绿色节能设计在数据中心规划中的应用

2019-08-23于江涛

电子技术与软件工程 2019年13期

文/于江涛

随着信息化社会的快速发展，数据中心建设的重要性愈加凸显，并且成为影响企业等主体信息系统建设和应用效果乃至整体竞争力的关键性因素。在数据中心数量和规模快速增长的过程中，除了要考虑数据中心建设的必要性和可行性以外，还要从成本尤其是环境成本的角度出发进行深入的分析和把控，确保数据中心建设的综合效益保持在较高的水平。考虑到数据中心规划、建设和运行过程中的实际效益与成本关系，在进行规划过程中，要尽可能多地采用绿色节能的技术和方式，确保数据中心建成使用过程中的能耗保持在尽可能地范围内。而这一问题的解决就对数据中心规划工作提出了更高的要求和挑战，需要进行深入的分析研究。

1 绿色节能设计在数据中心规划中的应用概述

绿色节能设计在数据中心规划中的应用是在对数据中心进行规划规划过程中充分考虑绿色、节能的目标，使建成运行后的数据中心的数据安全性和可靠性得到保证的同时，最大限度地减少浪费和损耗，从而打造综合性的数据中心。

1.1 绿色节能设计在数据中心规划中应用的目标

如何在确保数据中心中的数据高度安全和高度可靠的前提下，最大限度地减少数据中心建设和运行低效和无效投入，打造高效、安全、节能的数据中心，是绿色节能设计在数据中心规划中应用的主要目标。而为了保证这一目标的有效实现，就需要采用虚拟化的技术来对服务器的架构进行优化，在增加服务器运行效率的基础上，减少数据中心服务器的数量，降低数据中心的设备、系统能耗，使整个数据中心的系统的运行、维护和管理变得更加节能、高效。当然，除了对服务器进行设计规划以外，还要遵循模块化的设计理念，对机房空间、电源设备、制冷系统等进行绿色节能的规划考虑，使整个数据中心的绿色节能效益达到最大化。

1.2 绿色节能设计在数据中心规划中应用的原则

绿色节能设计在数据中心规划中的应用是一项技术性、过程性和长期性的内容，除了要准确把握应用的目标以外，还要注重应用原则的遵循，以确保数据中心规划的科学性。数据中心规划阶段需要遵循的绿色节能设计的具体原则见表1。

2 数据中心规划中绿色节能设计应用的具体措施

规划中严格遵循绿色节能的理念既是现代化数据中心建设中的内在要求，也是适应未来数据中心发展要求的有效方式。在具体的规划过程中，除了要理解数据中心绿色节能设计的目标和原则以外，还要侧重于具体应用的策略，即如何真正做到绿色节能。具体来说，绿色节能设计在数据中心规划中的应用应从以下几方面着手。

2.1 选择合理的地理位置

地理位置是数据中心规划过程中需要考虑的基本性因素，也是影响绿色节能设计目标能否实现的重要变量。在规划选址时，一般应选择那些交通便利、周边环境安全可靠，并且接近通信管道网络接口的地区，这样可以节省数据中心设备采购、系统组件的各种成本，提升数据中心建设和运行的效率。

同时，在对数据中心的机房进行规划时，除了要满足《公共建筑节能设计标准》中的有关要求外，还要对中心建筑房屋的通风、防辐射和密闭性能等进行充分的论证，确保建成后的数据中心具备良好的自然生态环境优势。例如建筑物的朝向宜避开夏季最大日照朝向。

表1：数据中心规划阶段绿色节能设计的原则

2.2 降低空调系统电机能耗

空调系统电机能耗是数据中心整体能耗中占比较大的部分，并且可以通过自然冷源的引入来加以降低。因此，在规划设计过程中，尽可能选择使用变频空调来对机房内部的温度进行调控，从而达到节约能源的效果。同时，在环境温度偏低的季节，可以通过风冷自然冷却的技术和方式来将过滤后的室外的空气直接送入机房，借助其制冷效果来降低空调的能耗作为冷源。

2.3 注重节能照明的设计

照明是出于保证作业过程中视觉要求的需要而进行的照明设备使用，为了降低照明过程中的能耗，可以通过减少照明系统中光能的损失来提升节能的效果。照明的节能设计可以通过自然光的充分利用和节能照明设备的选择来实现。

（1）在规划设计过程中，要在满足各方面要求的基础上尽可能地通过顶部的天窗等设计来充分利用自然光，减少照明设备的使用；

（2）要采用新型的LED光源，最大可能地降低能源损耗；

（3）要采取合理的灯具控制方式，利用光电、红外感应相结合的方式来达到人来则亮、人走则熄的效果。

2.4 其他设备的节能设计

数据中心的规划实际上是各种设备、设施和系统的应用组合，只有保证所有的设备都符合绿色节能的要求，才能够确保整个数据中心的规划达到绿色节能的要求。因此，除了要对照明设备进行针对性的设计以外，还要对建筑物内的诸如电力、空调、给排水、消防、安保等设备、设施和系统进行绿色节能的设计，使其发挥最大化的效果。例如对于消防设备，要尽可能地满足数据中心正常运行和数据中心出现突发状况两种情况的需要，并且具备自动报警、处置的功能，使设备效能的发挥更加科学、合理。