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1、数据中心节能改造实践案例2023目录1 .数据中心发展现状和能效水平11.1 数据中心发展现状11.2 数据中心能源消费情况61.3 数据中心能效现状与问题102 .数据中心节能政策和标准体系132.1 国家和地方相关节能政策措施132.2 国家及地方相关节能标准规范183 .数据中心节能改造技术措施283.1 概述283.2 建筑与建筑热工303.3 信息系统313.4 通风及空调系统333.5 电气系统453.6 能耗管理514 .数据中心节能改造实践案例534.1 中国电建总部数据中心节能改造534.2 贵州省信息园数据中心智能新风系统554.3 黑龙江省某数据中心蒸发冷却改造574.4
2、 江苏省某互联网数据中心智能群控系统改造584.5 上海某数据中心制冷系统智慧节能案例614.6 数据中心节能改造实践经验635.数据中心节能工作面临的形势与对策分析645.1 面临的形势655.2 应对的策略68附件一：数据中心节能政策74附件二：数据中心节能标准规范75附件三：数据中心空调系统节能标准77附件四：国家绿色数据中心先进适用技术产品目录（2020）801.数据中心发展现状和能效水平数据中心是中国实现信息化进程的重要载体，在云计算、5G、人工智能等领域发挥着重要的作用。随着信息化和工业化的加快融合，数据中心不仅可以服务于互联网，而且可以服务于传统行业数字化转型,有效推动地方优势产
3、业转型升级和创新发展。经济发展、社会需求和技术变革推动中国数据中心飞速发展。“十三五”期间，全国数据中心机架数量增长超两倍，机架数量有望突破300万架，数据中心数量超过7.4万家。受规模提升的影响，全国数据中心耗电量增长率连续八年超过12%,远高于其他用能行业。数据中心的节能降耗工作显得尤为必要。在国家部委的政策引领下，在领头企业的探索中，中国数据中心正在逐渐向规模化、低能耗、绿色可持续发展的方向迈进，数据中心节能工作亦不断取得新突破。本章主要介绍中国数据中心发展现状、能耗情况，以及数据中心节能成效和存在的主要问题。1.l数据中心发展现状1.1.1 规模不断扩大数据中心是中国信息化基础设施建设
4、的重要内容，近年来，中国数据中心迎来蓬勃发展的历史机遇。据互联网数据中心发布的20202021年中国IDC产业发展研究报告显示，2020年中国数据中心业务市场总规模为2238.7亿元，同比增长43.3%1o图1-120152020中国数据中心市场规模（单位：亿元）2020年，以5G、大数据、物联网、人工智能等新技术、新应用为代表的新基建，在推进疫情防控和疫后经济复苏上发挥了重要作用，推动国内数据中心需求的激增。有机构预测，2021年中国数据中心市场规模将超过2700亿元，比2019年提高一倍。业务需求的持续扩大推动数据中心的迅速发展。“十三五”期间，中国数字中心的机架规模与占有面积实现双高速增
5、长。其中，数据中心机架数量从124万架增长到288万架，保有面积从1503万平方米增加到超过3000万平方米。2019年，中国在建数据中心机架规模约185万架，同比增长30%。随着在建数据中心的陆续投产，预计“十三五”期末，中国数据中心机架保有量将突破300万架。一车用机姿视标迎刎机典虹桥在用机典赵浦：%；图l-220162020全国数据中心机架规模及增速（单位：万架）21.1.2 结构持续优化根据工信部对数据中心的分类，按照机架数量，国内数据中心可分为三类：中小型数据中心、大型数据中心以及超大型数据中心3。中小型数据中心曾在中国数据中心中占绝主力，其数量一直占70%以上。原因是中国数据中心早
6、期多由企业或机构自建，服务于企业数据运算、存储和交换，为企业、客户及合作伙伴提供数据处理、数据访问等信息，比如银行、保险、政府、科研院所、医疗机构等。80k2014201520162017201820192020E超大型一大型中小型图l-320142020年全国各类型数据中心占比的变化2018年以来，随着国内移动互联的兴起和云计算的快速发展，阿里、腾讯、百度等大型互联网企业对海量数据的存储、处理等业务需求增大，大型和超大型的互联网数据中心激增，数量逐渐超过中小型数据中心。从国内三类数据中心占比变化情况看，2019年前后，中小型数据中心占比呈现断崖式下降，由2018年的50%迅速下降到26%o而
