金融业绿色数据中心白皮书 2023.pdf

金融业绿色数据中心白皮书北京金融科技产业联盟2023 年 8 月IV前前言言2020 年 9 月，习近平在第七十五届联合国大会一般性辩论上发表重要讲话，指出我国二氧化碳排放力争于 2030 年前达到峰值，努力争取 2060 年前实现碳中和1。我国碳达峰、碳中和目标（以下简称“双碳”目标）的提出，在国内国际社会引发关注。随着数据中心规模和数量的不断攀升，其能耗问题日益凸显，为此加强绿色数据中心建设成为构建新一代信息基础设施的重要任务。2021 年，国家发展改革委等多部门联合印发关于严格能效约束推动重点领域节能降碳的若干意见2，明确提出要加强数据中心绿色高质量发展。同年底，中国人民银行发布金融科技发展规划（20222025）年3，提出打造新型数字基础设施，建设绿色高可用数据中心的重点任务。在金融业数字化转型的大背景下，数据中心作为金融发展的重要基础设施，其建造速度和规模都进入了快速上升期。从数据中心的生命周期来看，建筑主体的设计使用寿命超过 40 年，机电设备的使用一般也超过 20 年。因此，为达到双碳目标，必须要早做谋划。本文主要从金融业绿色数据中心的设计、建造、运行、评价与监管等方面展开，梳理了当前阶段金融业数据中心绿色发展情况，整理并收录了实践案例和前沿探索，供金融业数据中心从业V者参考。由于经验学识所限，本文仍有诸多不足，恳请各界批评指正。VI目目录录一、概述.1（一）发展背景.1（二）发展现状.4（三）研究目标.6（四）研究意义.7二、规划设计.9（一）设计目标和原则.9（二）总体规划.12（三）架构设计.15三、建设改造.21（一）建筑节能.21（二）场地基础设施节能.23（三）IT 基础设施节能.39（四）虚拟化节能.45（五）绿色工程.47四、运行管理.50（一）绿色运行指标与分析方法.50（二）绿色运行技术应用.56（三）危废处理.69（四）人才制度建设.72五、政策引导与标准体系建设.72（一）政策要求.72（二）标准体系.77（三）评价体系.80六、总结与展望.83参考文献.861一、概述本章主要介绍了数据中心行业发展的政策、行业和技术背景，以及国内外数据中心发展现状和金融行业数据中心发展情况，探讨了金融业绿色数据中心建设运行情况、优化提升路径和未来发展方向，明确了本文的研究意义在于帮助提升企业自身经济效益、助力行业发展和创造社会价值。（一一）发发展展背背景景1 1.政政策策背背景景数字经济为全球经济复苏提供重要支撑。2021 年，测算的47 个国家数字经济增加值规模为 38.1 万亿美元，同比名义增长15.6%，占 GDP 比重为 45.0%4。全球数据总量爆发式增长，对数据中心形成了强劲的需求动力。全球范围内的数据中心产业规模迅速扩大，但由此也带来了大量二氧化碳的排放。在控制温室气体排放、积极应对气候变化形成全球共识的背景下，“绿色”“减排”“零碳”也成为国内外数据中心发展的共同趋势，以保证在满足数字经济发展的同时，减少甚至“消除”数据中心建设对全球气候的影响。2020 年 12 月，我国政府就将“做好碳达峰、碳中和工作”列为重点任务，重申我国二氧化碳排放力争于 2030 年前达到峰值，力争 2060 年前实现碳中和。国家发展改革委在关于加快构建全国一体化大数据中心协同创新体系的指导意见5中提出“强化能源配套机制”的要求。在国家政策引导下，各地政府积2极响应，纷纷出台地方产业政策文件，引导数据中心产业平衡、绿色发展。2021 年 10 月，为推动重点工业领域节能降碳和绿色转型，坚决遏制全国“两高”项目盲目发展，确保如期实现碳达峰目标，国家发展改革委、工业和信息化部、生态环境部、市场监管总局、国家能源局联合印发 关于严格能效约束推动重点领域节能降碳的若干意见，明确通过能效约束，推动重点行业节能降碳和绿色低碳转型的总体要求、主要目标、重点任务和保障措施。