数据中心机房建设高峰论坛专家发言摘要

2011-08-08 11:58
智能建筑电气技术 2011年6期
关键词:机房数据中心建设

欧阳东全国智能建筑技术情报网 常务副理事长中国建筑设计研究院(集团) 院长助理 教授级高工

李 勃中国计算机用户协会机房设备应用分会副秘书长 用户服务总监

数据中心机房设计是集建筑、装修、电气、空调、消防、网络、计算机、给排水等多个专业技术于一体的,多学科、多专业、多部门的,交叉的、复杂的、综合的设计工作。数据中心机房具有三个特点:一是良好的安全性和用电可靠性;二是其设计原则和流程是关键;三是节能环保。数据中心机房对环境的要求非常高,必须满足计算机等各种微机电子设备对温度、湿度、洁净度、电磁场强度、噪声干扰、安全保安、防漏、电源质量、振动、防雷、接地等的要求。数据中心机房系统十大设计原则是:实用性、先进性、安全性、可靠性、灵活性、扩展性、经济性、分期性、标准性、管理性。数据中心机房工程设计范围包括工艺设计、建筑专业、室内装修专业、电气专业、电讯(计算机及网络)专业、暖通空调专业、给排水专业、消防专业等。

蔡红戈中国计算机用户协会机房设备应用分会秘书长

我想接着欧阳院长说的“十性”再补充“第十一性”,就是针对性。国内目前设计阶段的大型数据中心,其方案是比较雷同的,应该在针对性和细节上进一步下功夫,体现出特色,方便管理。数据中心最终是要落实到使用上的,这就要求无论是设计单位,还是厂商,都应深入地了解用户的需求、网络的架构以及未来的拓展应用。因为不同的应用和网络架构以及不同的组织架构和管理模式对数据中心的细节需求是不一样的,所以我们应针对不同的用户,从建设和管理两方面入手,使数据中心在保证安全、可靠的前提下,进一步建设适合不同用户使用的数据中心。关于数据机房的节能,我认为应在保证使用要求的前提下达到建设和使用的节约。满足需求且具有很低的运行成本的最简方案才是最佳的方案。我们追求的最终目标并不是使PUE值低到某个固定数值上,而是要针对需求,明确可靠性、安全性的等级和程度,结合地理位置等因素,进行深入研究设计,从而达到节能和节约的效果。

数据中心机房发展到今天,确实处于需求急剧增长的阶段,而且建设规模也越来越大。最近的一两年中,我们接触了很多大规模数据中心的设计咨询和过程中的评审,发现目前用户普遍关心的是超大规模数据中心的设计与建设的成熟度问题。对于大规模的数据中心,国内目前的设计和建设经验不是很多,这种规模的数据中心建成投入运行的时间也比较短,有的项目由于建成时间较短,真正投入使用的容量只占到总体的10%~30%。用户比较关心的是数据中心在使用和管理过程中,是否真的满足当初的需求和未来发展的需要;目前的设计和建设经验,是否能确保我们安全地使用5-10年?希望我们的设计和建设单位能够提供更多的参考和论证。另外,关于模块化设计和分步实施,也是用户非常关注的问题。如何在每个阶段既满足业务发展的需求又合理地节约成本、节省能耗;在什么阶段才能达到理想的PUE值?用户很希望得到详细的数据计算方法和分步的数值。如何完善这方面的数据和案例分析,满足用户的需求,是我们参与这类活动希望达到的目的。

张文才中国建筑设计研究院 总工程师 住建部建筑智能化技术专家委员会主任委员 教授级高工

有报道称,近代有两大事件导致了社会的进步:一是工业化,二是数字化。我们今天讨论的数据机房设计,其实就是数字化技术的应用。在这个应用过程中,需要我们深思熟虑,我们对技术产品可靠性的要求是重要的,但不是绝对的,所以定级就很重要。在对规范的理解问题上,不要跟国际上盲目攀比,中国有自己的特点。有的机房不是一次建设到位,也不是一开始就全部运行,而是在之后不断地追加。作为保障体系中的用能设备的节能也需要重视。清华大学有学者对大量数据机房的运行数据进行研究后得出的结论是:机房的能耗太高,几年的运行费用就相当于该机房起初的建设费用。但是,这其中有很大的节能空间,所以如何节能很重要。