7、超大型数据中心占比则由20型年的17%,提高到37%4o无论从优化数据中心布局的宏观需求出发，还是从节能和提高能效的现实需要出发，大型化和集群化均是数据中心发展的大趋势。预计2020年，中国大型和超大型数据中心合计占比将超过80%,其中，超大型数据中心占比将达到43%,中小型数据中心占比将进一步压缩到17%左右。1.1.3 布局发生调整早期国内数据中心的布局主要受经济发展水平的影响。从存量上看，国内数据中心主要分布在环渤海、长三角、珠三角等经济发达地区。2019年，北京拥有数据中心机架14.1万架、上海拥有34.8万架，广东拥有34.3万架，北上广三大城市的在用机架数占全国的31.3%o从服务
8、对象上看，环渤海的数据中心主要为支撑云计算、软件业以及天津的制造业、物流产业等需求；长三角地区数据中心主要用于支撑科研单位、金融机构、信息产业和现代服务业的计算需求；珠三角地区以支撑现代通信与互联网产业为主。图14 2019年北上广机架数量及占全国比例近年来，由于经济发达地区的土地、电力等资源逾加紧张，在国家政策引导下，中国的数据中心建设逐渐向中西部地区转移。一方面，中西部地区电力资源相对丰富，环境冷量充沛利于降低数据中心冷却能耗；另一方面中西部地区为承接数据中心转移开出了大量优惠条件，如内蒙古乌兰察布市的数据中心享受0.28元/千瓦时的超低电价，远低于北京市0.81.2元/千瓦时的电价水平。
9、多种因素综合作用下，数据中心在中西部地区快速发展，建设规模不断扩大。如百度公司在山西阳泉市建设了6000台机架的超大型数据中心，中国移动公司在内蒙古呼和浩特市建设了10280台机架的超大型数据中心，中国联通在贵州省贵安新区建设了30800台机架的超大型数据中心。此外，在新疆、青海、陕西等地，也有新的数据中心布局。图1-5中国数据中心新增规划项目分布热力图$1.2 数据中心能源消费情况对于国内数据中心能源消费总量，目前尚无官方统计。但被大家普遍接受的观点是：数据中心能耗高、能耗增长快，占全国能源消费比重逐年提高。同时，数据中心的能耗消费较为集中，除了IT设备外，制冷系统等辅助设施能耗比例高。1
10、.2.1总用电量约占全国的12%由于在电力统计中，数据中心的实际耗电量常常被混合计入不同的行业范畴，因此，数据中心能耗统计困难，目前尚无得到权威认定的官方数据。中国电子学会在中国绿色数据中心发展报告(2020)中通过机柜样本调查的方法，测算中国数据中心2019年总用电量为600-700亿千瓦时，约占全社会用电总量的1.0%。2020年受疫情影响，中国数据中心总用电量规模持续扩大，据预测，数据中心电耗占全社会用电量比重将突破1.5%01.EED6数据中心顾问（中国）委员会在中国数据中心能源使用报告（2019）中通过统计中国各级别服务器数量、比例、PUE的方法，测算中国数据中心2018年总用电量为
11、613亿千瓦时，约占全社会用电量的1%。据绿色数据中心白皮书称，2018年中国三峡发电量、上海市用电量、数据中心总用电量分别为1016亿1567亿1609亿千瓦时，数据中心总用电量已超过上海市，相当于1.6个三峡发电站。绿色和平与华北电力大学联合发布的点亮绿色云端：中国数据中心能耗与可再生能源使用潜力研究认为，2018年中国数据中心电力消费总量达到1608亿千瓦时，约占当年全社会用电量的2.3%o中国电子节能技术协会数据显示，目前中国数据中心的耗电量已连续八年以超过12%的速度增长，预计2020年总耗电量将达到2023亿千瓦时占2020年全社会用电量的2.7%。甚至有机构大胆预测，由于受到疫情