2022 年 6 月，工业和信息化部、国家发展改革委、财政部、生态环境部、国资委、市场监管总局联合发布工业能效提升行动计划6，提出持续开展国家绿色数据中心建设，引导数据中心扩大绿色能源利用比例，推动老旧数据中心实施系统节能改造，提高网络设备等信息处理设备能效。2 2.行行业业背背景景从数据中心行业发展角度看，国际互联网龙头企业可再生能源使用计划和披露情况都相对完善。Google、Apple 和 Facebook分别在 2017、2018 和 2020 年完成运营体系的 100%可再生能源使用，包含其数据中心基础设施。Microsoft 和 Amazon 将完全实现可再生能源使用的目标节点定为在 2025 年7。包括数据中心运营商 Equinix 和 Digital Reality 在内的头部企业，也都发布了环境社会治理（ESG）报告、企业环境报告或 CDP 项目披露等报告，披露了温室气体排放、能源及水资源使用情况、废弃物3回收利用等信息。近年来，国内绿色数据中心评价标准和指标逐步增多，其中具有代表性的有 3 个：一一是是中国电子学会发布的绿色数据中心评估准则，从用电、用水、循环利用、可再生能源、有害物质控制、节能管理等多维度进行评价。二二是是开放数据中心委员会（ODCC）与中国信通院、工信部新闻宣传中心、绿色网格等联合发布的数据中心绿色分级评估技术方法，根据数据中心建设运行所处的阶段（未投产、投产不满一年、投产一年以上）划分为规划类、设计类和运营类 3 种，并根据得分评定为 A、AA、AAA、AAAA 和 AAAAA 5 个级别。三三是是工业和信息化部、国家发展改革委、商务部、国管局、银保监会、国家能源局联合发布的六部门关于组织开展 2022 年度国家绿色数据中心推荐工作的通知，明确提出了国家绿色数据中心评价指标体系，涵盖能源高效利用、绿色低碳发展、科学布局及集约建设、算力资源高效利用等方面的 15 个指标8。具体到金融行业而言，金融数据中心发展历程是我国金融业信息科技发展的缩影，经历了从无到有、从弱到强，金融业务的变化及信息技术的进步驱动着金融数据中心不断发展。以银行业为例，银行业务也从柜面银行发展到电子银行、移动银行、数字银行。在数字银行阶段，银行开始充分应用人工智能、物联网、大数据、云计算、5G 等数字技术来服务实体经济的高速发展。银行系统也迎来全面云化、分布式、云原生的新时代，这对于金4融数据中心的建设，提出了全新的要求。3 3.技技术术背背景景伴随着数据中心创新技术加速涌现，绿色能源管理与金融体系持续完善，为数据中心绿色低碳发展提供了有效助力。在技术创新方面，液冷、蓄冷、高压直流、余热利用、蓄能电站等新技术的应用，以及太阳能光伏、风能等清洁能源利用，能够进一步降低数据中心能耗及碳排放。通过新型技术的不断加持，业界领先的数据中心逐步通过建立绿色数据中心管理制度及内部碳定价制度促进数据中心绿色转型。同时绿电证书及绿电交易市场机制的建立和完善，也在有效激发数据中心使用绿色能源，降低碳排放的积极性。（二二）发发展展现现状状1 1.国国内内外外发发展展现现状状美国是全球最早开始探索绿色数据中心技术的国家之一。美国互联网发展近 50 年，当前的数据中心行业已进入整合阶段，以改建和扩建为主，新建数据中心规模占比不大。从数据中心分布来看，美国占据了全球数据中心 45%的份额，中国和日本分别占有 8%和 7%9。从企业发展看，Equinix 等第三方数据中心企业凭借灵活的管理及高效的收购，迅速发展成为全球数据中心行业龙头。Google、Facebook 等互联网公司自建的数据中心也已达到世界领先水平。而我国目前正处于各行业数字化转型的加速期，数据中心能5效水平不断提高，部分优秀绿色数据中心案例已可达到全球领先水平。截至 2019 年底，全国超大型数据中心平均 PUE 为 1.46，大型数据中心平均 PUE 为 1.55。