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2024近零碳数据中心设计标准docx
发布时间:2026-09-17 08:05:10

  

2024近零碳数据中心设计标准docx(图1)

  1.0.1本文件对近零碳数据中心进行了定义,规定了近零碳数据中心节能设计相关的基本规定、规划选址、工艺设计、建筑与结构、暖通系统、电气系统、智能化控制系统、给水与排水、可再生能源应用和资源再利用等内容。

  1.0.2本文所定义的近零碳数据中心,为支撑数据中心独立运行功能的建筑的一部分、单栋建筑或建筑建群以及数据中心功能对应的园区范围。

  1.0.3本文件适用于近零碳数据中心的创建设计,也适用于数据中心节能改造设计。

  数据中心运营过程中的碳排放和碳消除达到平衡的状态。通过减少能源消耗、提高能源效率、使用再生能源等方式减少碳排放,同时也可以通过种植树木、投资碳捕捉和存储技术等方式消除碳排放。当一个数据中心的碳排放和碳消除达到平衡,即可称为实现了碳中和。

  低碳数据中心是近零碳数据中心的初级表现形式,数据中心电能比PUE略高于近零碳数据中心,全生命周期内,在确保信息系统以及其支撑设备安全、稳定、可靠运行的条件下,能取得最大化的能源效率和最小化的环境影响的数据中心。温室气体排放核算边界内,在一定时间内(通常以年度为单位)生产、服务过程中产生的温室气体排放量,按照二氧化碳当量(CO2e)计算,在优先自主减排的基础上(PUE<1.25,WUE<2.0L/kW·h),排放量实现由数据中心自建绿电系统和(或)核算边界外的减排项目清除不低于50%,和(或)相应数量的碳信用抵消的数据中心。

  温室气体排放核算边界内,在一定时间内(通常以年度为单位)生产、服务过程中产生的温室气体排放量,按照二氧化碳当量(CO2e)计算,在优先自主减排的基础上(PUE<1.20,WUE<1.8L/kW·h),排放量实现由数据中心自建绿电系统和(或)核算边界外的减排项目清除不低于80%,和(或)相应数量的碳信用抵消的数据中心。

  零碳数据中心是近零碳数据中心的高级表现形式,是指对其在温室气体排放核算边界内直接或间接产生的温室气体排放总量,通过节能减排、清洁能源取代化石燃料、植树造林、二氧化碳捕集利用与封存、碳交易等方式进行正负抵消,实现总碳排放为零的数据中心,其电能比低于近零碳数据中心。温室气体排放核算边界内,在一定时间内(通常以年度为单位)生产、服务过程中产生的温室气体排放量,按照二氧化碳当量(CO2e)计算,在优先自主减排的基础上(PUE<1.15,WUE<1.6L/kW·h),排放量实现由数据中心自建绿电系统和(或)核算边界外的减排项目100%清除,和(或)相应数量的碳信用抵消的数据中心。

  数据中心通过策划,应用先进适用的低碳技术,包括设备和工艺的更新迭代、管理措施的实施,所带来的的温室气体排放量减少的过程或活动。

  应以数据中心名称、地址和分期等确定数据中心项目的设计边界。数据中心名称应参考建设主管部分批文、地点、法人进行综合确定。

  如果数据中心存在分期建设的情况(参考建设主管部门的批文),所有分期并未全部投入运行,则只考虑目前投产的分期。

  数据中心总耗电量与数据中心IT设备耗电量的比值,一般采用年均PUE值。详细计算和测量要求参照YD/T2543《电信互联网数据中心(IDC)的能耗测评方法》。PUE数值大于1,越接近1表明用于IT设备的电能占比越高,制冷、供配电等非IT设备耗能越低。

  式中:PTotal—为维持数据中心正常运行的总耗电,单位为kWh。PIT—为数据中心中IT设备耗电,单位为kWh。

  数据中心总耗水量与数据中心IT设备耗电量的比值(单位:L/kWh),一般用年均WUE值。WUE数值越小,代表数据中心利用水资源的效率越高。

  式中:L总耗水—为输入数据中心的总水量,单位是L。PIT—为数据中心中IT设备耗电,单位为kWh。

  3.1.1数据中心建筑形态可以是一栋或几栋建筑物,也可以是一栋建筑物的一部分。最小单元应为采用独立配电或空气冷却的数据中心建筑单体或模块单元。对于几栋建筑物组成的数据中心,应按单体建筑分开确定其等级。分期建设的数据中心可按期确定其等级。