12、影响，2020年中国数据中心耗电量将突破2200亿千瓦时，占全国用电量的比重将超过3%o303.30%3.50%图1-6 2010-2020中国数据中心耗电量及增速8虽然不同的行业协会和研究机构对于国内数据中心能耗总量存在一定争议，但不可否认的是，数据中心能耗高、能源密度大、增速快，是节能重点领域。122能源消费较为集中数据中心包括IT设备和软件以及配套的辅助基础设施，辅助设施包括制冷系统、供配电系统等。从能耗构成看，数据中心能耗集中在这三大领域，其中，IT设备和软件耗电量最大，其次是制冷系统，电气系统能耗占比较小。图1-72019年中国数据中心分系统能耗占比92 I)IT设备和软件能耗IT设
13、备承担数据计算、存储和交换等任务，运行时间长，耗电量最大,能耗占比约42%OIT系统主要包括CPU、存储器等，影响IT系统能耗的主要因素有电源输入模块与设备专业组件。大量的服务器、存储设备、交换机以及千亿级别的芯片在运行过程中消耗大量能源。目前，国内主流的机柜功率以4-6kW为主，6kW及以上的机柜占比为32%1o国内拥有超过3000个机架，总功率1.5万kW的大型数据中心超过300个，华为、阿里等通信和互联网巨头的超大型数据中心机架数甚至超过1万个，运行能耗惊人L(2)制冷系统能耗由于IT系统运行电阻的存在，计算过程中能源消耗大部分以热的形式耗散到环境中，需要建设高效制冷系统对IT设备进行散
14、热。同时，为保障IT设备稳定运行，数据中心对环境温度和湿度要求较高，往往依赖空调、冷水机等设备来降温，这是数据中心制冷系统大量存在和能耗高的原因。数据中心制冷系统包括空调压缩机、冷却水系统、冷冻水系统、冷却塔以及冷却工质等，能耗占比约40%o影响制冷系统能耗的因素有:各类设备的发热、建筑围护设备传热、新鲜空气系统传热、太阳辐射热、系统能效比、气流组织、空调运行时间等，可概括为设备因素与环境因素。由于制冷系统是数据中心能耗最大的辅助设备，数据中心节能改造通常以提高制冷系统效率和减低冷量损耗为主，制冷系统能效提升对于数据中心节能意义重大。(3)电气系统电气系统是主要是为了保障IT设备和软件运行所需
15、的电源和电压。电气系统能耗占比约18%,影响供配电系统耗电量的主要因素有：照明设置、不间断电源系统、变压器等。其中，不间断电源(UPS)能耗最高。1.3 数据中心能效现状与问题1.3.1 能效提升显著但总体水平不高表征数据中心能效的主要指标为PUE,PUE是数据中心总能耗/IT设备能耗的比值。PUE值越低，表明数据中心能源利用效率越高。近年来，随着国内对数据中心节能工作的不断重视，节能改造和绿色数据中心建设，以及超大型数据中心带来的规模效应，共同促进了中国数据中心能效明显提升。从能效水平上看，从2016-2018年，大型数据中心PUE平均值从1.8下降到1.55左右，超大型数据中心PUE平均值
16、从1.5下降到L3左右。从结构上看，从2012年到2019年，PUE值大于2.0的数据中心占比从34.6%下降到2%,PUE小于1.5的数据中心占比从2.7%上升到了12.9%；虽然近年来国内数据中心的PUE值下降明显，但与全球平均水平相比（目前全球数据中心PUE平均值为1.65）,国内仍有大量的数据中心PUE值在1.6以上，能效水平仍然不高特别是中小型数据中心，PUE值很多在2.0以上，仍有较大的节能改造空间。1.3.2不同类型数据中心的能效差别显著由于建设时间、功能等不同，国内数据中心发展水平和能效参差不齐。首先,2018年后筹建的超大型互联网数据中心PUE值普遍较低。部分数据中心能效水平
17、已经达到国际领先。如阿里巴巴杭州仁和数据中心采用的液冷自然冷源设计年均PUE达到1.12,为全球规模最大的全浸没式液冷数据中心；通过采用间接蒸发自然冷却技术，字节跳动的传统数据中心PUE由2018年的1.17、2019年的1.16,降低至2020年的1.14,3；腾讯、百度等企业亦通过应用先进制冷技术，数据中心能效能与国际互联网企业巨头谷歌、FaCebOOk等看齐。与此同时，早期建设的中小数据中心PUE普遍偏高，且数量众多。目前中国中小型数据中心数量占到全部数据中心的26%以上，如果按照占比面积分类，则中小型数据中心占比接近40%,4o中小型数据中心PUE普遍偏高，有的甚至高达2.0以上。1.
