数据中心节能设计规范DB11／T 1282-2015.pdf

ICS 33.040.40 M32 DB11 北京市地方标准 DB11/T 1282 2015 数据中心节能设计规范 Energy conservation design specification of data center 2015-12-30发布 2016-04-01实施 北京市质量技术监督局 发布 DB11/T 1282 2015 I 目录 前言.II 1 范围.1 2 规范性引用文件.1 3 术语和定义.1 4 数据中心选址.2 5 一般要求.2 6 给排水节能节水设计.2 7 供暖、空调和通风节能设计.3 8 电气系统节能设计.5 9 能效分级及用能管理系统.5 DB11/T 1282 2015 II 前言 本标准按照 GB/T 1.1-2009给出的规则起草。本标准由北京市发展和改革委员会、北京市经济和信息化委员会提出。本标准由北京市经济和信息化委员会归口。本标准由北京市经济和信息化委员会组织实施。本标准起草单位：中关村云计算产业联盟、朗德 华（北京）云能 源科技有限公司、中 金 数据系统 有限公司、宽带资 本北京云 基地。本标准 主 要起草 人：姜永东、黄群骥、劳逸民、于庆友、李勃、黎江、王克宁、刘帅、潘崇超、张克、汪涛、张鹏、肖晟、张敬、刘勇。DB11/T 1282 2015 1 数据中心节能设计规范 1 范围 本标准规定 了 数据中心的选址、建筑、给排水、供暖、空调、通风和电气系统的节能设计，数据中心能 源利 用 技 术 指 标及用能 监测 系统 等内容。本标准 适 用 于新建、改 建、扩建 及改 造 数据中心的节能设计。2 规范性引用文件 下列 文件 对于 本文件的 应 用 是必不可少 的。凡是注日期 的引用文件，仅所注日期 的 版 本 适 用 于 本文件。凡是不注日期 的引用文件，其最新版 本（包括所有 的 修 改单）适 用 于 本 文件。GB 17625.1 电 磁兼容限值谐波 电 流 发 射限值(设 备每相 输入 电 流 16A）GB 20052 三 相 配 电 变压器 能效 限 定 值 及能效 等 级 GB 50174 电 子 信息系统 机房 设计规范 GB 50710 电 子工程 节能设计规范 DB11/687 公 共 建筑 节能设计标准 3 术语和定义 下列 术语和定义 适 用 于 本文件。3.1 数据中心 data center（DC）为集 中 放置 的电 子 信息设 备 提供 运行环境 的 建筑 场 所，可 以 是 一 栋或几栋 建筑 物，也 可 以 是 一 栋 建筑 物 的一 部 分，包括主 机房、辅助区、支持区 和 行政 管理 区 等。3.2 电能利用效率 electric energy usage effectiveness（EEUE）数据中心 年度总耗 电 与 数据中心中 IT设 备 年度总耗 电的 比 值，也称 PUE。3.3 用能管理系统 energy manage system(EMS)DB11/T 1282 2015 2 用 智 能化和信息化 技 术，对 数据中心的 重点 用能设 备 进行 分 项 计 量以 及 对 计 量器具、重点 用能设 备 和系统实施 集 中管理，实 现 能 源 数据 采集、统计、分 析、展 示 等 功 能的系统。3.4 水资源利用效率 water usage effectiveness（WUE）数据中心 机 电设 备 全年 用水 量与 数据中心中 IT设 备 年度总耗 电的 比 值。4 数据中心选址 4.1 数据中心选址 应 考虑当 地 环境条 件的 影响，远离 产 生粉尘、油烟、有 害 气 体以 及 生产 或贮存具 有 腐蚀 性、易燃、易爆物品 的 场 所，远离洪涝、滑坡、泥石 流等 自然灾害 的 威胁区域，远离强 电 磁 场干扰、含氡 土壤 等 危 害。4.2 数据中心 宜在 水、电供 应 充足，交 通 方便 和通信 可 靠 的 地 方 选址。4.3 数据中心 应 优先 选 择 具 有 清洁 能 源 供 应 的 场 址。5 一般要求 5.1 数据中心 建筑 的规 划 设计 应 综合 考虑 本 地 区 气 候 条 件，冬、夏季太阳辐 射 强度、风 环境、围 护结构构 造 形式 等 各方面 的 因素，合 理 确 定 建筑 形状。