2DB31/TXXXX—XXXX數據中心節能設計規范本標準規定了數據中心節能設計相關的選址與總平面布局、建筑與建筑熱工、信息系統節能、通風與空氣調節、電氣系統、給水與排水的節能設計以及自動控制與能耗監測系統等內容。本標準適用于新建、擴建和改建的數據中心的節能設計,也適用于數據中心的節能改造設計。2規范性引用文件下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB50174數據中心設計規范GB50189公共建筑節能設計標準GB50555民用建筑節水設計標準GB50736民用建筑供暖通風與空氣調節設計規范GB50019工業建筑供暖通風與空氣調節設計規范GB50176民用建筑熱工設計規范GB51245工業建筑節能設計統一標準T/CIE049綠色數據中心評估準則YD5003通信建筑工程設計規范DGJ08-107公共建筑節能設計標準GB/T7106建筑外門窗氣密、水密、抗風壓性能分級及檢測方法GB19762DB31/652GB20052GB50034清水離心泵能效限定值及節能評價值數據中心能源消耗限額三相配電變壓器能效限定值及能效等級建筑照明設計標準GB17625.1電磁兼容限值諧波電流發射限值（設備每相輸入電流≤16A）GB17743電氣照明和類似設備的無線電騷擾特性的限值和測量方法GB50400建筑與小區雨水控制及利用工程技術規范GB5033建筑中水設計標準DB31/414冷卻塔能效限定值、能源效率等級及節能評價值DG/TJ08-2068大型公共建筑能耗監測系統工程技術規范3術語和定義GB50174-2017界定的以及下列術語和定義適用于本文件。3.1電能利用效率PUEEEpowerusageeffectiveness3DB31/TXXXX—XXXX統計期內數據中心全年能源消耗量（按等效電計算）與實測IT設備全年消耗電量的比值。3.2名義工況制冷性能系數（COP）refrigeratingcoefficientofperformance在名義工況下，制冷機的制冷量與其凈輸入能量之比。3.3綜合部分負荷性能系數（IPLV）integratedpartloadvalue基于機組部分負荷時的性能系數值，按機組在各種負荷條件下的累計負荷百分比進行加權計算獲得的表示空氣調節用冷水機組部分負荷效率的單一數值。3.4能耗監測系統monitoringsystemsforenergyconsumption通過安裝分類和分項能耗計量裝置，采用遠程傳輸等手段實時采集能耗數據，具有建筑能耗在線監測與動態分析功能的軟件和硬件系統的統稱。4數據中心選址及總平面布局4.1選址應滿足《數據中心設計規范》GB50174-2017中4.1條的要求，并優先結合產業升級、工業轉型規劃，宜充分利用工業廢棄能源，合理選址建設。4.2備份數據中心在滿足安全、使用的前提下，宜優先選擇異省市備份。4.3大型數據中心基地建設，可一次規劃，分期建設。應動態、匹配配置能源及設備，使每期數據中心建成后，均在節能狀態下運行。4.4應結合上海地區的氣候條件，綜合考慮數據中心建筑的規劃、單體設計中各專業的功能需求及節能措施，合理確定建筑布局，建筑形狀宜方整。4.5能源設備用房宜靠近用能負荷中心，縮短能源供應輸送距離。4.6場地內環境噪聲應符合現行國家標準《聲環境質量標準》GB3096的規定。4.7建筑布局應形成場地內良好的風環境，宜合理運用常年主導風向，降低室外散熱設備的局部熱島強度，其下風口位置不應影響場地外相鄰民用建筑及人行區的風環境、且不宜影響場地內相鄰民用建筑及人行區的風環境。