18、3.3中小数据中心节能管理难度大一直以来，国内的数据中心，特别是中小型数据中心节能管理遇到众多难题。首先，从数据中心的运营方看，数据中心多为各企业和机构的内设部门运营，不对外提供服务，导致外部政府无法掌握其规模和数量，内部管理范围交错，难以界定运行边际；其次，从数据中心作用看，大多数承载机构和企业的核心业务系统运行，出于商业和保密等原因，在运营成本和绿色化发展方面考虑较少，各项引导政策对其吸引力不足；再次，数据中心的节能改造面临停机的问题，而企业管理人员对于数据中心的稳定性、安全性、持续性工作的侧重明显高于对节能方面的关注。因而对数据中心进行停机节能改造的难度大，而非停机改造仅仅适用于轻度改造
19、，适用范围明显减弱；最后，从管理主体的数量和布局看，其管理主体数量众多且分散，造成社会管理成本较高，政府无力对其全面严格管控。因此，数据中心节能工作要实现在中小型数据中心方面的突破，需要加强中小型数据中心的运维管理，落实节能责任，同时加大节能管理人员培训，提高其节能意识。2.数据中心节能政策和标准体系数据中心高速发展的同时，能耗问题突出。为此，国家部委、地方政府和相关机构相继制定了一系列促进数据中心节能提效的政策、法规与标准。本章将介绍近年来国家和地方出台的数据中心政策和标准，以更好地了解数据中心的节能工作重点和方向。2.1 国家和地方相关节能政策措施国家和地方对于数据中心的节能政策主要围绕着
20、优化数据中心建设布局、提高节能要求、开展绿色数据中心示范，发挥公共机构引领作用等展开。2.1.1 优化数据中心建设布局从国家政策导向看，2017年，工信部相继发布了关于数据中心建设布局的指导意见及全国数据中心应用发展指引（2017）等，这是指导国内数据中心建设的纲领性文件。该系列政策文件通过划分数据中心建设地区类型、采用有区别的政策措施，推动数据中心建设向气候适宜、能源充足、土地租用价格低廉的西部地区转移。政策实施后，以内蒙古、贵州为代表的西部省份数据中心实现高速发展，建设数量规模快速提升。2019年7月关于数据中心建设布局的指导意见提出市场需求导向原则：从市场需求出发，合理规划建设数据中心。
21、对满足布局导向要求，在PUEL5以下的新建数据中心，以及整合、改造和升级达到相关标准要求（暂定PUE降低到2.0以下）的已建数据中心，在电力设施建设、供应及服务等方面给予重点支持。从地方政策看，由于地方经济发展水平、产业结构布局、区域资源条件等不同，不同地区对于数据中心建设采取了不同的政策措施。总体而言，北京、上海等一线城市严控增量，优化存量；蒙贵宁等欠发达地区积极引进、扩大规模。(1)北京禁止在中心城区新(扩)建数据中心2018年，北京市数据中心可用机架数约为18.6万，全市数据中心平均PUE值达到了1.5,单位机架能耗水平达到4kW,据此测算，数据中心耗电量占全市全社会耗电量比例高达9%o
22、由于数据中心加剧了全市用电紧张局面，因此，北京市制定了一系列数据中心管控政策。如北京市新增产业的禁止和限制目录(2018年版)指出，禁止建设PUE值在1.4以上的数据中心；中心城区全面禁止新建和扩建数据中心。政策推动了新建的数据中心向天津、廊坊等周边转移。(2)上海严格控制新建数据中心目前上海市数据中心约有10-15万个机架，主要服务于金融、通信、互联网运营商。建成的数据中心一部分是企业自用，另一部分为互联网运营商为用户提供租赁等服务。当前数据中心运行PUE为1.50-2.00,机架能耗分布较散电针对这一情况，上海市在节能和应对气候变化“十三五”规划严格控制新建数据中心，确有必要建设的，必须确
23、保数据中心PUE值小于1.5o同时，加快数据中心全面节能改造。2019年，上海市提出将全市互联网数据中心新增机架数严格控制在6万架以内；坚持用能限额，新建互联网数据中心PUE值严格控制在1.3以下，改建互联网数据中心PUE值严格控制在1.4以下。(3)广东省加强数据中心节能改造与替代广州市要求各区新建数据中心项目实行能源消费承诺和替代制度，同时提高新建数据中心节能标准。2019年，广州市印发关于加强数据中心节能审查工作的通知。提出了新建数据中心的能效准入要求：新建项目符合PUE在1.4以下；改造项目要符合PUE在1.6以下；并对改造后低于1.4以下PUE值按不同等级分配节能量用能指标。同时，要