5.2 数据中心 建筑 节能设计 应 符合 GB 50174、GB 50710和 DB11/687的 相 关规定。5.3 数据中心 主 机房区域 宜 位 于建筑 物 内 区，当 有 外 围 护结构时，应 无外窗。若 主 机房 设 置 在外 区，围 护结构传热 系数 可 提 高 5%-10%。5.4 数据中心的 支持区 和 辅助房 间若 为 长 期 无 人 房 间，应 减 少 外窗 的设 置。人 员 长 期 工 作 的 外 区房 间 应 设 外窗。5.5 当 数据中心 主 机房 楼板 的 上 下 层 相 邻 房 间 的 使 用 功 能 或 使 用 时间 与 主 机房 不 同时，应在 主 机房 上 下 楼板处 按 防结露 要求 进行 核 算，不 满足 要求的，应 采 取防结露保温措 施。5.6 数据中心 优先 采 用 可 回收 或 可 以重 复 利 用的 建筑 材料。6 给排水节能节水设计 6.1 给水系统 应 充 分 利 用市 政自 来 水的供水 压 力。6.2 在保障安 全 供水的 原 则 下，应 按市 政 供水 条 件 合 理 确 定给水系统 压 力 分 区。6.3 给水 泵 房 和 蓄 水水 池 应 接近 用水的 部 位。6.4 当采 用 加 压 供水 方式时，应 选用 合 理的 加 压 方式。6.5 应 根 据管 网 水 力 计算 合 理选 择 和 配置 给水 泵，使 水 泵在非 应 急 工 况 下 工 作时高 效 运行。DB11/T 1282 2015 3 6.6 应 采 用节水 器 材 和 器具，合 理 配置 计 量 装 置。6.7 给水水 源应 考虑 对 中水、雨 水 等 水 源 的 利 用。6.8 数据中心的用水设 备，宜 单 独 设 置 计 量 装 置，并宜将 数据 传送至 监 控 系统 进行 处 理。设计文件中 应 以 一 年为 周 期 计算水 资源利 用效 率 WUE,计算 公 式 见 式（1）。IT s tE W W WUE/)(+=(1)式 中：tW 数据中心 全年 冷却塔补 水 量，单位 为 升/年（l/a）；数据中心 全年 加 湿 耗 水 量，单位 为 升/年（l/a）；ITE 数据中心 IT设 备 全年 消 耗 的电 量，单位 为 千瓦 时/年（kW h/a)；6.9 全年采 用 冷却塔散 热 的数据中心，其 全年 冷却塔补 水 量 Wt可 按 式（2）计算：(2)式 中：xq 数据中心 冷却塔小 时 循 环 水 量，单位 为 立 方 米/时（m3/h）；1k 数据中心 冷却塔小 时 补 水系数，可 取 0.5%-1%；2k 数据中心 冷却塔补 水 年变 化系数，可 取 0.6-0.8；h 数据中心 全年 冷却塔 运行 小 时 数，单位 为 小 时/年（h/a）。6.10 采 用 冷冻 水系统供 冷 的数据中心，全年 新 风 加 湿 给水 耗 水 量 WS可 按 式（3）计算：()(),/1000sspiiWddGh=-(3)式 中：ds 数据中心 室 内 空气设计 状 态 点含 湿 量，单位 为 克/千 克（干 空气）（g/kg（干 空气）；dp,i 北京 典型 气 象 年 逐 时 室 外 空气 状 态 点 中 含 湿 量 低 于 数据中心 室 内 空气设计 状态 点含 湿 量 的 逐 时 室 外 空气 含 湿 量，单位 为 克/千 克（干 空气）（g/kg（干 空气）；Gi 数据中心 第 i小 时 的 新 风 量，单位 为 千 克/小 时（kg/h）；数据中心 加 湿 器 的 加 湿 效 率。6.11 地 面 以 上 的 污 水 应 由 重 力 直 接 排 至 室 外 管 网。6.12 数据中心给排水节能 相 关设计 应 符合 GB 50710的规定。7 供暖、空调和通风节能设计 DB11/T 1282 2015 4 7.1 供暖 7.1.1 数据中心 有 用 热 需 求 时，应 优先 采 用本 建筑 物 的 余 热、废 热。7.1.2 集 中供暖系统 室 内 设计 温 度，不应 高 于 表 1的数 值。7.1.3 供暖 循 环 系统水 泵 输 送 能 耗 应 符合 DB11/687的 相 关要求。表 1 集中供暖系统冬季室内设计温度 房 间 名 称 室 内 温 度()1.办 公 用 房：办 公 室 18-20 会 议室 18-20 2.