李陆峰全国智能建筑技术情报网 理事 中国建筑设计研究院智能建筑工程中心 主任 教授级高工

近年来随着我国数据中心机房行业快速发展,机房整体的建设、管理水平都有了长足的进步;同时,在政府不断出台环保节能政策的影响下,提高效率、节约能源,也成为业内人士越来越关注的问题。为了打造高效节能型数据中心,做好数据中心机房基础设施层面的高效节能措施,让广大用户更直接快速地了解行业的最新动态及技术与管理趋势,我们应该定期承办“数据中心机房建设高峰论坛”,介绍一些典型案例、交流管理经验和体会,比如有效解决越来越多高热密度机房给用户带来的困扰等问题。

吕 丽全国智能建筑技术情报网 秘书长《智能建筑电气技术》杂志 主编 研究员

目前我国数据中心机房建设发展很快,在有大量服务器、存储设备等高耗电量的机房中,采取节能措施是必不可少的。应在设计过程中,根据项目的空调系统、电气系统、给排水设计等多方面情况选用适宜的节能措施,优化系统设计,进一步降低能耗,改善PUE值。因此可以说节能对数据中心的建设有着十分重要的意义。

徐 华全国智能建筑技术情报网 常务理事 清华大学建筑设计研究院 副所长教授级高工

现在数据中心项目建设确实比较热门,今年行业里也组织过好几次关于数据中心的研讨会议。数据机房节能方面跟可靠性方面会有一些矛盾,要特别注意,不能一味降低PUE值而影响了可靠性。在配电方面,因为数据机房用电量很大,而现在对于数据机房用电量数据多为理论预测和分析,对于数据中心的负荷容量(包括变压器、柴油机、UPS)只是估算,现行规范对此也没有明确规定,缺乏针对已运行的数据中心用电量的实际数据。建议全国智能建筑技术情报网组织数据中心项目的数据统计分析工作,这将对设计起到指导性作用。同时,在能源管理方面,其实不仅仅是在数据中心,现在几乎所有的建筑物都在增加这方面的内容,可以通过采用好的产品、合理的设计来实现。

刘 岩 技术副总工珠海派诺科技股份有限公司

安 真 高级顾问 高工IBM大中华区数据中心

蔡红戈 秘书长中国计算机用户协会机房设备应用分会

张文才 总工 教高中国建筑设计研究院

李陆峰 主任 教高中国建筑设计研究院智能建筑工程中心

李 勃 副秘书长中国计算机用户协会机房设备应用分会

陈 琪 总工 教高中国建筑设计研究院

徐 华 副所长 教高清华大学建筑设计研究院

马名东 副主任 教高中国建筑设计研究院智能建筑工程中心

焦建欣 副所长 高工中元国际设计研究院

吕 丽 秘书长 研究员全国智能建筑技术情报网

于志勇 处 长中国农业银行北方数据中心建设办公室规划管理部

丁 一 总工 教高IBM大中华区数据中心

王纬天 技术主管上海浦东发展银行北京分行信息科技部

于庆友 副主任 高工中国石油勘探开发研究院计算机应用技术研究所

连雄伟 总监中金数据系统有限公司设施管理部

贡春岩 高级顾问中国惠普有限公司关键设施服务部数据中心

邓 翔 总经理珠海派诺科技股份有限公司

丁则升 工程经理诺企(上海)电容器有限公司

欧阳东 院长助理 教高中国建筑设计研究院(集团)

于庆友中国石油勘探开发研究院计算机应用技术研究所 副主任 高级工程师

目前国内几个单位大型数据中心的建设均处于初步阶段,其发展进程有诸多不确定因素,设计人员要充分考虑对未来数据中心机房容量和空间的预留,为将来的信息系统升级做准备。数据中心机房在规划、设计中应遵循安全性、可靠性、可用性、灵活性、扩展性、绿色节能和美观舒适的原则。

建议数据中心机房模块的供配电系统、空调系统设计均随模块配置,保证项目可分期分模块实施,建设时各机房模块之间可互不影响。保证数据中心可分期实施,减少初期投资,当数据中心机房中的服务器机柜内设备为前进风/后出风方式冷却时,机柜宜采用面对面、背对背的布置方式。根据我们的实践经验,机柜面对面布置(间距不小于1.2m~1.8m)形成冷风通道,背对背布置(间距不小于1.8 m)形成热风通道,调整送、回风口的风量取得合理气流组织,有效减少部分热空气的回流。在机房高能耗区域加装节能型局部制冷单元,减少机房空调设备机械制冷时间降低能耗。