24、求新建数据中心项目所在区实行能源消费承诺和替代制度，对既有数据中心进行节能绿色化改造，还提出了日常管理和节能监察等方面的要求。2019年，深圳市印发了深圳市发展和改革委员会关于数据中心节能审查有关事项的通知，深圳在存量数据中心上开展节能工作，按照“以高代低、以大代小、以新代旧等方式促进老旧数据中心改造，对于不同PUE值的数据中心，给予不同政策支持，例如对PUE值为1.3-1.35（含1.3）的高效数据中心，可在用能指标上予以倾斜。（4）贵州省布局（超）大型节能数据中心贵州省将数据中心的发展作为产业升级的主要动力，优越的自然条件和优惠的政策，吸引了一大批超大型数据中心的入驻。为了加强数据中心的节
25、能管理，2017年，贵州省发布了关于进一步科学规划布局数据中心大力发展大数据应用的通知，对新建的数据中心提出更高的节能标准和要求，包括加强数据中心节能设计、既有数据中心技术改造，大力提高实际装机利用率，提高运营管理水平，推进数据中心绿色化发展。同时，强调要优化大型、超大型数据中心布局，杜绝数据中心和相关园区盲目建设，避免数据中心建成后空置率过高等。2.1.2 提出数据中心能效指标2012年以来，随着数据中心需求激增，数据中心能耗问题凸显。为加快数据中心节能管理，从“十二五到“十三五”，国家逐渐提高了数据中心的节能标准，要求各地新建和改扩建数据中心的PUE值不断降低。2013年，工信部在关于进一
26、步加强通信业节能减排工作的指导意见，提出要出台适应新一代绿色数据中心要求的相关标准，优化机房的冷热气流布局，采用精确送风、热源快速冷却等措施，确保新建大型数据中心的PUE值达到1.5以下，力争使改造后数据中心的PUE值下降到2以下。2017年“十三五”节能减排综合工作方案指出：进一步推广云计算技术应用，新建大型云计算数据中心PUE值优于1.5。2019年，出台关于加强绿色数据中心建设的指导意见指出大型和超大型数据中心设计PUE值应不高于1.4o2021年，工业和信息化部印发新型数据中心发展三年行动计划（2021-2023年）提出了具体目标：到2021年底，新建大型及以上数据中心PUE降低到1.
27、35以下。到2023年底，新建大型及以上数据中心PUE降低到1.3以下，严寒和寒冷地区力争降低到1.25以下。从北京、上海等地的政策文件看，普遍将PUE值在1.4以下作为新建数据中心的准入标准。在改扩建项目上，要求数据中心节能改造后，PUE值不高于1.5（北京）巴甚至1.4（上海）17o2.1.3 开展绿色数据中心建设示范为了调动数据中心节能积极性，发挥先进数据中心的示范引领作用，从“十三五”以来，国内一直积极开展绿色数据中心试点工作。2015年，工信部等三部委联合下发了国家绿色数据中心试点工作方案，要求到2017年，创建百个绿色数据中心试点，试点数据中心能效平均提高8%以上。该政策文件还提出
28、了数据中心节能技术改造、绿色数据中心运维管理体系建设等具体措施。为鼓励绿色数据中心建设，国家绿色数据中心试点工作方案下发后，国内进行了首次国家绿色数据中心评选工作。北京、上海、广东、天津、河北、江苏等14个地区入选第一批遴选地址，并且在生产制造、电信、公共机构、互联网、金融、能源6个重点领域中评选出了49家数据中心纳入到国家绿色数据中心名单。2019年，工信部等三部门发布了关于加强绿色数据中心建设的指导意见，要求建立健全绿色数据中心标准评价体系和能源资源监管体系，打造一批绿色数据中心先进典型，形成一批具有创新性的绿色技术产品、解决方案。2020年8月，国家再次发布关于组织开展国家绿色数据中心(
29、2020年)推荐工作的通知18,经过评选，通信、互联网、公共机构、能源和金融领域的60家数据中心入选新一批国家绿色数据中心。2.1.4 促进公共机构数据中心绿色先行为积极响应国家绿色数据中心试点工作，2016年，国管局在公共机构节约能源资源“十三五”规划指出要开展绿色数据中心试点，组织实施中央国家机关5000平方米绿色数据中心机房改造。该规划重点提及优化对公共机构机房能耗的监测，实时掌握制冷系统的能耗水平与效率，对不合理的运行状态进行调整。主要措施包括：(1)在制冷方式的选择上，用液冷替代空冷可增加制冷系统与IT设备的换热效率，降低制冷系统的能耗等级；(2)优化机架布局，目的在于使制冷空调吹出