规划在建数据中心平均设计 PUE为 1.41 左右，超大型、大型数据中心平均设计 PUE 分别为 1.36、1.39，预计未来几年仍将进一步降低10。2021 年发布的国家强制标准数据中心能效限定值及能效等级（GB 408792021）中明确定义了电能比 1.5 是未来数据中心的达标值11。从绿色技术来看，国内数据中心不断创新绿色节能新应用，多个数据中心获得由开放数据中心委员会（ODCC）与中国信通院、工信部新闻宣传中心、绿色网格等联合开展的“数据中心绿色等级评估”AAAAA 等级。2 2.金金融融业业发发展展现现状状金融行业对数据中心的安全性、处理能力、物理特性等要求较高，经过多年的发展，各大金融机构逐渐形成了自己的数据中心建设和管理风格及完整的专业技术支撑团队。并且出于对业务连续性、完整性的高要求，如全年 24 小时不停运转且不允许数据丢失等，各大金融机构数据中心对组网和设备配置都有严格标准，设备及软件的配置变更都更为谨慎，更加注重风险把控。因此，长久以来金融行业数据中心在技术选型时，并未过多考虑能效、低碳等新型技术的应用，更多的是通过增加投入来获得数据中心运行的稳定，金融行业的数据中心一旦建成，存在改造难度大、在用改造风险高等困难。6随着我国经济近年来的高速发展，作为支撑业务交易的关键基础设施，金融行业数据中心的处理容量和数据规模呈现指数增长态势，这对数据中心基础设施的数量、规模、算力也提出了更高要求。随着金融业数字化转型整体加速推进，以及不断引入云计算、大数据等新技术扩充算力、优化算法，最近几年许多金融机构正在逐步完成新建，或计划新建多个大型、超大型数据中心。（三三）研研究究目目标标1 1.研研究究建建设设运运行行情情况况金融业务具有很强的高可用性和业务连续性需求，普遍采用多级冗余架构和灾备体系，传统的“两地三中心”架构需要向多活数据中心转型，通过技术架构有效控制，提升资源利用率和整体效能。目前很多金融机构都在向多活数据中心、同城多中心转型。同时，为适应业务的快速发展，需要考虑弹性扩展，通过软件来定义、调度硬件资源，将计算面和数据面分离，实现更灵活、透明化的物理设备部署。此方面可借鉴融合金融云低成本、高弹性的资源优势，以解决科技资源敏捷弹性供给与数据安全存放的矛盾，建成高效、开放、安全的混合云架构，提高 IT 资源利用率。2 2.分分析析优优化化提提升升路路径径建设绿色数据中心，在选址阶段，需要根据算力网络国家枢纽节点布局和业务需求，统筹各类资源，因地制宜充分应用清洁能源，优化用能结构，在用能侧绿色降碳。在设计、建设阶段，7应按需建设、动态扩容，避免资源浪费。采用更高效的电气技术架构，提升供电效率。按气候资源条件合理设计制冷架构，充分利用自然冷却，降低制冷能耗。创建智能管控系统，赋能高效运行，用智能创造绿色。在运行阶段，采用更高算效 IT 设备，用更少的能耗实现更多的算力，从源头绿色降碳。建设能耗监测、诊断、调优能力，配套评价、考核组织和机制，不断提升能效运行效果，持续循环提升。结合生命周期，改造升级老旧基础设施，焕发新绿。3 3.展展望望未未来来发发展展方方向向数据中心从建设，运行到退出，整体生命周期跨时间周期较长，其中建筑主体的设计使用寿命超过 40 年，机电设备的使用一般也超过 20 年。因此，面向 2030 年碳达峰、2060 年碳中和的目标，数据中心设计建造在现阶段就应当制定近期与远期目标。建设绿色高可用数据中心需要以目标为导向，根据各阶段的目标，分别制定不同的设计规划与实施路径，打造内在能动与外部监管相配套的制度体系。建设绿色高可用数据中心需要以节能创新技术为支撑，通过对新技术、新产品的研究，探索碳中和与碳达峰实践案例，明确技术发展方向。管理绿色高可用数据中心需要以数据为驱动，实现采集、分析与优化一体的智能监测管理平台，实现绿色高可用数据中心智能化运维体系。（四四）研研究究意意义义81 1.提提升升经经济济效效益益在数据中心的建设运行过程中，应充分考虑企业降本增效的内在需求。