构建绿色数据中心

韩波

绿色数据中心（Green Data Center）是指数据中心中的IT系统、机械、照明和电气等系统能取得最大化的能源效率和最小化的环境影响，而构建绿色数据中心具体体现在整体的设计规划以及机房空调、UPS、服务器等IT设备、管理软件应用上，要具备节能环保、高可靠、可用性和合理性。构建绿色数据中心，是一个充满探索性的系统工程，本文结合绍兴日报社采编大楼中心机房工程的建设，就如何打造节能环保的绿色机房，在机房选址、布局、供电、空调及建设前期和建设中应注意的问题等方面进行探讨。

随着网络、通信和计算机系统的大规模应用和发展，作为其核心的计算机机房的重要性越来越突出。机房环境除必须满足计算机设备对温度、湿度和空气洁净度，供电电源的质量，接地地线、电磁场和振动等技术要求外，还必须满足机房中工作人员对照明、空气的新鲜度和流动速度、噪音的要求。

绍兴日报社采编大楼中心机房的建设目标是打造节能环保的下一代数据中心，将通过IT资源的有效整合，提高对机房系统设备的管理水平，实现科学管理，同时减轻维护人员的劳动强度，为机房无人管理创造条件，提高对突发事件的快速反应能力，减少事故带来的危害和损失，从而使绍兴日报社的IT服务质量步入一个新的境界，以适应新媒体时代的信息化需求。随着媒体业务的日益发展，对IT设备的技术支撑要求越来越复杂，导致设备的功耗也越来越高，从而造成机房的相关配套设施如空调系统、UPS系统等耗电也越来越多，能源消耗等成本骤增已经成为影响报社发展的因素之一。如何有效降低数据中心能源消耗，构建绿色数据中心成为关注的焦点。

当前，数据中心建设从功能服务转向智能服务和节能服务，构建低能耗、环保型的“绿色数据中心”。目前数据中心机房中的耗电比例大致为IT设备占总能耗的44%、制冷系统占38%、电源系统占到15%、照明系统占3%。因此从IT设备、制冷系统和电源系统人手，提高效率，才是建立“绿色数据中心”的“治本”之道。

中心机房是整个报社的网络核心、数据交换中心，机房选址时应该考虑防潮、防尘、防盗、防触电、防干扰等因素。

从机房规划就应该将节能与机房建设相结合。中心机房一般包括主机房、电源室、监控室。比较科学的布局是，主机房在中间，电源室、监控室分别在两端。电源室放置不间断电源（UPS），其电池散发出有害气体，对人体和设备构成威胁，电源室必须是与主机房隔离的独立空间。监控室的功能主要是监控维护机房设备运行，监控室与主机房之间应该采用玻璃隔断，以提高监控的直观性。整个机房设计在密闭空间内，不设窗户，避免外界温度与室温进行热交换。在机房天棚和地面设立保温层，铺设20m m橡塑保温棉。建筑围护结构的热工性能必须符合GB50189-2005《公共建筑节能设计标准》的有关规定，墙体内铺设50mm岩棉作保温静音处理。

中心机房的供电质量，对机房设备的运行和使用寿命至关重要，必须建设稳定、安全可靠的供电系统。一般中心机房都采用7×24小时运转模式。所以，供电系统是机房的基础保障，更是机房能否运行的关键。在保证具有稳定的动力电源之外，可以在最短时间内给机房设备持续供电的UPS系统或柴油发电机也是必要的。除此之外，很好的掌握运行状态，掌握电力系统各干线回路用电质量和状态，避免和提前预警电力系统故障是非常重要的，这些都可以通过环境控制系统提醒相关管理人员做紧急状态的处理，避免电力系统崩溃。

中心机房的空气环境调节，主要包括温度、湿度、新风量的调节。空调是中心机房的耗能大项，采用地板出线孔密封件对出线孔进行密封，风量泄露可控制在总风量的4%以内，极大的提高了空调的送风效率。除此之外，还应采用良好的设计方案，不良的设计方案导致设备散热不良，该冷却的设备不能很好得到冷却，而已经被冷却的区域却被继续冷却。所以，应优化信息中心机房的气流组织，避免局部热点，提高制冷率，减少空调容量和数量，提高机房散热效率。

UPS电源可以向负载提供稳压精度高、稳频、波形失真度小的高质量电源，并且在与静态旁路切换时可以做到供电无间断。要求为主机房内所有的服务器机柜、交换机机柜提供集中供电系统。

传统的节能方案更多关注UPS的可靠性，但随着“数据中心消耗着大量电能”这个事实影响越来越大，UPS的效率也成为了重要的决策因素。采用先进的UPS系统：在线双转换完全模块式UPS系统，它具有并联冗余的特性，可以完全取代传统的“1+1”并机系统，而且是一个“绿色电源”方案，具有高输入功因（PF=1）、低谐波失真（THDI=5%）、高效率（AC～ACeff达95%）以及高稳定性和可靠性的优点，配合功能强大的监控软件及全面的通信介面，适合精密设备及机构。

能耗问题已经成为用户在采购服务器时非常重视的一个因素，而机房作为各种服务器（塔式、机架式、刀片式）及各种网络设备（如机架式交换机、路由器）的承载之地，这些设备的节能效果如何自然将大大影响整个机房的能耗。对此，优先选用低功耗产品或2，5英寸硬盘产品，无疑更节能。并且，很多低功耗的硬盘产品功耗已能做到很低，在满载、空闲时的功耗都可控制在数w内，对于采用多硬盘的服务器，长期运行时可以节省下一笔不小的费用，自然也能使机房更节能。总之，电源转换率较高的电源更节能，选用2.5英寸硬盘也比3.5英寸硬盘更节能，优选低电压处理器与内存也能更节能、加强风扇管理等，在很多方面多管齐下，都能让设备在确保性能的情况下更节能。除了这些之外，还应从软件人手，提高服务器利用率，减少不必要的服务器运算而增加的耗能。

“绿色”已经成为当今机房建设的主旋律，对于机房管理与运维人员来讲，从设计、机房建设就需要考虑节能因素，需要关注设备选择、机房布局等各个方面，同时更要关注各个环节的紧密联系，从整体规划到全面实施，才能更好地构建节能环保的绿色机房。