  3.2.1新建、改建和扩建数据中心电能利用效率设计值应满足:低碳数据中心PUE<1.25;近零碳数据中心PUE<1.20;零碳数据中心PUE<1.15。

  3.2.2新建、改建和扩建数据中心水利用效率设计值宜满足:低碳数据中心WUE<2.0L/kWh;近零碳数据中心WUE<1.8L/kWh;零碳数据中心WUE<1.6L/kWh。

  3.3.2对于无法完全采用清洁能源的,应采用绿电交易、购买绿证等方式,减少碳排放。

  3.3.4应设置分布式光伏系统,并通过优化措施提高发电量。分布式光伏系统应满足《建筑节能与可再生能源利用通用规范》GB55015中对可再生能源利用的相关要求。

  3.3.5在清洁能源不稳定的场景,宜合理配置储能,增强清洁能源消纳能力,储能形式可采用化学储能、氢能等技术。

  3.4.1数据中心应积极开展余热回收后向外输送,或者供园区内数据中心辅助区或园区内有用热需求的建筑使用。

  3.4.2水冷型数据中心应进行再生水回用,包含但不限于市政中水、循环冷却水系统排水、空调冷凝水排水、冷却蒸发水、雨水等。

  3.5.1在设计、施工、运维阶段,宜采用BIM(建筑信息模型)等技术,进行过程优化,减少人为失误,缩短施工周期,节省施工材料,提高设备运行使用效率,降低能耗,减少碳排放。

  3.5.3根据绿色低碳、可持续发展原则,宜按照《国家工业和信息化领域节能技术装备推荐目录》选用适宜的制冷技术、自然冷源利用、供配电设备节能等技术。

  3.5.4应与周边冷、热源及热需求点充分沟通,在设计中优化冷却系统方案实现免费冷、热量的综合优化利用。

  3.5.5数据中心碳排放计算宜参照《数据中心碳排放计算标准》的相关规定执行。

  4.0.1主机房和支持区内的温度和湿度应满足机房内设备的正常运行需求。当无特殊需求时,主机房和电力电池室在设备运行时温湿度推荐参照表5.1。

  2对于海拔超过1000m以上的数据中心,最高环境温度每增加300m应降低1℃;

  4.0.2主机房服务器在满足业务使用需求时,应优先选用耐高温服务器,长期稳定运行的耐受温度宜不低于35℃。

  4.0.3主机房的空气含尘浓度,每立方米空气中粒径大于或等于0.5μm的悬浮粒子数应少于17,600,000粒。

  5.0.2宜选址气候适宜、环境空气清洁、能充分利用自然冷源的区域。自然冷源利用的技术方式,应满足环境容量承载力的要求。

  5.0.4宜充分发挥气候水文和地形地貌等自然条件天然优势,因地制宜促进节能降耗的山洞、山体间垭口、海底、河流湖泊沿岸等特殊地理条件建设数据中心。

  5.0.5选址应符合《数据中心设计规范》GB50174的相关规定,并优先结合产业升级、工业转型规划,应充分利用电厂余热资源和工业废弃能源,合理选址建设。

  6.0.1应综合考虑数据中心的使用用途与发展规划,通过选择高算效ICT硬件,统筹规划业务系统的冗余程度和基础设施的冗余程度,合理开展信息系统负载优化等,使数据中心能够长期处于高效运行状态。

  6.0.2应根据业务负载需求预估网络、计算、存储等IT设备运行功率,根据预估运行功率上架,并应采用密集部署方式上架,IT机柜平均运行功率宜达到设计功率70%以上,提升机架空间和电源利用率。

  6.0.3设备上架时应采取封堵措施。当机架内未装满设备时,未安装设备的位置前部应安装挡风盲板,机柜所有出线应将信息设备的风扇、电源等运行情况及各类处理器、存储等资源利用情况纳入能耗监控和管理范围,利用智能化管控手段实现信息设备等算力设施全节点与数据中心基础设施联动节能。

  7.1.1建筑应根据工艺需求,合理确定分期建设规模和节奏,不应大拆大建。

  7.1.2应充分利用既有建筑结构体系与设施资源,采用模块化、预制装配化建设模式,减少重复建设、翻新改造等工程量。

  7.1.4应充分利用数据中心的屋面和立面设置光伏发电系统。立面宜采用光伏建筑一体化系统。屋顶安装光伏的面积比例不宜低于30%。

  7.2.2除利旧建筑以外,宜满足单体预制率≥40%或单体装配率≥60%的要求。

  7.2.3近零碳数据中心应满足《建筑节能与可再生能源利用通用规范》GB55015中关于工业建筑的要求。

  7.2.4围护结构系统宜满足《近零能耗建筑技术标准》GB/T51350规划与建筑方案设计、热桥处理和建筑气密性相关要求,应进行消除或削弱热桥,气密性和防结露的专项设计。