30、的冷风与机器散热时通过自然对流产生的热风气流分离，避免冷热风的掺混。进而提高低温冷风与IT设备的高温表面换热时的温差，提高换热效率，降低制冷能耗；(3)建设自然冷源，充分利用北方冬季的外部冷源为机房提供制冷，降低制冷空调的全年运行时间，降低能耗；(4)自有系统余热回收利用，充分利用空调冷凝时散发的余热，采用储能装置吸收回热，用于加热冷却水，提高制冷系统的能源利用效率。从试点情况看，包括中科院计算机网络信息中心、丽水市公安局数据中心、宁波市行政中心集中机房在内的8家公共机构数据中心入选国家绿色数据中心，起到了良好的示范引领作用。2.2 国家及地方相关节能标准规范数据中心相关标准较多，包括数据中心
31、设计规范、通讯中心机房环境条件要求等在内的建设、环境要求、管理等国家标准，对保障数据中心建设和运行起到了很好的指导作用。随着对数据中心节能工作的重视，在数据中心设计规范、互联网数据中心工程技术规范等国家标准中相继加入了节能设计要求。对于数据中心的环境条件、制冷系统等节能要求多依赖建筑和建筑热工、空调系统等的相关节能标准。国家标准有数据中心资源利用第3部分：电能能效要求和测量方法(GB/T32910.3-2016)o在数据中心节能评价和能源管理方面，已经出台了相应的标准，如数据中心绿色等级评价(团体标准)和数据中心能源管理体系实施指南(国家标准)。我国现有涉及数据中心资源能源利用、能效/能耗评价
32、、节能评价、绿色数据中心评价的国家标准、地方标准、行业标准和规范性文件超过20项，但在实际应用中指标计算边界和数据监测口径不一。为规范数据中心能效评价，2021年10月数据中心能效限定值及能效等级(GB40879-2021)作为强制性国家标准正式发布，规定了能效限定值等强制性能效准入要求，也代表着数据中心建立了规范、统一的数据中心能效评价方法，将为该领域实现绿色低碳发展提供关键的标准工具。此外，不少地方已经开始了数据中心专项节能标准的有益尝试，如北京出台了数据中心节能设计规范，上海出台了数据中心机房单位能源消耗限额，山东出台了数据中心能源管理效果评价导则等。在绿色数据中心评价标准方面，得益于国
33、家绿色数据中心试点工作的开展，国内绿色数据中心评价标准较多，相关机构相继出台了绿色数据中心评估准则、绿色数据中心评价标准以及国家绿色数据中心试点评价指标体系(2017),对绿色数据中心建设起到很好的指导作用。图2-1国内数据中心节能相关标准体系2.2.1 数据中心节能设计标准在数据中心设计规范(GB501742017)、互联网数据中心工程技术规范(GB51195-2016)中均有数据中心节能设计内容。除了上述国家标准外，北京市出台了专门的数据中心节能设计规范数据中心节能设计规范，这也是首个地方数据中心节能设计标准。(1)数据中心设计规范(GB501742017)数据中心设计规范(GB50174
34、-2017)给出了最为详细的节能举措，可操作性较强、易于实现，是指导数据中心制冷系统节能提效的重要标准。该标准对于绿色数据中心建设，既有数据中心节能改造具有较强的指导意义。该标准的一大亮点是对机房环境，特别是主机房气流组织形式进行的界定。表2-1数据中心设计规范对主机房气流组织形式的界定气流组织形式下送上回上送上回（或测回）侧送侧回送风口1 .活动地板风口（可带调节阀）；2 .带可调多页阀的格栅风口；3 .其他风口1 .散流器2 .带扩散板风口3 .百叶风口4 .格栅风口5 .其他风口1 .百叶风口2 .格栅风口3 .其他风口回风口格栅风口、百叶风口、网板风口、与他风口送回风温差8C15C,送
35、风温度应高于室内空气露点温度此外，标准还对机房空调提出了节能设计要求，除了要求空调系统应根据当地气候条件，充分利用自然冷源，根据情况设置蓄冷设施和全新风空调系统，在进行空调系统设计时，应分别计算自然冷却和余热回收的经济效益，并应采用经济效益最大的节能设计方案。其他措施还包括：1）对单台机柜发热量大于4kW的主机房，宜采用活动地板下送风（上回风）、行间制冷空调前送风（后回风）等方式，并宜采取冷热通道隔离措施；2）根据负荷变化情况，空调系统宜采用变频、自动控制等技术进行负荷调节；3）空调系统的新风量应取下列两项中的最大值：按工作人员计算，每人40m3h;维持室内正压所需风量；4）大型数据中心宜采用