4.8當數據中心僅為一棟建筑物的一部分時，此數據中心應達到節能設計的合理規模。5建筑與建筑熱工5.1主機房、輔助區、支持區中，無人值守區域且常年制冷的房間，與外圍護結構相鄰時，宜不設外窗；輔助區、支持區中少人值守區域，與外圍護結構相鄰時，宜設通風窗。5.2輔助區、支持區和行政管理區中，10人以上人員長期工作的區域，宜鄰外墻布局，其外窗和對應部分圍護結構的熱工性能指標按上海市《公共建筑節能設計標準》DGJ08-107要求執行。5.4當主機房與外圍護結構相鄰時，外圍護結構（密度≥500㎏/m3)傳熱系數應小于1.63[W/(㎡·K)]。5.5數據中心圍護結構的材料選型應滿足保溫、隔熱、防火、防潮、少產塵等要求。5.6數據中心屋面傳熱系數按《公共建筑節能設計標準》DGJ08-107執行。5.7建筑物屋面、外墻的外表面宜采用對太陽輻射熱吸收率較低的淺色材料。4DB31/TXXXX—XXXX5.8當機房設有外窗時，外窗的氣密性不應低于《建筑外門窗氣密、水密、抗風壓性能分級及檢測方法》GB/T7106規定的8級要求或采用雙層固定式玻璃窗，外窗應設置外部遮陽，遮陽系數按《公共建筑節能設計標準》GB50189確定。不間斷電源系統的電池室設有外窗時，應避免陽光直射。5.9當數據中心主機房樓板的上下層相鄰房間的使用功能或使用時間與主機房不同時，應在主機房上下樓板處按防結露要求采取必要的保溫措施。5.10當層高過高時，在滿足消防要求的條件下，宜增設滿足運行維護空間需求的吊頂，以減少空調空5.11電梯應具備節能運行功能。兩臺及以上電梯集中排列時，應設置群控措施。電梯應具備無外部召喚且轎廂內一段時間無預置指令時，自動轉為節能運行模式的功能。6信息系統節能6.1數據中心信息系統應基于服務器、存儲、網絡等虛擬化技術構建，提升系統整體資源利用率。6.2數據中心宜為軟件定義數據中心，實現數據中心的動態自動化和集成，具備更高的管理靈活性。6.3信息系統的建設，應根據系統性能、系統安全等業務需求選擇冗余方式。6.4宜選用節能軟件對業務負載進行優化調度，提高在線設備利用率。6.5宜采用高密度、高能效比、耐高溫、耐腐蝕、空氣潔凈度要求低的電子信息設備。6.6宜選用工信部編制的《綠色數據中心先進適用技術產品目錄》節能系統及產品。7通風與空氣調節7.1一般規定7.1.1數據中心需要排熱的房間，宜采用通風系統消除室內余熱。當采用通風達不到室內設備溫度、濕度、潔凈度要求或條件不允許、不經濟時，應設置空調系統。7.1.2空調冷水供水溫度應根據系統負荷特性及電子信息設備進風溫度確定，且供水溫度不宜小于12℃,在滿足設備散熱要求的前提下，應提高數據中心供水溫度。7.1.3冷通道或機柜進風區域的溫度應滿足《數據中心設計規范》GB50174要求，并宜取上限；當采用耐高溫型電子信息設備時，冷通道或機柜進風區域的溫度可高于27℃。7.1.4數據中心布置在室外的風冷冷水機組、冷凝器、冷卻塔、干冷器、風側自然冷卻設備等，應布置在通風條件良好的場所，且應有措施避免進、排風氣流短路和熱島效應。7.1.5在滿足功能布局的前提下，空調房間宜集中布置，功能、溫濕度參數、使用要求相近的空調房間，宜相鄰布置。7.1.6應對數據中心內設置空調系統的輔助區進行夏季逐時冷負荷計算。7.1.7下列情況，宜對空調系統進行全年能耗模擬計算：a）對空調系統設計方案進行對比和優化時；b）對空調系統節能措施進行評估時。