導(dǎo)則、國(guó)家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)相關(guān)技術(shù)導(dǎo)則等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和技術(shù)導(dǎo)則，這些為推進(jìn)建筑節(jié)能工作的驗(yàn)收和運(yùn)行管理提供了依據(jù)。在建筑節(jié)能和綠色建筑評(píng)價(jià)體系方面，試行建筑能效測(cè)評(píng)與標(biāo)識(shí)技術(shù)導(dǎo)則制度，建筑能效標(biāo)識(shí)制度作為建筑節(jié)能的推進(jìn)器，對(duì)于提高建筑用能系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行能效，促進(jìn)新型節(jié)能技術(shù)在建筑中的合理應(yīng)用，有效減低建筑的實(shí)際運(yùn)行能耗具有重要的作用。建筑能效測(cè)評(píng)與標(biāo)識(shí)技術(shù)導(dǎo)則引用吸收了國(guó)際上建筑能效標(biāo)識(shí)

31、的成果和經(jīng)驗(yàn)，以我國(guó)現(xiàn)行建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，結(jié)合我國(guó)建筑節(jié)能工作的現(xiàn)狀和特點(diǎn)，適用于新建居住和公共建筑以及實(shí)施節(jié)能改造后的既有建筑能效測(cè)評(píng)標(biāo)識(shí)方法。建筑能效測(cè)評(píng)與標(biāo)識(shí)技術(shù)導(dǎo)則特點(diǎn)是強(qiáng)調(diào)建筑節(jié)能實(shí)際能耗和能效結(jié)果控制的測(cè)評(píng)制度。在總結(jié)近年來綠色建筑的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，并借鑒國(guó)際綠色建筑評(píng)價(jià)體系的基礎(chǔ)上，2006年，我國(guó)頒布了第一部綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)(GB/T503782006)。該標(biāo)準(zhǔn)是一部多目標(biāo)、多層次的綠色建筑綜合評(píng)價(jià)體系，該體系從選址、材料、節(jié)能、節(jié)水、運(yùn)行管理等多方面，對(duì)建筑進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，其特點(diǎn)是強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)過程中的節(jié)能控制。為了支撐現(xiàn)行的測(cè)評(píng)體系和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)家有關(guān)部門正在組織編寫和即將頒布的標(biāo)

32、準(zhǔn)有：公共建筑節(jié)能檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)、節(jié)能建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、公共建筑節(jié)能改造技術(shù)規(guī)程、集中供暖系統(tǒng)溫控與熱計(jì)量技術(shù)規(guī)程等。這些都為我國(guó)新建建筑節(jié)能和既有建筑節(jié)能改造的規(guī)范化管理和實(shí)施奠定了很好的基礎(chǔ)。2. 國(guó)外綠色建筑評(píng)估體系目前國(guó)際上的綠色建筑認(rèn)證體系主要有：LEED(美國(guó))、BREEAM(英國(guó))、CASBE(日本)、Blue Angel(德國(guó)、北歐)等。綠色建筑評(píng)估體系(Leadership in Energy & Environmental Design Building Rating System，LEED)是目前世界各國(guó)建筑環(huán)保評(píng)估、綠色建筑評(píng)估及建筑可持續(xù)性評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)中最完善、最有影響力的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)

33、，已成為世界各國(guó)建立各自綠色建筑及可持續(xù)性評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)的范本。1) 美國(guó)綠色建筑評(píng)估體系LEEDLEED是自愿采用的評(píng)估體系標(biāo)準(zhǔn)，主要目的是規(guī)范一個(gè)完整、準(zhǔn)確的綠色建筑概念，防止建筑的濫綠色化，推動(dòng)建筑的綠色集成技術(shù)發(fā)展，為建造綠色建筑提供一套可實(shí)施的技術(shù)路線。LEED是性能性標(biāo)準(zhǔn)，主要強(qiáng)調(diào)建筑在整體、綜合性能方面達(dá)到“綠化”要求。該標(biāo)準(zhǔn)很少設(shè)置硬性指標(biāo)，各指標(biāo)間可通過相關(guān)調(diào)整形成相互補(bǔ)充，以方便使用者根據(jù)本地區(qū)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件建造綠色建筑。LEED評(píng)估體系及其技術(shù)框架由五大方面及若干指標(biāo)構(gòu)成，主要從可持續(xù)建筑場(chǎng)址、水資源利用、建筑節(jié)能與大氣、資源與材料、室內(nèi)空氣質(zhì)量等方面對(duì)建筑進(jìn)行綜合考察，評(píng)判其