为实现数据中心空调系统的最大节能效果,应引入自然冷却的理念;每套空调机组对应配置板式换热器(建议配2套,1用1备)作为冬季自由冷却使用。

各企事业单位领导和运维人员最关注建设的数据中心的高可靠性、实用性和绿色节能。数据中心运行的是该企事业所有核心系统,所以高可靠性始终是放在第一位。现在IBM、惠普等知名企业在数据中心建设方面引入了很多好的设计理念,并都宣传在北京可建设出PUE值 1.6的数据中心;但是我觉得在数据中心建设中盲目追求低PUE值也不现实。如果将PUE值 1.6作为一个指标去衡量某数据中心建设是否先进和绿色节能,这样比较容易产生误导,会因为追求较低的PUE值在设计、建设和运维等过程中降低数据中心的可靠性。

我认为在数据中心设计和建设中,机房空调制冷系统应最大效率地利用自然冷源,包括:空调系统中的板式换热器、局部制冷单元、热管式空调系统、适当引入室外新(冷)风等多种方式去减少空调设备机械制冷的时间,达到绿色节能的效果。目前国内大型数据中心在设计和建设中都有利用自然冷却的理念,但还没有充分利用机房IT设备散发出的大量热能。我希望设计院或者知名厂商在给数据中心做设计的时候,也应适当考虑机房的热量回收;达到废热再回收再利用的目的,提高数据中心整体能耗的利用效率。

陈 琪中国建筑设计研究院 总工程师 教授级高工

数据中心的节能,已引起住建部科技发展促进中心绿色建筑评价标示管理部门的重视,下一步将讨论规范数据中心的节能设计、施工及管理。目前绿色建筑评价还是以自愿为主,将来要逐步规范化,包括施工图审查等一系列措施,并逐步推行“以奖代补”的经济激励政策。

连雄伟中金数据系统有限公司设施管理部 总监

说到数据中心基础设施,我最大的体会是“大同小异”。数据中心基础设施无非是建筑结构、供配电、UPS、油机、空调制冷、消防、安防、监控等系统,这是“大同”。但数据中心的精髓却体现在“小异”上,如业务要求、所处地理环境、规模、细节工艺处理等方面的差异,这些因素最终会是数据中心基础设施“好”与“坏”的批判标准。

我想从我的工作经验出发,从规划设计、建设实施、运维管理三个方面谈谈我对数据中心的理解和体会,这三个方面是环环紧扣的。规划设计做得不好,会影响到工程造价、施工难度等,也会影响投产运行后的可管理性、可维护性、可靠性、可用性、经济性等;建设实施控制不好,管理不到位,工程质量存在瑕疵,会直接影响到运维管理,可能会导致重大事故,建设实施出现的设计问题会促使设计方案的完善;运维管理阶段占据数据中心全生命周期的90%以上,如果运维管理工作不到位,会直接影响到基础设施的可靠性、可用性、运营成本,甚至会缩短数据中心的使用寿命,而运维管理过程的沉淀和积累,会对数据中心规划设计、建设实施的优化改进提供很好的支持。任何环节都不可能做到尽善尽美,关键是如何贯通这三个环节,避免出现叠加效应,进而保障数据中心的可用性、可靠性、经济性。

关于绿色节能方面,个人认为:

首先是要基于数据中心的“安全性”来讨论“绿色节能”,安全是数据中心的根本。建设数据中心的目的是为了给IT系统提供一个安全可靠的运行环境,而为保证数据中心安全可靠所采取的冗余措施往往会导致能耗增加。另外,绿色节能先进技术在数据中心中应用也要慎重,需要充分评估对数据中心安全运行可能带来的风险,建议采取先局部使用,再全面应用的方式,以保证数据中心的安全。

其次是全面分析能耗组成,有的放矢,采取有针对性的控制措施实现绿色节能。能耗控制至少包括三个方面:第一是硬件自身的能耗,现在芯片、设备制造商都在极力降低硬件能耗,提高单位功耗的处理能力,在设备的选型上需要考虑选择低能耗的设备;第二是提高硬件的利用率,这是PUE指标中的基数——1。现在很多场合的硬件利用率只有20%~30%,这里有一部分是为了安全和业务特殊性考虑,但也有很大部分是过度配置。提高硬件的利用率,可以降低能耗基数,同时也降低了配套的数据中心基础设施的能耗;第三是提高数据中心基础设施的能源效率,如采用水冷空调、自然冷却、直流供电、自控节能等技术,降低PUE指标中小数点位的值。