基 础 设施用 房：柴 油 发电 机房 12 钢瓶 间 12 3.其 他 用 房：门厅 16-18 休 息 厅 18-20 走道、洗手 间、楼 梯 间 16-18 注：柴 油 发电 机房 电 池 区域 冬季 不 宜 低 于 18。7.2 空调 7.2.1 A级数据中心空调系统 室 内 设计 参 数 见表 2，其 他 等 级 可 参 照 表 2或 GB 50174。表 2 空调系统室内设计参数 房 间 名 称 控 制参 数 机 柜 进 风 区域（冷 通 道，开 机 时）干 球 温 度 18-27；露 点 温 度 5.5-15，同时 相对 湿 度 不 大 于 60%主 机房（停 机 时）干 球 温 度 5-45，相对 湿 度 8%-80%，同时露 点 温 度 不 大 于 27 辅助区（开 机 时）干 球 温 度 18-28、相对 湿 度 35%-75%辅助区（停 机 时）5-35；相对 湿 度 20%-80%不 间 断 电 源 系统电 池 室 干 球 温 度 20-30 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 5/h，且 不应 结露。7.2.2 数据中心空调系统 在 进行 施 工 图 设计 时，设计文件 应 以 基 准设计 值 加 精 度 范围的 方式 明 确 室 内 设计 状 态 点，并 应 进行 逐 时 负荷 计算。7.2.3 数据中心空调系统 应 综合 考虑 建 设规 模、功 率密 度 等 条 件，充 分 利 用 自然 冷却 技 术。DB11/T 1282 2015 5 7.2.4 当 市 政 给水 资源不 足时，应 优先 采 用 带 自然 冷却 功 能的风 冷 系统。7.2.5 当采 用 直 接 蒸 发 式 机房 空调 机 组 时，宜 具 备 自然 冷却 功 能。7.2.6 宜 采 用 余 热回收 技 术，满足 数据中心及 其 它 区域 的用 热 需 求。7.2.7 空调 冷冻 水系统的设计 应 通 过 提 高 冷冻 水的供水 温 度 减 少 制冷 能 耗。7.2.8 空调 冷冻 水系统 应适 当 增 加 供 回 水 温 差，降低 输 送 能 耗。循 环 水 泵 的选 择，除 应 考虑 应 急 工 况 运行 能 力外，应 按 长 期 运行工 况 进行输 送 能效 比 计算，并 应 符合 DB11/687的规定。7.2.9 数据中心的 新 风 量 应 按 GB 50174的 相 关要求计算。7.2.10 数据中心空调系统 末端 供 冷 装 置 应 在满足 设 备 运行 需 求的前提 下 加 大 送、回 风 温 差，宜 采 用 高 效风 机。7.2.11 应 当 根 据 工 艺 设 备 负荷密 度，采 用通 道封闭、近 端 供 冷 等 方式保障 按 需 供 冷。7.2.12 当采 用 地 板送 风 方式时，送 风 地 板 应可 根 据 需 要 进行 调 整。7.3 通风 7.3.1 应 优先 利 用通风系统 消除室 内 余 热 余湿，减 少 空调系统的 使 用 时间 和范围。7.3.2 有 通风 需 求 房 间 的设计，应 优先 采 用 自然 通风 方式。7.3.3 当自然 通风 不 能 满足 室 内 空 间 的 环境 控 制 要求 时，应 设 置机 械 通风系统。7.3.4 长 期 运行 的 送 排风系统，当 有 条 件 时，宜 设 置 空气 热回收装 置，其 效 率 应 符合 DB11/687的 相 关要求。8 电气系统节能设计 8.1 一般规定 8.1.1 电气系统的设计 应 稳 定 可 靠，符合 GB 50710的 相 关规定。8.1.2 设计 应 选用 符合 GB 17625.1谐波 电 流 发 射限值 的设 备，选用设 备应 为 技 术 先 进、标准化 程度 高 的产 品。8.2 供配电系统节能设计 8.2.1 供 配 电系统 应 将 节能 作 为 主 要 技 术经济 指 标 进行 优 化设计。8.2.2 供 配 电 室 应 设 在靠近 区域 负荷 中心的位 置。8.2.3 供 配 电设 备应 通 过 电 力 负荷、电能 损 耗、无 功功 率补偿 计算 确 定。应 合 理选 择 设 备 容 量 和 台 数。8.2.4 设计选用的 变压器 应 达到 GB 20052要求的能效 二 级及 以 上 的节能 型 变压器。