36、水冷冷水机组空调系统，也可采用风冷冷水机组空调系统；采用水冷冷水机组的空调系统，冬季可利用室外冷却塔作为冷源；采用风冷冷水机组的空调系统，设计时应采用自然冷却技术。（2）互联网数据中心工程技术规范（GB511952（H6）互联网数据中心工程技术规范（GB511952016）从数据中心的设计、建设施工、验收出发，制定了强制性的规范，并加入了节能设计要求。比如要求采用通透式机架或半封闭式机架、优化气流组织形势、对空调机房温度、湿度等进行控制。同时，要求在满足设备运行的前提下，宜提高机房的环境温度设定值。根据气候特点，宜采用直接引入式新风系统、隔离式热交换系统或带自然冷却盘管的机房专用空调设备，利用
37、室外低温空气对机房降温。根据气候特点，宜在冬季利用冷却塔向集中式空调系统供冷。直接引入式的新风系统宜采用变风量模式，夏天减少冬天增加风量。在节能管理方面，可采用空调群控技术。同时，对互联网数据中心的PUE提出要求，如新建IDC的PUE年平均值不宜大于1.6,扩建时该值不宜大于1.8o（3）北京数据中心节能设计规范（DB11T12822O15）2015年，北京出台了数据中心节能设计规范（DB11/T1282-2015）,该标准是国内首次数据中心节能设计规范。对数据中心选址、建筑、给排水、供暖、空调、通风和电气系统等节能设计做出系统性的规定。此外，还包括了数据中心能源利用技术指标和用能监测系统等内
38、容。表2-2北京数据中心节能设计规范对空调系统参数的规定房间名称控制参数机柜进风区域（冷通道，开机时）干球温度18C27C;露点温度5.5C15C,同时相对湿度不大于60%主机房（停机时）干球温度5C45C;相对湿度8%80%,同时露点温度不大于27C,辅助区（开机时）干球温度18C28oC;相对湿度35%75%辅助区（停机时）5C35C;相对湿度20%80%不间断电源系统电池室干球温度20C30C注1：室内设计参数除满足上表要求外，还应满足工艺设备要求。当二者有冲突时，应按工艺设备的规定确定室内设计参数，在保障使用安全的前提下，应优先采用较高的控制温度。注2：主机房温度变化率不应大于5Ch,
39、且不应结露。2.2.2 数据中心能效评价标准随着绿色节能观念的逐渐深入，数据中心能效评价和等级认证也层出不穷，在国内比较权威的是国家绿色数据中心评价和认证，在国际上，最有代表性的是LEED认证19和UPtime认证。(1)国际标准和认证UptimeInstitute成立于1993年，20余年来长期致力于数据中心基础设施的探索和研究，是全球公认的数据中心标准组织和第三方认证机构。其主要标准DataCenterSiteInfrastructureTierStandard：Topology)#(DataCenterSiteInfrastructureTierStandard：OperationalS
40、ustainability是数据中心基础设施可用性、可靠性及运维管理服务能力认证的重要标准依据。该标准由Uptime长期研究数据中心领域的经验与终端用户的知识积累结合发展而成，在行业中具有深刻的影响力。UptimeTier等级认证基于以上两个标准，是数据中心业界最知名、权威的认证，在全球范围得到了高度的认可。Uptime认证将数据中心分为Tier-TierIV四个等级，TierIV最高。Uptime认证主要包含四部分：TierCertificationofDesignDocument(设计认证)，TierCertificationofConstructedFacility(建造认证)，Tier
41、CertificationofOperationalSustainability(运营认证)，M8&O认证。(2)国内绿色数据中心评价标准与指标国内对于数据中心能效评价始于数据中心资源利用第3部分：电能能效要求和测量方法(GBT32910.32016)。该标准给出了数据中心的电能等级和影响电能等级的主要因素，规定了数据中心电能能效的测量方法和计算方法。在电能能效分级方面，该标准根据数据中心的电能利用效率，将数据中心分为5级，一级（节能）能效指标在1-1.6；二级（较节能）能效指标在1.6-1.8；三级（合格）能效指标在1.82；四级（较耗能）能效指标在2-2.2,能效指标超过2.2的数据中心属
42、于高能耗。此外，该标准还界定了制冷系统的适用范围、规定了评价绿色数据中心制冷效率的KPI。规定了数据中心能耗的范围，数据中心所处的气候环境（严寒地区、寒冷地区、夏热冬冷地区、夏热冬暖地区、温和地区）、数据中心的制冷形式（风冷式系统、水冷式系统）以及EEUE在不同气候条件下的调整值，对于指导数据中心用能效率评价具有重要价值。从2015年，国内启动绿色数据中心试点工作以来，相关机构相继出台了国家绿色数据中心试点评价指标体系（2017）、绿色数据中心评估准则、绿色数据中心评价标准等，在上述标准和指标体系中，均将能源资源利用水平作为绿色数据中心评价的重要指标,并给与较高的权重。其中，国家绿色数据中心试