焦建欣中元国际设计研究院民用建筑设计研究院建筑工程二所 副所长 高工

数据中心的设计流程和方式跟普通的民用建筑电气设计是有所不同的。它是一个多学科、多专业的系统工程,对各个专业的要求很高。通过这些年我们从事的数据中心设计工作得出一个经验,就是提倡在大型数据中心建设项目中采用设计总承包的模式。希望业主在前期可研阶段就引入专业的IT咨询规划的公司,确定数据中心的规模、等级和投资;在设计阶段由有实力的建筑设计公司做设计总承包,将IT咨询和其它专业分包纳入设计总承包统一管理,这样可以保证数据中心设计的专业性和完整性。在设计过程中我们的困惑在于:目前国家标准中机房的分级跟国际标准不太一样。当客户要求按照国际标准的级别进行设计时,就会跟国家标准中的分级要求产生分歧,在涉及施工审查、政府审批等事务时更是会产生冲突。我们希望修编后的规范能解决这个问题。另外我也认为数据机房设计要根据机房不同的类型和要求进行针对性的设计,设计过程中要注意机房模块化、分期建设以及机房未来升级等问题。对于机房节能环保也不能片面的用PUE值来衡量,比如对水资源的节约也是应该引起各方重视的问题。数据中心的设计由于系统复杂而庞大影响到它的安全可靠性,这个矛盾如何解决?系统配置如何具有可升级的灵活性?如何做到真正有效的节能?这一系列的问题给我们的设计人员带来了极大的挑战。因此数据中心的设计需要非常专业的设计和管理。

丁 一IBM大中华区数据中心 总工程师 教授级高工

修编后的GB50174把机房分成了四级:A、B+、B、C级,基本上跟TIA942相似,但还是有些差别。现在大家对于容错的定义存在争议,什么算“错”?“错”在哪?我们规定“容错”只能“容”一次,不能“容”两次。我们的矛盾集中在:市电停电算不算错?市电停电停一路算错还是停两路算错?所以修编规范的出台要经过很多讨论和研究。

刘 岩珠海派诺科技股份有限公司 技术副总工

派诺公司的理念就是要用成熟的技术来专门解决数据中心的需求问题。我们在设计过程中有很多先进的理念和技术,并对其在实际使用投入之后的实际情况和效果进行验证。我们也期望更多的用户和我们的设计专家给我们提出更多的要求,借助我们成熟的现场工程经验,来真正满足数据中心用户的实际需求。我们之所以对于末端负荷数据的测量都力求精细,是因为数据中心机房在增加服务器的时候就需要精细化的管理,测量结果能给出更多的信息供参考。

丁则升诺企(上海)电容器有限公司 工程经理

谐波治理在数据机房设计建设工作中虽然只是很小的一部分,但是对于机房的用电安全及稳定性起到了非常重要的作用。 这项工作特别适用于大家所说的“针对性”。诺基亚电容器一直致力于谐波的治理工作,积累了非常丰富的经验。通过《数据机房谐波治理之探讨》我们可以发现无源滤波器和有源滤波器的治理方案都是不错的选择,同时又各有取舍之处,那么在前期通过和设计的良好沟通以及结合现场的一些实际状况,我们可以为业主推荐一个比较优化的方案。对于新建的项目,我们可以在前期就一同安装我们的滤波设备;也可以根据推荐的方案做预留,后期根据实际的负荷状况进行现场实测,再来做谐波的治理。对于已在运行的项目,我们都配有优秀的技术团队,可以通过专业的谐波测试设备进行现场实测,根据实际的运行状况制定最佳的治理方案,同时也可以为后面的新建项目提供一定的参考。

另外目前很多UPS厂商会采用就地补偿的方式来改善一部分电能质量,但在总进线端再集中测试的话还会出现谐波超标的问题,同时就地补偿和集中治理的性价比的问题也值得考虑。既然数据中心的负载都是非常重要的,所以绝对不能出现影响正常运转的问题,那么在谐波治理的问题上还是应该由专业的设备厂家参与方案的制定和讨论,这样对项目建成以后的设备正常运营和维护也是一个很好的保障。

马名东中国建筑设计研究院智能建筑工程中心副主任 教授级高工

对于设计而言,业主的要求是第一位的。在设计之初,业主如果有对整个数据中心的IT规划,对于设计工作是非常有帮助的,设计院可以按照业主对数据中心的实际功能要求、机柜功率密度要求、IT分期规划等等基础设计依据搭建最合理的供电、制冷系统方案以节省业主的初期投资及数据中心整个生命周期的运行费用。

