綠色數(shù)據(jù)中心建筑設(shè)計(jì)解析

綠色數(shù)據(jù)中心應(yīng)該參照什么設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，業(yè)界尚未有公認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)，但有一定經(jīng)驗(yàn)和共識(shí)。在數(shù)據(jù)中心建設(shè)初期，對(duì)建筑自身的環(huán)保和節(jié)能考慮，是邁向綠色環(huán)保的第一步。在數(shù)據(jù)中心機(jī)房的基礎(chǔ)建設(shè)階段，機(jī)房設(shè)計(jì)要做整體保溫處理方案，如隔熱、隔音、保溫、防輻射、屏蔽等；同時(shí)避免使用有害、有害、易揮發(fā)、易老化變形的建筑材料。

首先，在設(shè)計(jì)上要考慮隔熱、保溫和防止輻射。常用的措施有，機(jī)房區(qū)的建筑物外墻均不設(shè)外窗，以減少太陽(yáng)輻射熱進(jìn)入機(jī)房，減少房間的熱損耗。還有，建筑外墻結(jié)構(gòu)采用高效率保溫隔熱材料和設(shè)計(jì)，以減少數(shù)據(jù)中心機(jī)房冷量損失；在建筑內(nèi)墻體、樓面采用保溫隔熱設(shè)計(jì)。這些措施，都可以較好的減少數(shù)據(jù)中心機(jī)房與外界的熱交換，節(jié)約能耗。在隱蔽工程中應(yīng)該注意，當(dāng)豎井通過(guò)樓層時(shí)，避免電力線干擾通信傳輸，盡量保持間距50~60cm.機(jī)房采用15~30cm活動(dòng)地板，合理有效地設(shè)計(jì)通風(fēng)管道。

其次，在材料的選擇上，限制有害材料的選用。在外墻體，避免使用吸光材料或含有毒的塑料裝修材料。尤其在機(jī)房?jī)?nèi)部，綠色和環(huán)保的要求極為嚴(yán)格。吊頂和墻面裝修材料和構(gòu)架應(yīng)使用阻燃型裝修材料，表面要經(jīng)過(guò)阻燃涂覆處理；機(jī)房地板優(yōu)先使用防靜電活動(dòng)地板；機(jī)房?jī)?nèi)部采用隔音、防塵的雙層合金玻璃窗，配遮光窗簾。機(jī)房?jī)?nèi)采用節(jié)能照明燈具，合理考慮照明、空調(diào)和濕度設(shè)備的配置關(guān)系。

再有，機(jī)房平面布局注重功能區(qū)合理劃分。機(jī)房?jī)?nèi)各個(gè)系統(tǒng)的建設(shè)要依托于建筑環(huán)境中，受到機(jī)房建筑結(jié)構(gòu)、平面布局這些因素的制約，如建筑層高、形狀、面積等。數(shù)據(jù)中心機(jī)房主體建筑平面布局注重功能性設(shè)計(jì)，建筑造型設(shè)計(jì)以簡(jiǎn)單實(shí)用為目標(biāo)。避免因設(shè)計(jì)缺陷而導(dǎo)致材料浪費(fèi)或能耗增高。

機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)備、設(shè)施合理布置

數(shù)據(jù)中心機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)置擺放著幾十臺(tái)、甚至上百臺(tái)服務(wù)器，以及大量磁盤陣列等設(shè)備，同時(shí)要把這些設(shè)備通過(guò)網(wǎng)絡(luò)級(jí)聯(lián)起來(lái)，并且還有用協(xié)同工作軟件和設(shè)備把它們管理起來(lái)，這就有可能造成設(shè)備眾多、效率低下、占地空間大的現(xiàn)象，機(jī)房的供電、靜音、空調(diào)、散熱等問(wèn)題都一一顯示出來(lái)機(jī)房?jī)?nèi)部的設(shè)備。如何提高數(shù)據(jù)中心的效能、降低電力損耗、減少占地空間和提高集約化水平是一項(xiàng)系統(tǒng)工程。

在滿足系統(tǒng)可靠性的前提下，合理確定機(jī)房等級(jí)和系統(tǒng)配置，可以降低投資，減少能源消耗。在設(shè)備的合理布置上，主要涉及IT設(shè)備、機(jī)柜以及一些輔助設(shè)備和設(shè)施。

1.IT設(shè)備的擺放

隨著刀片式服務(wù)器的產(chǎn)生，它們的擺放位置至關(guān)重要。如果將高功率負(fù)載和高密度、發(fā)熱量大的服務(wù)器組合擺放在一個(gè)機(jī)柜內(nèi)，這樣便會(huì)出現(xiàn)一個(gè)高密設(shè)備度群，形成了一個(gè)巨大的發(fā)熱群體，最容易導(dǎo)致數(shù)據(jù)中心的局部過(guò)熱現(xiàn)象。面對(duì)這樣問(wèn)題，可以將這些高功率設(shè)備和高密度服務(wù)器均分在每個(gè)機(jī)柜內(nèi)，這樣就不會(huì)出現(xiàn)高功率高密度設(shè)備群，也無(wú)法形成數(shù)據(jù)中心的熱點(diǎn)和冷卻的難點(diǎn)，將降低制冷設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用和采購(gòu)費(fèi)用。