绿色数据中心建设运行既要采用节能技术提升能效，又要逐步改变用能、用电结构，降低碳排放。数据中心作为新一代信息通信技术的重要载体，是算力输出的底座。算力网络建设以及算力和电力的协同，将有效控制数据中心用能成本，提升清洁能源利用水平。通过提高 IT 设备的使用效率、优化数据中心应用和系统架构，在提高算力的同时降低数据中心能耗，使得能源在数据中心的利用效益最大化，提高数据中心算效比，将是未来绿色数据中心建设运行的新方向。2 2.助助力力行行业业发发展展金融行业主要由银行、保险、证券三大类机构和其他机构组成，建设绿色高可用数据中心是金融行业共同的目标，但是当前仍然面临诸多挑战。早期，金融业数据中心的建设主要围绕着高可用的目标进行，在绿色低碳发展方面，仍有较大的提升空间。如何实现绿色与高可用并举需要通过创新实践。因此，通过开展金融业绿色数据中心研究，有助于提升行业绿色数据中心建设与运维技术能力。3 3.创创造造社社会会价价值值一一是是促促进进双双碳碳实实现现落落地地。为实现我国 2060 年碳中和目标，金融行业需结合自身行业需求和特点，加快研究设立碳中和数据中心目标并付诸实践。在实践层面坚持资源环境优先原则，充分9考虑资源环境条件提高数据中心效率，深化探索节能减碳技术在金融业数据中心全生命周期建设运行中的应用。二二是是提提高高社社会会能能源源利利用用。金融业数据中心同样使用大量社会能源，同样需要提高能源利用水平，如在自有场所建设自然冷源、余热回收利用或可再生能源发电等清洁能源利用系统。实施绿色施工，尽可能减少对环境的负面影响。使用绿色电力、节能产品，并逐步建立健全绿色供应链管理制度。三三是是探探索索技技术术发发展展路路径径。大力开展节能减排技术研发创新，系统优化提升整体能效。采用模块化建设方式，应用先进高效的IT、网络、供电制冷技术与方案，持续降低数据中心电能利用效率（PUE）、水资源利用效率（WUE）、碳使用效率（CUE）。将新型技术与数据中心建设主体联动协同，推动数据中心加快低碳发展。二、规划设计本章从金融业绿色数据中心的总体设计目标和原则展开，重点介绍其规划要点和架构设计。（一一）设设计计目目标标和和原原则则1 1.设设计计目目标标数据中心作为新基建的重要组成部分，是数字经济的坚强底座。随着数据中心产业规模的快速扩张，我国数据中心整体用电量以每年超 10%的速度高速递增。数据中心已经成为公认的高耗能行业，预计到2030年数据中心用电总量将突破4000亿千瓦时，10占全社会用电总量的 3.7%12，降 PUE 是大势所趋。2021 年 7 月，工业和信息化部制定新型数据中心发展三年行动计划（20212023 年），通过四大行动和四大工程，在 3 年时间内搭建布局合理、算力提升及绿色节能的数据中心体系，推动绿色数据中心创建、运维和改造，引导新型数据中心走高效、清洁、集约、循环的绿色发展道路13。2022 年 8 月，工业和信息化部、发展改革委、财政部、生态环境部、住房和城乡建设部、国资委、能源局联合发布信息通信行业绿色低碳发展行动计划（20222025 年），明确提出到 2025 年，全国新建大型、超大型数据中心电能利用效率（PUE）降到 1.3 以下，进一步强化了绿色节能低碳数据中心的建设要求14。新发展阶段，金融行业数据中心整体架构正在经历由两地三中心向多地多中心、多地多活架构的转变。业务快速发展和金融生态场景的推陈出新也对新一轮金融行业绿色数据中心建设提出了新的目标和要求：一一是是加强数据中心建设规划，面向未来，更具有超前性。二二是是提高清洁能源的使用比例，推动能源循环利用。三三是是推动绿色设计、建造、运行管理，全面提高资源利用效率。2 2.设设计计原原则则高高可可用用性性原原则则：金融行业的业务特点和数据重要性决定了金融业数据中心对可用性的高要求，在核心业务的连续性保障上，11架构设计要满足可用性的要求，在保证可用性的基础上再去探讨使用哪些绿色节能技术来实现节能目标。