现在北京、上海都有比较集中的数据中心园区,我们在项目设计过程中发现,数据中心的用电、用水耗能非常巨大,相对于办公建筑而言是不可以相提并论的,如果几个大型数据中心集中在一个区域一起建设就会对市政供电及供水提出有很大的挑战。正是由于数据中心是高能耗建筑,因此数据中心的业主均对数据中心的能耗非常重视,其实数据中心所在地的气候因素直接决定了PUE值的高低,但是对于我们中国的业主来说,选址问题往往是不可控的,设计院也只能针对现有条件通过技术手段来最优化设计。所以一个数据中心的PUE值高低并不能作为评判它是否先进、节能的唯一标准。另外,我国现行数据中心规范跟国际上通用的标准还是有一定的差别,因此在设计过程中也存在选用适当的标准问题,国外的标准是我们设计过程中重要的设计参照标准,但其并非完全适用于我们国内的情况,一方面我们要根据项目的实践情况选用适当的标准,另一方面还需要在国内数据中心设计、建设实践经验基础上完善我们自己的数据中心规范,让它能够更好地指导在中国的数据中心建设。

安 真IBM大中华区数据中心 高级顾问 高工

我们在数据机房的设计、运行还有咨询顾问的过程中,有很多的经验和教训,希望在新的规范中能把经验普及给大家,以期同样的教训不再出现在今后的设计中。比如说我们在以前的空调设计中,在很多地方没有考虑到极端现象,而极端气象事件在近年是频发的,而不是偶发的,极端气象条件下,空调故障引起数据机房的故障也有很多记录。在新的工程设计当中,我们将会改进。由于数据中心的数据丢失会造成巨额损失,在数据中心的分级中,过去更关注的是电气可靠性,而现在IT机房发展非常迅猛,特别是“云计算”技术出来以后,机房配置都比较高密度,对空调制冷可靠性的要求也日益提高。我们在做数据中心空调设计的时候,在保证可靠性的前提下来考虑节能,降低PUE值,以降低日后的运维费用。要想把能耗做低,不能全部照搬国际上所谓的先进经验,还是需要摸索研究一些更适合中国国情的数据中心设计建设方案。基础,所以银行计算机机房、计算机异地灾备中心及数据中心的建设和运营是银行IT工作的重中之重。银行计算机机房、计算机异地灾备中心及数据中心建设作为企业的一项重要基础设施建设,应当在符合相关技术标准、节省成本的基础上,具有一定的前瞻性,着重考虑安全性、冗余性、可管理性和可扩展性,并考虑到企业未来几年的业务发展需要,与银行业务的可持续发展相适应。

邓 翔珠海派诺科技股份有限公司 总经理

数据中心机房设计、建设、安装运行各环节都非常的重要,除了采用好的设备之外,将设备安装好也很关键。从事数据中心设计业务的人员都需要具有坚强的神经和过硬的技术。

贡春岩中国惠普有限公司关键设施服务部数据中心 高级顾问 高工

王纬天上海浦东发展银行北京分行信息科技部技术主管

本次数据中心机房建设高峰论坛的主要议题之一是数据中心建设和运营的节能问题。针对一个规模较大的数据中心,每日的耗电量是相当可观的,所以打造低能耗绿色数据中心显得尤为重要,并且也符合我国低碳节能的国家战略。从一些资料上可以看到,国外一些大的IT企业如google等,在建设自己企业的数据中心时,为节省能耗,就到世界上电能丰富、电价相对便宜的国家如北欧国家去选址建设自己的数据中心。由此我们也可以得到启发,我们国内的企业需要建设计算机机房、计算机异地备份中心、数据中心时,是否可以到一些建设和运营成本较低、能源丰富和优惠的地区去选址,以达到降低总体成本的目的。

当前,银行信息化已经是银行业务发展的一个重要驱动力之一,而银行计算机机房和数据中心又是银行信息化的

数据中心建设的现状是:

1.原来已经建设的机房存在着各式各样的问题,应用系统的快速发展使原来的数据中心不能满足要求,急需改造。

2.各个行业数据大集中导致了大型数据中心的快速发展。

3.IT设备的发展和云计算的应用导致了数据中心的高功率密度的趋势。

4.数据中心运维管理的水平急待提高。数据中心的发展趋势主要是:

1.数据中心的大型化,高功率密度。

2.数据中心空调系统采用大型的水冷方式成为发展趋势。

3.数据中心的绿色节能设计,新技术的应用和实施。

4.数据中心的智能化和完善的数据中心运维系统。

未来的数据中心关键技术在于数据中心的节能降耗、绿色数据中心的实现、数据中心的可用性和数据中心的自动化运维管理系统;随着数据中心的大规模发展和能源行业的成本不断提升,而绿色节能方面又是数据中心发展的最关键部分,大型节能型数据中心每年节约的运维费用会相当可观,同时也为数据中心的良性发展提供了基础。

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