34、對(duì)環(huán)境的影響，并根據(jù)各方面指標(biāo)綜合打分，通過評(píng)估的建筑，按分?jǐn)?shù)高低分為白金、金、銀、銅4個(gè)認(rèn)證級(jí)別，以反映建筑的綠色水平。雖然LEED為自愿采用的標(biāo)準(zhǔn)，但自從其發(fā)布以來，已被美國(guó)48個(gè)州和國(guó)際上7個(gè)國(guó)家所采用，美國(guó)俄勒岡州、加利福尼亞州、西雅圖市已將該標(biāo)準(zhǔn)列為法定強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)加以實(shí)行，美國(guó)國(guó)務(wù)院、環(huán)保署、能源部、美國(guó)空軍、海軍等部門也已將其列為所屬部門建筑的標(biāo)準(zhǔn)，如美國(guó)駐中國(guó)大使館新館就采用了該標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)際方面，加拿大政府正在討論將LEED作為政府建筑的法定標(biāo)準(zhǔn)。中國(guó)、澳大利亞、日本、西班牙、法國(guó)、印度等國(guó)都在對(duì)LEED進(jìn)行深入研究，并在此基礎(chǔ)上制定本國(guó)綠色建筑的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。截止到2009年9月，在美

35、國(guó)和世界各地已有3855個(gè)工程通過了LEED評(píng)估，被認(rèn)定為綠色建筑;另有25611個(gè)工程已注冊(cè)申請(qǐng)進(jìn)行LEED綠色建筑評(píng)估;每年新注冊(cè)申請(qǐng)LEED評(píng)估的建筑都以20%以上的速度增長(zhǎng)。凡通過LEED評(píng)估的工程都可獲得由美國(guó)綠色建筑協(xié)會(huì)頒發(fā)的綠色建筑標(biāo)識(shí)。中國(guó)國(guó)家建設(shè)部目前也在借鑒LEED認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)行的綠色奧運(yùn)建筑評(píng)估體系、中國(guó)生態(tài)住宅技術(shù)評(píng)估手冊(cè)和上海通過的綠色生態(tài)小區(qū)導(dǎo)則也在一定程度上借鑒了LEED認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容。2) 英國(guó)綠色建筑評(píng)估體系BREEAMBREEAM(Building Research Establishment Environmental Assessment Method)

36、體系，是世界上第一個(gè)綠色建筑評(píng)估體系，由英國(guó)建筑研究所于1990年制定。BREEAM體系的目標(biāo)是減少建筑物對(duì)環(huán)境的影響。體系涵蓋了包括從建筑主體能源到場(chǎng)地生態(tài)價(jià)值的范圍，包括了社會(huì)、經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的多個(gè)方面。這種非官方評(píng)估的要求高于建筑規(guī)范的要求，有效地降低了建筑對(duì)環(huán)境的影響。如今，在英國(guó)及全世界范圍內(nèi)，BREEAM體系已經(jīng)得到了各界的認(rèn)同和支持。3) 澳大利亞綠色建筑評(píng)估體系NABERSABGRS(Australian Building Greenhouse Rating Scheme)評(píng)估體系由澳大利亞新南威爾士州的Sustainable Energy Development Author

37、ity(SEDA)發(fā)布，它是澳大利亞國(guó)內(nèi)第一個(gè)較全面的綠色建筑評(píng)估體系，主要針對(duì)建筑能耗及溫室氣體排放進(jìn)行評(píng)估。它通過確定參評(píng)建筑的“星值”來評(píng)定其對(duì)環(huán)境影響的等級(jí)。4) 日本綠色建筑評(píng)估體系CASBEECASBEE(建筑物綜合環(huán)境性能評(píng)價(jià))方法，以各種用途、規(guī)模的建筑物作為評(píng)價(jià)對(duì)象，從環(huán)境效率定義出發(fā)進(jìn)行評(píng)價(jià)。它試圖評(píng)價(jià)建筑物在限定的環(huán)境性能下，通過措施降低環(huán)境負(fù)荷的效果。CASBEE采用5分評(píng)價(jià)制度。5) 德國(guó)可持續(xù)建筑認(rèn)證體系DGNB德國(guó)可持續(xù)建筑認(rèn)證體系，由德國(guó)可持續(xù)建筑委員會(huì)(DGNB)組織和德國(guó)建筑行業(yè)的專業(yè)人士共同開發(fā)。DGNB覆蓋了建筑行業(yè)的整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈，并致力于為建筑行業(yè)的未來

38、發(fā)展指明方向。其2008年版僅對(duì)辦公建筑和政府建筑進(jìn)行認(rèn)證。4.2.2. 數(shù)據(jù)中心能源效率指標(biāo)1. PUE和DCiE當(dāng)前，測(cè)量數(shù)據(jù)中心的能耗指標(biāo)主要有：電能使用效率(Power Usage Effectiveness，PUE)和數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)架構(gòu)效率(Data Center Infrastructure Efficiency，DCiE)。這兩種指標(biāo)都考慮了數(shù)據(jù)中心的供電、散熱系統(tǒng)和IT設(shè)備所各自消耗的能量，得到了The Green Grid(綠色網(wǎng)格)組織的支持。這個(gè)組織是2006年為專門開發(fā)數(shù)據(jù)中心能效及生產(chǎn)力測(cè)量體系而組建的，具有一定的影響力。The Green Grid 定義了這兩種指標(biāo)的