2.機(jī)柜的擺放

以往在機(jī)柜布局中，人們?yōu)榱嗣烙^和便于觀察，常常會(huì)將所有的機(jī)柜朝同一個(gè)方向擺放。如果按照這種擺放方式，機(jī)柜盲板有效阻擋冷熱空氣的效果將大打折扣。正確的擺放方式應(yīng)該是將服務(wù)器機(jī)柜面對(duì)面或背對(duì)背的擺放方式擺放，這樣變形成了冷風(fēng)通道和熱風(fēng)通道，機(jī)柜之間的冷熱風(fēng)不會(huì)混合在一起，形成短路氣流，有效提到制冷效果，保護(hù)好冷熱通道不被破壞。即當(dāng)機(jī)柜內(nèi)或機(jī)架上的設(shè)備為前進(jìn)風(fēng)/后出風(fēng)方式冷卻時(shí)，機(jī)柜或機(jī)架的布置宜采用面對(duì)面、背對(duì)背方式。

3.空調(diào)和制冷設(shè)備

目前，冷卻問(wèn)題已經(jīng)成為數(shù)據(jù)中心計(jì)算能力的首要制約因素。對(duì)此，大部分用戶都選擇添加更精密的機(jī)房專用空調(diào)設(shè)備、架空地板/加大出風(fēng)口地板通風(fēng)量、額外空調(diào)配置、添加排風(fēng)裝置等手段來(lái)解決散熱困擾，這樣即花費(fèi)了大量資源，而實(shí)際上，卻忽略掉了一些容易實(shí)施、代價(jià)非常小的措施，如在機(jī)柜內(nèi)部應(yīng)用幾十元的導(dǎo)流板、封閉和隔離熱通道、冷熱通道設(shè)置等。

因此，在具體應(yīng)用中，地面采用防靜電活動(dòng)地板，架空30cm.房間應(yīng)有專用空調(diào)，并在中間有鋁合金隔斷等。而在空調(diào)的選擇上，大型機(jī)房宜采用水冷冷水機(jī)組空調(diào)系統(tǒng)，空調(diào)系統(tǒng)可采用電制冷與自然冷卻相結(jié)合的方式。此外，針對(duì)機(jī)柜的冷卻方式，液冷系統(tǒng)（LCP）也漸成為打造綠色機(jī)房的佳選。

4.電源設(shè)備和照明設(shè)施

針對(duì)數(shù)據(jù)中心機(jī)房，UPS等電源系統(tǒng)應(yīng)該采用節(jié)省空間的緊湊式設(shè)計(jì)，具有內(nèi)置旁路維護(hù)開(kāi)關(guān)以及可擴(kuò)展的電池，盡量降低用戶的總體擁有成本。主機(jī)房和輔助區(qū)內(nèi)的主要照明光源應(yīng)采用高效節(jié)能熒光燈（安裝控制器或定時(shí)器），燈具應(yīng)采用分區(qū)、分組的控制措施。這可以直接節(jié)約照明費(fèi)用，并節(jié)約冷卻費(fèi)用。

另外，在機(jī)房顯示設(shè)備方面，傳統(tǒng)的CRT顯示設(shè)備正被LCD顯示設(shè)備替代。而LCD還不是最節(jié)能的顯示設(shè)備，比如LED和OLED就比其更節(jié)能，當(dāng)有電流通過(guò)時(shí)，這些有機(jī)材料就會(huì)發(fā)光。而且OLED顯示屏能夠顯著節(jié)省電能，耗電量可做到LCD的1/6，機(jī)房如能采用這樣的顯示器無(wú)疑能更綠色。

5.輔助和配套設(shè)施

數(shù)據(jù)中心要建設(shè)專用的送風(fēng)通道。數(shù)據(jù)中心的設(shè)備由于能耗大，發(fā)熱量也大，下送風(fēng)方式效果最好，因此必須在機(jī)房設(shè)置地板，建立專用的下送風(fēng)通道。設(shè)備間的室溫應(yīng)保持在攝氏15度至30度之間，相對(duì)濕度應(yīng)保持在45%至65%之間。設(shè)備間應(yīng)安裝符合法規(guī)要求的消防系統(tǒng)，應(yīng)使用防火防盜門、至少能耐火1小時(shí)的防火墻。

全面優(yōu)化機(jī)房

綠色應(yīng)該體現(xiàn)在通過(guò)科學(xué)的機(jī)房配置建設(shè)設(shè)計(jì)或改善，來(lái)形成動(dòng)力環(huán)境最優(yōu)化的配置，實(shí)現(xiàn)初始投入最小化。在保障機(jī)房設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)營(yíng)的同時(shí)，達(dá)到節(jié)能減耗。同時(shí)服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)等設(shè)備要實(shí)現(xiàn)最大化的效能比。

這不僅僅要求從數(shù)據(jù)中心的設(shè)備和應(yīng)用層面來(lái)進(jìn)行優(yōu)化，還需要從機(jī)房、供電等周邊環(huán)境來(lái)改善數(shù)據(jù)中心能耗問(wèn)題。綠色數(shù)據(jù)中心建設(shè)是一個(gè)系統(tǒng)工程，它不僅依仗著IT技術(shù)發(fā)展的驅(qū)動(dòng)，而且也和建筑、建筑技術(shù)發(fā)展有關(guān)。

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