8.2.5 数据中心 应 选 择高 效节能的 UPS设 备。8.3 电气照明系统节能设计 8.3.1 数据中心的照 明 系统 应 采 用分 区、分 场 景 的 智 能化 控 制 措 施。8.3.2 数据中心 应 选用 高 效节能 光 源 作 为 主 要 光 源。9 能效分级及用能管理系统 9.1 一般要求 DB11/T 1282 2015 6 9.1.1 系统及设 备 架 构 应 在安 全 可 靠 的前提 下 进行 节能化设计。9.1.2 系统 主 要节 点 应 设 置 计 量 装 置，满足 运 维 管理及数据 采集 分 析 的 需 求。9.2 电能利用效率计算与指标 9.2.1 数据中心电能利用效率计算 9.2.1.1 数据中心 应 按 下 式 以 一 年为 周 期 计算电能 利 用效 率（EEUE）：IT E L ITE E E E EEUE/)(+=(4)式 中：ITE 数据中心 IT设 备 全年 消 耗 的电 量，单位 为 千瓦 时/年（kW h/a）；LE 数据中心照 明 设 备 全年 消 耗 的电 量，单位 为 千瓦 时/年(kW h/a)；EE 数据中心 除 IT设 备、照 明 外，建筑、给排水、暖通 等 各 专 业的 所有 机 电设 备 全 年 消 耗 的电 量，单位 为 千瓦 时（kW h/a）。9.2.1.2 数据中心 IT设 备 全年 消 耗 的电 量 ITE 按 下 式 计算：i IT i IT ITn E E,=(5)式 中：i ITE,数据中心 第 i个 机 柜 中 IT设 备 的 安装 功 率，单位 为 千瓦（kW）；i ITn,数据中心 第 i个 机 柜 中 IT设 备 一 个完 整 年度 的 使 用 时间，单位 为 小 时/年（h/a）。9.2.1.3 数据中心照 明 设 备 全年 消 耗 的电 量 LE 按 下 式 计算：i L t i L x i L i L Lk k n E E,=(6)式 中：i LE,数据中心 第 i种 照 明 设 备 的 总 安装 功 率，单位 为 千瓦（kW）；i Ln,数据中心 第 i种 照 明 设 备 一 个完 整 年度 的 使 用 时间，单位 为 小 时/年（h/a）；i L xk,数据中心 第 i种 照 明 设 备 的 需 求系数；i L tk,数据中心 第 i种 照 明 设 备 的 同时使 用系数。9.2.1.4 数据中心 除 IT设 备、照 明 外，建筑、给排水、暖通 等 各 专 业的 所有 设 备 全年 消 耗 的电 量 EE 按 下 式 计算：DB11/T 1282 2015 7 i E t i E x i E i E Ek k n E E,=(7)式 中：i EE,数据中心 第 i种 设 备（包括 除 IT设 备、照 明 外，建筑、给排水、暖通 等 各 专 业的 所有 设 备）的 安装 功 率，单位 为 千瓦（kW）；i En,数据中心 第 i种 设 备（包括 除 IT设 备、照 明 外，建筑、给排水、暖通 等 各 专 业 的 所有 设 备）一 个完 整 年度 的 使 用 时间，单位 为 小 时/年（h/a）；i E xk,数据中心 第 i种 设 备（包括 除 IT设 备、照 明 外，建筑、给排水、暖通 等 各 专业的 所有 设 备）的 需 求系数；i E tk,数据中心 第 i种 设 备（包括 除 IT设 备、照 明 外，建筑、给排水、暖通 等 各 专 业的 所有 设 备）的 同时使 用系数。9.2.2 数据中心能效 指 标 新建、改 建、扩建 及改 造 的数据中心电能 利 用效 率 EEUE设计计算 值应不 大 于 1.5。9.3 用能管理系统 9.3.1 数据中心 应 设计用能管理系统，符合 重点 用能设 备、用能系统 在 内 的分 项、分级计 量 需 求。9.3.2 用能管理系统 应 采 用 智 能化和信息化 技 术，符合 数据 上传 和 监 管 需 求。9.3.3 用能管理系统 应 实 现 分级计 量，电 力 系统 应 实 现 分 项 计 量，按空调、照 明、IT设备、不 间 断 电 源（UPS）等 进行 分 项 计 量。9.3.4 用能管理系统 应对 空调系统按照 冷、热 负荷 进行重 要节 点 计 量 设计。9.3.5 用能管理系统 应 具 备 开 放 的通 讯协 议 和 接 口。