7.2空調冷熱源7.2.1空調系統宜優先考慮周邊可利用的工業廢棄能源。7.2.2數據中心應充分利用自然冷源。利用自然冷源的數據中心全年自然冷源的使用時間不宜低于3000小時。5DB31/TXXXX—XXXX7.2.3空調系統宜考慮數據中心余熱回收。7.2.4空調設備的總裝機容量，應按計算的空調冷負荷值確定，在設計條件下，當機組的規格不符合計算冷負荷的要求時，所選擇機組的總裝機容量與計算冷負荷的比值不應大于1.1。空調設備的冗余設計應與數據中心等級相匹配。7.2.5宜充分利用數據中心的冗余機組及應急冷源，設置錯峰蓄冷系統對數據中心進行供冷。冗余機組蓄冷開啟時間不宜低于電價低谷時段時長。7.2.6數據中心電機驅動的蒸汽壓縮循環冷水機組應采用名義工況制冷性能系數（COP）及綜合部分負荷性能系數（IPLV）較高的產品，且名義工況制冷性能系數（COP）及綜合部分負荷性能系數（IPLV）不應低于《公共建筑節能設計標準》GB50189的相關規定。7.2.7采用開式冷卻塔加板式換熱器的方式實現水側自然冷卻時，板式換熱器阻力不宜超過50kPa，換熱溫差不宜超過1.5℃。7.3空調輸配系統7.3.1根據數據中心負荷變化情況，空調系統應采用變頻、自動控制等技術進行負荷調節。7.3.2在選配空調冷水系統的循環水泵時，應計算空調冷水系統耗電輸冷比。空調冷水系統耗電輸冷比應滿足《公共建筑節能設計標準》GB50189的相關規定。7.3.3水泵的額定工況效率應符合《清水離心泵能效限定值及節能評價值》GB19762的有關規定；水泵宜采用變頻控制。7.3.4空調風系統和通風系統的單位風量耗功率Ws值應滿足《公共建筑節能設計標準》GB50189的相關規定。7.3.5風機設計工作點應位于風機經濟工作區內。風機的能效等級不宜低于2級，當通風系統使用時間較長且運行工況有較大變化時，風機宜變頻調速。7.3.6空調水系統布置和管徑的選擇,應減少設計工況下并聯環路之間壓力損失的相對差額。當設計工況下并聯環路之間壓力損失的相對差額超過15%時,應采取水力平衡措施。7.3.7空調冷水供回水溫差不應小于6℃。當技術、經濟合理時,宜加大供、回水溫差。7.3.8當滿足信息設備運行環境要求時，空調系統宜加大送回風溫差，且送回風溫差不宜小于12℃。7.3.9空調冷水系統應采用閉式循環，并應合理布置管路走向，縮短總輸送長度。7.3.10空調冷水系統的定壓和膨脹，優先采用高位膨脹水箱方式。7.3.11空調系統的風管道、水管道及板換等設備應保溫，且應符合《設備及管道絕熱設計導則》GB/T8175的有關規定，保溫厚度應符合《公共建筑節能設計標準》GB50189的相關規定。7.4空調末端7.4.1機房專用空調、行間空調宜采用出風溫度控制。7.4.2主機房的溫度、濕度宜獨立控制。7.4.3空調末端宜采用靠近電子信息設備的制冷方式，提高制冷效率。7.5氣流組織7.5.1機房氣流組織形式，應以滿足設備散熱、提高冷量利用率為目的。7.5.2機房內線纜的布放等不應影響送、回風通道的通暢。6DB31/TXXXX—XXXX7.5.3當機房空調采用架空地板下送風時，地板下截面風速應經計算確定，應能保證地板送風口出風均勻。7.5.4當采用新型、非常規的氣流組織方式時，應采用計算流體動力學對主機房氣流組織進行模擬和驗證。8電氣系統8.1一般規定8.1.1電氣系統應在安全可靠的前提下，符合相關標準的節能規定及設計指標，且應滿足能效管理要8.1.2應選用技術先進、成熟、可靠、損耗低、諧波發射量少、能效高、經濟合理的產品。