39、具體計(jì)算方式：(1) PUE=數(shù)據(jù)中心總設(shè)備能耗/IT設(shè)備能耗，PUE是一個(gè)比率，基準(zhǔn)是2，越接近1表明能效水平越好。(2) DCiE=IT設(shè)備能耗/數(shù)據(jù)中心總設(shè)備能耗100%，DCiE是一個(gè)百分比值，數(shù)值越大越好。根據(jù)The Green Grid的研究報(bào)告，測(cè)量數(shù)據(jù)中心IT設(shè)備能耗的最有效的方法是測(cè)量機(jī)房PDU(Power Distribution Units)的輸出電量，它表示出數(shù)據(jù)中心向服務(wù)器機(jī)柜輸送的總電力。目前，PUE已經(jīng)成為國(guó)際上比較通行的數(shù)據(jù)中心電力使用效率的衡量指標(biāo)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，國(guó)際上先進(jìn)機(jī)房的PUE值可以達(dá)到1.7，而我國(guó)的PUE平均值則在2.5以上。特別是中小規(guī)模的機(jī)房，PUE

40、值更高，測(cè)量數(shù)值普遍在3左右。這說明有大量的電能實(shí)際都被電源、制冷、散熱這些設(shè)備給消耗了，而用于IT設(shè)備的電能很少。2. IT設(shè)備的能效比IT設(shè)備能效比=IT設(shè)備每秒的數(shù)據(jù)處理流量/IT設(shè)備的能耗。IT設(shè)備主要是指服務(wù)器、存儲(chǔ)等設(shè)備。IT設(shè)備能效比越高，意味著IT設(shè)備每消耗單位電能，所能處理、存儲(chǔ)和交換的數(shù)據(jù)量越大。較高的IT設(shè)備能效比帶來的另一個(gè)好處是，可以大幅度地降低與數(shù)據(jù)中心機(jī)房配套的UPS和空調(diào)系統(tǒng)的容量及能耗，從而達(dá)到節(jié)能、節(jié)省投資和節(jié)省數(shù)據(jù)中心機(jī)房安裝面積的目的。因此，當(dāng)用戶選擇服務(wù)器或存儲(chǔ)設(shè)備時(shí)，不僅需要了解各種產(chǎn)品在滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)的能耗大小和效率高低，還要了解這些設(shè)備在輕負(fù)荷運(yùn)行

41、時(shí)的實(shí)際能耗和效率。目前，我國(guó)已將服務(wù)器的節(jié)能指標(biāo)納入國(guó)家節(jié)能規(guī)劃體系中。它標(biāo)志著我國(guó)在推進(jìn)服務(wù)器節(jié)能方面已進(jìn)入到一個(gè)嶄新的階段。4.2.3. 綠色數(shù)據(jù)中心能效評(píng)價(jià)要素綠色數(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(jiǎn)單地購(gòu)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(zhǎng)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

42、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。數(shù)據(jù)中心能效評(píng)價(jià)要素見表4-1。表4-1數(shù)據(jù)中心能效評(píng)價(jià)要素2.3 數(shù)據(jù)中心節(jié)能目標(biāo)通過對(duì)數(shù)據(jù)中心主要能耗的分布狀況進(jìn)行分析，其節(jié)能工作主要應(yīng)從以下三個(gè)方面入手。1. 降低數(shù)據(jù)中心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

43、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(cè)。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. 降低IT設(shè)備配套設(shè)施運(yùn)行能耗配套設(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

44、，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. 降低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(guó)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。2.4 節(jié)能技術(shù)方案舉例2.4.1. 建筑群體的節(jié)能目前國(guó)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

45、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(yíng)期內(nèi)降低數(shù)據(jù)中心的日常運(yùn)營(yíng)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。總體規(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

46、平面布局確定數(shù)據(jù)中心機(jī)房的場(chǎng)地分隔、工作流程以及建設(shè)工藝。現(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(guó)地域廣闊，各地氣候條件差別非常大，全國(guó)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

47、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)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

48、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)處理及動(dòng)態(tài)組合運(yùn)營(yíng)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?jī)?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)

49、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)于大型數(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)置的不合理及機(jī)房氣流組織的不確定性，可能導(dǎo)致同一機(jī)房?jī)?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)

50、，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?jī)?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。目前，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)?，F(xiàn)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(gòu)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?？照{(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

51、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)。利用水份蒸發(fā)吸熱制冷，主要用于長(zhǎng)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

52、。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。(1) 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)。(2) 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(zhǎng)期運(yùn)行的線損。這是數(shù)據(jù)中心建設(shè)過程中長(zhǎng)期被忽視的一個(gè)問題。(3) 應(yīng)采用損耗低的變壓器產(chǎn)品，例如S10型比

53、S9型變壓器的空載和負(fù)載損耗低10%。(4) 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)。(5) 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。(6) 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。(7) 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)。(8) 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