低低能能耗耗原原则则：在产品成熟度满足要求的情况下，优先选择低能耗的系统和产品方案。如采用高效率 UPS 设备，高效率变压器设备等。由于金融行业在设备性能容量方面有着严格的控制要求，因此在设备和方案选型时，需要重点关注上架负载率所对应的能效水平。低低碳碳排排原原则则：碳排放应作为重点考虑因素，如减少制冷剂、电子氟化液等高 GWP（全球变暖潜能值）产品的使用，尽量选择可循环回收的创新建筑方案和材料，以降低数据中心的生命周期碳排放。低低耗耗水水量量原原则则：在 PUE 基本相同的情况下，尽量选择耗水量少的方案，尤其是选址在北方的数据中心，优先选择对水处理要求低的方案，有条件的地方可采用中水和非传统水源。总总体体拥拥有有成成本本（T TC CO O）最最优优原原则则：综合考虑建设投入成本（Capital Expenses）和运行成本（Operational Expenses），以总体成本最优来考量方案设计和技术选择。其中，建设投入成本包含土地、设备采购、电力资源引入、建造等支出，运行成本包含电费、水费、维护费用、人员成本等。全全生生命命周周期期原原则则：技术选型不仅需要关注设计指标，同时更要关注后期的运维，甚至拆除回收等全生命周期的节电、节水、循环等实际落地执行。12（二二）总总体体规规划划1 1.选选址址绿色数据中心的选址，需要根据业务需求，结合政策与监管要求，统筹各类资源，因地制宜充分利用清洁能源，优化用能结构，在用能侧绿色降碳。2021 年，国家发展改革委、中央网信办、工业和信息化部和国家能源局共同发布 全国一体化大数据中心协同创新体系算力枢纽实施方案，推动数据中心合理布局、供需平衡、绿色集约和互联互通，构建数据中心、云计算、大数据一体化的信息算力网络体系，促进数据要素流通应用，实现数据中心绿色高质量发展。其中提出了加强统筹、绿色集约、自主创新和安全可靠 4项原则。统筹围绕国家重大区域发展战略，根据能源结构、产业布局、市场发展、气候环境等，在京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝，以及贵州、内蒙古、甘肃、宁夏等地布局建设全国一体化算力网络国家枢纽节点，发展数据中心集群，引导数据中心集约化，规模化，绿色化发展。国家枢纽节点之间进一步打通网络传输通道，加快实施“东数西算”工程，提升跨区域算力调度水平。因此，金融业绿色数据中心在选址规划方面应考虑 3 方面要素：一一是是优先考虑布局在全国一体化算力网络国家枢纽节点。二二是是根据不同的功能定位确定数据中心的区域布局，对时延敏感、交互频繁的业务宜就近部署，对离线大数据、训练等时延非敏感13业务宜部署在资源丰富的西部，为打造存算分离、云边协同的高效应用系统架构提供基础支撑。三三是是为充分考虑数据中心建成后运行阶段的能效水平，选址宜考虑自然冷源使用和清洁能源消纳。2 2.清清洁洁能能源源清洁能源是指其开发、使用对环境无污染的能源，其中包括可再生能源和其他新能源。常见的清洁能源有太阳能、生物能、氢能、风能、海洋能、地热能和水能等。无论是双碳战略背景，还是国家和地方监管政策，都要求数据中心大力采用光伏发电、风力发电等清洁能源，通过自建分布式绿电、收购绿电站、专线绿电、购买绿证等方式利用清洁能源，逐步提升清洁能源利用率，实现数据中心的脱碳转型。2023 年 4 月，财政部、生态环境部和工信部共同印发绿色数据中心政府采购需求标准（试行），要求数据中心使用的可再生能源使用比例应逐年增加，到 2032 年可再生能源使用率达到 100%。提高数据中心能源使用效率，要在提高运行效率、降低电能利用效率 PUE 和水资源利用效率 WUE 的同时，最大程度实现节能减碳。通过建设分布式或集中式清洁能源项目，采用绿色回收技术等手段加快实现抵消或减少自身产生的二氧化碳排放，实现二氧化碳“零排放”。因此在数据中心设计阶段，需对清洁能源应用进行规划，如自建分布式新能源发电、外部输入清洁能源就地消纳、废热废冷能源再利用和余热对外输出等。