8.1.3數據中心電源利用效率限定值應符合上海市地方標準《數據中心能源消耗限額》DB31/652中的規定。8.2供配電系統節能設計8.2.1供配電系統的設計應與數據中心的發展規劃相適應，當規模較大時，應具有分期實施的可行性，并應充分考慮后期實施的便利性和安全性。8.2.2應針對電氣系統構成做全方位的節能分析，在安全、可靠的前提下，變配電系統設計應將節能作為主要技術經濟指標進行多方案比較，優化設計方案，改進機電設備經濟運行方式，提高變配電系統節能運行的實效性。8.2.3供配電設備應深入負荷中心安裝,電源設備宜靠近用電設備布置，減少配電回路損耗。8.2.4電氣系統架構應遵循減少層級、減少變換的原則。變壓器二次側至用電設備之間的配電級數不宜超過三級。8.2.5后備發電機組的容量應根據數據中心的重要負荷需求合理選擇，當容量較大時，宜選擇高額定電壓的發電機組。8.2.6應選用節能型干式變壓器，能效等級應不低于國家標準《三相配電變壓器能效限定值及能效等級》GB20052中的能效二級標準。8.2.7變壓器的容量和數量應根據負荷情況，綜合考慮投資和年運行費用，合理選擇和配置，使其經常性負載工作在高效低耗區間內。變壓器應具備短時間維持所有重要負荷正常運行的能力，當諧波情況嚴重時，變壓器應降容使用。8.2.8數據中心專用變壓器的負載率應符合下列規定：8.2.9當變壓器為單N配置時，其長期工作負載率宜為60%～80%；8.2.10當變壓器為2N配置時，其長期工作負載率宜為35%～45%；8.2.11當變壓器為2+1配置時，其長期工作負載率宜為45%～60%。8.2.12配電系統三相負荷的不平衡度宜小于15%。8.2.13應根據其負荷的無功需求，設計和安裝無功補償裝置，并應具備防止向電網反送無功電力的措施：8.2.14無功補償宜在配電變壓器低壓側集中補償，且高壓側功率因數不宜低于0.95。8.2.15用于電流較大且長期穩定的供電回路的電纜，宜按經濟電流密度選擇導體截面。7DB31/TXXXX—XXXX8.2.16電力干線的最大工作壓降不應大于2%；分支線路的最大工作壓降不應大于3%。8.2.17宜采用低諧波含量的設備，當設備的諧波電流畸變率大于15%時，應進行諧波治理，治理設備宜靠近諧波設備端。8.2.18當供配電系統采用天然氣分布式能源系統時，若核心原動機采用油氣雙燃料型內燃機組，在安全性滿足的條件下，可取消或減少柴油發電機組的備用容量。8.2.19電子信息設備允許時，宜采用直流供電。8.2.20為減小工作電流，降低供電線路損耗，電子信息設備宜采用較高的供電電壓。8.2.21條件許可時，可采用市電對電子信息設備供電回路的部分或全部直接供電。8.2.22UPS電源應選用節能型、高效率的設備。當電源質量允許時，應采用具有節能運行模式和智能管理模式的產品。8.2.23滿足安全性的前提下，宜按電子信息設備的實際用電量及重要性合理確定電源系統的配置容量及冗余度，使電源設備處于轉換效率較高的負載率區間。8.2.24當安全可靠性條件允許時，經過技術經濟比較，數據中心可利用太陽能等可再生能源供能。可結合總平面規劃,充分利用向陽且無遮擋物的屋面或車棚等構筑物頂面設置太陽能板。8.2.25在保證數據中心安全的前提下，可充分挖潛數據中心蓄電能力，利用錯峰蓄電對數據中心的一般照明、普通風機、舒適性空調等次要負荷供電。