  7.3.1近零碳数据中心宜采用符合工业化建造要求的结构体系与建筑构件,在建造阶段建筑应选用碳排放含量低的建材,建筑拆除时宜采用便于材料循环利用的措施。

  7.3.2建筑宜选用可循环建材、耐久性建材和本地材料,宜使用获得绿色建材标识(或认证)的或有明确碳足迹标签的材料。

  7.3.3合理选用混凝土材料,优先采用高强钢筋,钢材的牌号宜选用Q355钢、Q390钢等高强性能材料。

  8.1.1数据中心应遵循被动节能措施优先的原则,合理选择围护结构保温隔热和遮阳措施,最大限度降低建筑用能需求。

  8.1.2数据中心空调系统设计PUE、WUE设计值应严格满足本标准第3章要求。

  8.1.3主机房及支持区域宜采用无窗密闭围护,避免和减少进入室内的太阳辐射以及窗或透明幕墙的温差传热。

  8.1.4空调系统规划设计时,应考虑数据中心全生命周期制冷需求特点,选择合适的制冷方式。

  8.2.1数据中心设计方案中,应采用水侧自然冷、风侧自然冷及氟侧自然冷等利用自然冷源的方式,同时应优先选用绿色数据中心先进技术产品降低PUE。

  8.2.2夏季空气调节室外计算湿球温度低、温度日差较大的地区,宜优先采用直接蒸发冷却、间接蒸发冷却或直接蒸发冷却与间接蒸发冷却相结合的二级或三级蒸发冷却的空调系统形式。

  8.2.3当数据中心选址附近有江河湖水、海水等天然冷源利用的条件时,经过经济评价后,且不对自然环境造成较大不利影响时,宜利用其为数据中心降温。

  8.2.4对于单机柜功率20kW以上的超高密数据中心,宜采用液冷技术提高制冷效率。

  8.2.5数据中心采用全新风空调系统时,应对新风的温度、相对湿度、空气含尘浓度、污染物浓度等参数进行检测和控制。

  8.2.6空调制冷剂应使用臭氧层破坏潜能值(ODP)为0或者全球变暖系数值(GWP)较低的产品。

  8.2.7采用冷冻水空调系统时,冷冻水供水温度应不低于18℃,冷冻水回水温度应不低于24℃,同时具备条件时宜提升供水温度至不低于20℃。

  8.2.8空调冷源系统应设置相应的控制装置,如气候补偿器、温度传感器、调节阀等,以实现按照实际空调负荷需求来调节冷量,实现变流量运行。

  8.2.9对于使用多台冷源设备的空调系统,应采用负载均衡控制技术,实现各冷源设备的负载均衡,以提高系统的效率和稳定性。

  8.3.1在满足机房运行环境要求时,应尽量提高数据中心冷冻水供水温度,冷冻水供回水温度差不应小于6℃。技术经济合理时,宜进一步加大供、回水温差。

  8.3.2空调输配系统应设置风量调节装置,如风量调节阀、自动控制阀等,以实现按照实际空调负荷需求来调节风量,实现变流量运行。

  8.3.3冷冻水泵、冷却水泵和冷却塔风机应采用变频调速,其中水泵效率应达到《清水离心泵能效限定值及节能评价值》GB19762中要求的节能评价值。

  8.4.1机房空调末端形式宜结合电子信息设备机架进出风形式、功率密度大小等因素,采用合适的房间级、列间级、机架级、芯片级的空调形式。

  8.4.2对于空调冷源和末端分离的系统形式,主机房空调末端宜选择背板、前板、列间空调、顶置空调等靠近热源的方式,减少输配能耗。

  8.4.4当满足信息设备运行环境要求时,空调系统宜加大送回风温差。送回风温差宜大于10℃。

  8.4.6机房内精密空调应采用分布动态流量控制技术,对空调系统进行分区控制,通过优化水泵运行和调节阀门开度来节省能源。

  8.5.3采用“面对面、背对背”的机架排列方式时,应采用冷、热通道封闭隔离的气流组织形式,避免冷热空气对流,以节约能源。

  8.5.4空调冷风应直接送至冷通道或服务器进风口,回风应能直接回至空调机组,回风口不应布置在冷通道或空调送风射流区。

  8.5.5机房气流组织设计后,宜采用计算流体动力学CFD对主机房气流组织进行模拟和验证。

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