43、点评价指标体系（2017）是指导国家绿色数据中心建设和评价的重要规范，该指标体系主要包括先进适用技术推广使用、运维管理体系建设、能效提升、水资源利用、有害物质控制、废弃电器电子产品处理、可再生能源和清洁能源应用等方面内容。数据中心的电能适用效率低于L2,将获得50分。应用高比例可再生能源或清洁能源，包括自有设施生产和外购的可再生能源或清洁能源，还将获得额外的加分项。在绿色数据中心评价标准（T/ASC05-2019）中，进一步细化了数据中心IT设备、空调系统、电气系统的能效要求。在空调制冷方面，指标权重高达37分。分为8个小项，如主机房气流组织冷热通道分离，得4分；主机房气流组织采用CFD模拟优
44、化，得5分；供暖热源采用余热回收且达到50%以上，得5分；其他热需求采用数据中心余热回收且达到50%以上，得3分；循环水机组、冷水机组性能提高6%以上，得8分。指标细化为绿色数据中心节能工作提供了可操作的方法和标准。2021年10月数据中心能效限定值及能效等级（GB40879-2021）正式发布，数据中心至此在能效方面有了规范性指导文件，文件中规定了数据中心的能效等级与技术要求、统计范围、测试与计算方法。为数据中心能效的对标、能效提升工作提供支撑。2.2.3 数据中心能源管理标准在数据中心设计和运行标准中，均有运维管理的内容要求。为了促进数据中心能源管理工作的统一和规范，2019年，国家出台了
45、数据中心能源管理体系实施指南（GB/T37779-2019）,该标准已经在2020年得到全面实施。标准旨在指导数据中心规范建立、实施、保持和改进其他能源管理体系，持续提升其能源绩效。同时，根据数据中心设计、建造和运维的特点，对数据中心实施能源管理体系的策划、实施、检查等过程进行了重点阐述。该标准要求数据中心建立，实施、保持和改进能源管理体系，主要措施包括：1）最高管理者对建立能源管理体系的必要性和紧追性有充分的认识，了解能源管理体系的要求以及相关法律法规、标准；清楚数据中心的自身规模、能力、需求等状况。2）确定能源管理体系覆盖的边界和范围，并形成文件。应明确数据中心所处的地理位置、气候带、数据
46、中心面积以及功能等，在界定能源管理体系的范围和边界时考虑数据中心的能源系统（如图1所示）。3）开展能源评审，借助能源统计、能源监测、能源审计和检测等工具，了解数据中心能效水平，策划、实施可行的能源管理方案，以持续改进能源绩效。4)策划可行的方法，确定适宜的管理方式，以满足能源管理体系的各项要求，持续改进能源绩效和能源管理体系。该标准的制定和实施对于数据中心综合系统地进行节能管理，落实能源管理职责，持续改进能源利用效率的意义重大。2.2.4 数据中心节能相关地方标准由于数据中心能耗高，对地方节能工作造成了很大的压力。近年来,在数据中心较为集中、能源供需紧张的一线城市和经济发达地区，已经开始了数据
47、中心地方节能标准的研制。如上海制定了数据中心能耗限额标准，北京制定了数据中心节能设计、评价、能耗定额和公共机构绿色数据中心等一系列标准。1.上海市数据中心能耗限额标准2012年，上海市发布了数据中心机房单位能源消耗限额(DB31/651-2012),这是国内首个针对数据中心能耗管理的地方标准。该标准已经在2013年2月1日正式出台实施。2020年得到修订。在2012年的标准中，针对现有数据中心不同投入使用年限的机房，制订了不同标准的单位能耗限定值。在制冷系统的能源消耗测量指标中，规定了制冷系统总电力消耗指标与水消耗指标。针对互联网数据中心的要求则更为严格。2019年，上海市在上海市互联网数据中心建设导则将新建的PUE值严格控制在不超过13,对制冷系统的节能提出了严格要求，比如主机房宜采用模块化的部署方式、冷却水储水量宜满足系统12小时用水、空调制冷设备应优先选用配置变频、变容量冷却设备，模块化冷水机组，冷却系统能效比应满足PUE指标控制的要求；应使用各种创新技术提高制冷效率，包括但不限于外供冷、蓄冷技术、冷热通道密封、盲板密封、余热利用、热泵技术等；新风系统宜采用热回收方式或者独立预处理方式；