8.3照明設計8.3.1室內照明功率密度值（LPD）應滿足現行國家標準《建筑照明設計標準》GB50034的有關規定中的目標值。8.3.2光源的選擇應符合下列規定：a)主機房與輔助區內的主要照明光源優先采用發光二極管燈或T5系列直管熒光燈等高效節能光源。光效不應小于80lm/W；b)當選用發光二極管作為光源時，其色溫、特殊顯色指數R9、色品坐標等參數應滿足國家標準《建筑照明設計標準》中的要求；c)選用熒光燈具均應配用有高功率因數、低諧波含量的電子鎮流器，功率因數不小于0.9；選用LED光源均應配用通過CCC和EMC認證的驅動電源，功率因數不小于0.9。諧波、電磁兼容應符合現行國家標準《電磁兼容限值諧波電流發射限值（設備每相輸入電流≤16A）》GB17625.1和《電氣照明和類似設備的無線電騷擾特性的限值和測量方法》GB17743的有關規定。8.3.3照明的控制應符合下列規定：a)照明采取分區、分組的控制措施，在有可能分隔的場所，宜按有可能分隔的場所分組控制；b)走廊燈公共區域的照明應根據使用要求，選擇時間控制、照度控制、動靜探測控制等控制手段；c)機房內宜采用感應式自動控制方式，當機房規模較小時，宜選用配感應式自動控制開關的燈具；當機房規模較大時，宜采用智能照明控制系統，對機房內的燈具進行分場景、分區域控制；d)機房無人時，僅滿足監控所需的最低照度要求，不低于50lx。e)可利用天然光的場所，宜利用導光管、光導纖維等導光和反光裝置將天然光引入室內照明。9給水與排水9.1給水系統應充分利用市政供水壓力供水。用水點的供水壓力不宜超過0.20MPa，且不小于用水器具要求的最低工作壓力。8DB31/TXXXX—XXXX9.2給水系統的管材、設備應采用低阻力、低水耗的產品。9.3與數據中心水資源使用效率相關的用水設備，如加濕設備、冷卻塔等應單獨設置計量裝置，當有環境集中監控系統時，還應將數據傳送至監控系統加以統計，并應在設計文件中以一年為周期計算數據中心水源利用效率。式中：ΣL總耗水數據中心機電設備全年用水量，包括加濕給水、冷卻塔補水等全部設施全年耗水量，單位為L；PIT——數據中心IT設備全年消耗的電量，單位為kWh。9.4冷卻塔的選用和設置應符合下列規定：a)冷卻塔的能源效率等級應滿足《冷卻塔能效限定值、能源效率等級及節能評價值》DB31/414的要求。b)冷卻塔補水池及補水泵房宜靠近冷卻塔，以減少輸送能耗；c)冷卻塔應選用冷效高、飄水少、噪聲低的產品；d)冷卻塔應按生產廠家提供的熱力特性曲線選定，冷卻塔的設計循環水量不宜超過其額定水量；e)當循環水量達不到額定水量的80%時，應對冷卻塔的配水系統進行校核；f)冷卻塔數量宜與冷卻水用水設備的數量、控制運行相匹配；g)冷卻塔宜設置在氣流通暢、濕熱空氣回流影響小的場所，且宜布置在建筑物的最小頻率風向的上風側。9.5循環冷卻水系統應設置水處理措施，并應采取加大集水盤、設置平衡管或平衡水箱等方式，避免冷卻水泵停泵時冷卻水的溢出。9.6貯水池應設置水位監視溢流報警裝置，高位水箱宜設置水位監視和溢流報警裝置，信息應傳至監控中心。9.7給水泵應根據給水管網水力計算結果選型，并保證設計工況下水泵效率處在高效區。給水泵的工況效率應滿足現行國家標準《清水離心泵能效限定值及節能評價值》GB19762的相關規定。9.8宜考慮對雨水、中水及空調冷凝水的回收和利用，水質處理工藝應根據原水特征、污染物和出水水質要求確定，并應滿足《建筑與小區雨水控制及利用工程技術規范》GB50400及《建筑中水設計標準》GB50336的要求。10自動控