綠色數(shù)據(jù)中心機房建筑布置三大要點

“綠色”是環(huán)境保護的代名詞，對于數(shù)據(jù)中心尤為重要，它關(guān)系到節(jié)能、減排這一世紀(jì)性話題。當(dāng)前，能量消耗和空間利用是數(shù)據(jù)中心最大的成本所在。做好綠色節(jié)能，在數(shù)據(jù)中心大致涵蓋兩個層面，一是數(shù)據(jù)中心機房的基礎(chǔ)建設(shè)和內(nèi)部布置;二是圍繞機房設(shè)備自身材料、噪音、冷卻、電力與IT系統(tǒng)等循環(huán)問題。

一、數(shù)據(jù)中心建筑的自身綠化

綠色數(shù)據(jù)中心應(yīng)該參照什么設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，業(yè)界尚未有公認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)，但有一定經(jīng)驗和共識。在數(shù)據(jù)中心建設(shè)初期，對建筑自身的環(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)中心機房的基礎(chǔ)建設(shè)階段，機房設(shè)計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)計上要考慮隔熱、保溫和防止輻射。常用的措施有，機房區(qū)的建筑物外墻均不設(shè)外窗，以減少太陽輻射熱進入機房，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，以減少數(shù)據(jù)中心機房冷量損失;在建筑內(nèi)墻體、樓面采用保溫隔熱設(shè)計。這些措施，都可以較好的減少數(shù)據(jù)中心機房與外界的熱交換，節(jié)約能耗。在隱蔽工程中應(yīng)該注意，當(dāng)豎井通過樓層時，避免電力線干擾通信傳輸，盡量保持間距50~60cm。機房采用15~30cm活動地板，合理有效地設(shè)計通風(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。尤其在機房內(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)過阻燃涂覆處理;機房地板優(yōu)先使用防靜電活動地板;機房內(nèi)部采用隔音、防塵的雙層合金玻璃窗，配遮光窗簾。機房內(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，機房平面布局注重功能區(qū)合理劃分。機房內(nèi)各個系統(tǒng)的建設(shè)要依托于建筑環(huán)境中，受到機房建筑結(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)中心機房主體建筑平面布局注重功能性設(shè)計，建筑造型設(shè)計以簡單實用為目標(biāo)。避免因設(shè)計缺陷而導(dǎo)致材料浪費或能耗增高。

二、機房內(nèi)設(shè)備、設(shè)施合理布置

數(shù)據(jù)中心機房內(nèi)設(shè)置擺放著幾十臺、甚至上百臺服務(wù)器，以及大量磁盤陣列等設(shè)備，同時要把這些設(shè)備通過網(wǎng)絡(luò)級聯(lián)起來，并且還有用協(xié)同工作軟件和設(shè)備把它們管理起來，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，機房的供電、靜音、空調(diào)、散熱等問題都一一顯示出來機房內(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系統(tǒng)工程。

在滿足系統(tǒng)可靠性的前提下，合理確定機房等級和系統(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)器組合擺放在一個機柜內(nèi)，這樣便會出現(xiàn)一個高密設(shè)備度群，形成了一個巨大的發(fā)熱群體，最容易導(dǎo)致數(shù)據(jù)中心的局部過熱現(xiàn)象。面對這樣問題，可以將這些高功率設(shè)備和高密度服務(wù)器均分在每個機柜內(nèi)，這樣就不會出現(xiàn)高功率高密度設(shè)備群，也無法形成數(shù)據(jù)中心的熱點和冷卻的難點，將降低制冷設(shè)備運行費用和采購費用。

2.機柜的擺放

以往在機柜布局中，人們?yōu)榱嗣烙^和便于觀察，常常會將所有的機柜朝同一個方向擺放。如果按照這種擺放方式，機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)器機柜面對面或背對背的擺放方式擺放，這樣變形成了冷風(fēng)通道和熱風(fēng)通道，機柜之間的冷熱風(fēng)不會混合在一起，形成短路氣流，有效提到制冷效果，保護好冷熱通道不被破壞。即當(dāng)機柜內(nèi)或機架上的設(shè)備為前進風(fēng)/后出風(fēng)方式冷卻時，機柜或機架的布置宜采用面對面、背對背方式。

3.空調(diào)和制冷設(shè)備

目前，冷卻問題已經(jīng)成為數(shù)據(jù)中心計算能力的首要制約因素。對此，大部分用戶都選擇“添加更精密的機房專用空調(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”等手段來解決散熱困擾，這樣即花費了大量資源，而實際上，卻忽略掉了一些容易實施、代價非常小的措施，如在機柜內(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，大型機房宜采用水冷冷水機組空調(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，針對機柜的冷卻方式，液冷系統(tǒng)(LCP)也漸成為打造綠色機房的佳選。

4.電源設(shè)備和照明設(shè)施

針對數(shù)據(jù)中心機房，UPS等電源系統(tǒng)應(yīng)該采用節(jié)省空間的緊湊式設(shè)計，具有內(nèi)置旁路維護開關(guān)以及可擴展的電池，盡量降低用戶的總體擁有成本。主機房和輔助區(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)約照明費用，并節(jié)約冷卻費用。

另外，還要多說一條選型上的建議。在機房顯示設(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)有電流通過時，這些有機材料就會發(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，機房如能采用這樣的顯示器無疑能更綠色。

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小時的防火墻。

三、全面優(yōu)化機房

綠色應(yīng)該體現(xiàn)在通過科學(xué)的機房配置建設(shè)設(shè)計或改善，來形成動力環(huán)境最優(yōu)化的配置，實現(xiàn)初始投入最小化。在保障機房設(shè)備穩(wěn)定運營的同時，達到節(jié)能減耗。同時服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)存儲等設(shè)備要實現(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)用層面來進行優(yōu)化，還需要從機房、供電等周邊環(huán)境來改善數(shù)據(jù)中心能耗問題。綠色數(shù)據(jù)中心建設(shè)是一個系統(tǒng)工程，它不僅依仗著IT技術(shù)發(fā)展的驅(qū)動，而且也和建筑、建筑技術(shù)發(fā)展有關(guān)。當(dāng)我們看到了希望和前途的同時，也要認(rèn)識到綠色數(shù)據(jù)中心的建設(shè)任重道遠。