143 3.水水资资源源利利用用采用水冷系统的数据中心，对水资源的消耗是巨大的。为了提升数据中心绿色发展水平，在规划设计阶段应当做好水资源利用规划，加大非传统水源利用，限定 WUE 的准入条件，安装用水计量，做好节水措施。金融业绿色数据中心在水资源利用方面的技术提升参考如下：一一是是设置用水远传计量系统，可参照建筑水表配置规范（DB11/T 17682020）要求对内部水表进行选型、配置和安装，并利用计量数据进行管网漏损自动检测、分析与整改。二二是是采用水冷系统的数据中心，宜采用加大集水盘、设置平衡管或平衡水箱等节水方式，避免冷却水泵停泵时冷却水溢出。二次供水系统的水池、水箱应设置超高水位联动自动关闭进水阀门的装置。三三是是数据中心用水设计时考虑采用非传统水源。宜使用中水、再生水，推进水资源循环利用，并对不同水源、不同用途进行水资源分项计量。4 4.绿绿色色节节能能技技术术降低PUE、充分利用清洁能源是双碳下数据中心的破局之路。需要不断推进新能源及新制冷方式等在数据中心的应用，推广节能降碳新技术及管理体系，增加氢能、储能、碳捕捉、冷却技术等建设工作。当前阶段数据中心主要能源结构是由电能组成，因此节能的首要任务是节省电能使用。从用能情况看，主要由场地15基础设施与IT基础设施组成，因此绿色技术应用规划可以从供配电系统、空调通风系统和IT设备3方面展开，主要涉及以下绿色技术应用：一一是是引入光伏发电等清洁能源以降低化石能源依赖性，并在数据中心侧建设储能系统来适配电网的波动性。供配电系统可采用高能效设备，如非晶合金变压器、一体化电力模块以实现节能节地的目标。电源设备选择具备休眠功能、超级旁路运行功能的高效 UPS 等，适应金融数据中心负载率下的高效运行需求。二二是是空调通风系统采用充分利用自然冷却的技术路线，如间接蒸发冷却、氟泵空调、液冷技术、磁悬浮变频离心式水冷机组等。创新使用 AI 技术对制冷系统的能效进行实时调优，优化数据中心的 PUE。采用模块化和合理气流组织的设计理念，通过模块机房、密闭冷通道或热通道来提升制冷系统的效率。三三是是采用更先进高效的 IT 设备，选用高转换效率电源模块，应用低功耗服务器技术、全闪存技术和超融合以太网络技术、虚拟化节能技术，实现用能侧的节能提升。（三三）架架构构设设计计1 1.建建筑筑与与布布局局在满足建筑使用功能的基础上，注重数据中心建筑与周围环境的有机结合。充分考虑用地规模、业务需求、外市电容量、规划要求、工艺要求、自然条件、市政条件等因素，再进行园区总体模块化设计。16为适应金融业务发展的长期性和阶段性特点，宜整体规划、分期建设数据中心基础设施。在建筑单体设计上，按照使用功能的要求，力求功能分区明确、平面紧凑、具有灵活性，可弹性扩展，提高建筑的使用效率。数据中心单体建筑按模块可分为电力、机房、空调和配套辅助 4 部分，其同样遵循模块化设计理念，采用标准化“模块化布局”的工艺平面方案，真正做到“高效通用、灵活布局”。数据中心平面设计阶段，在机房平面利用率最大化的前提下，应同时兼顾考虑单个防火分区面积、尽量提高平面利用率、空调送风距离最佳长度、各类管线按最短化原则水平设计、减少交叉等多方面因素。不同温度敏感性设备和不同功率设备宜根据不同的制冷、散热、保温等要求，聚类布局。通过优化柱网尺寸、层高与设备相匹配，选用节能、环保材料，同时提高装配率。实现工厂预制化，充分利用机房空间布局，增加装机效率。数据中心机柜采用模块化设计，减少现场交付工作量，实现数据中心建造过程绿色节能的同时关注环境保护。在数据中心建筑设计时，对影响环境的废水、废气、噪音进行有效处理。加强消防安全设计，建筑设计严格遵守国家有关建筑防火、消防设计规范，合理进行建筑防火分区划分，采取消防安全措施。数据中心围护结构的材料选择宜满足保温、隔热、防火、防潮、少产尘等要求。外墙、屋面热桥部位的内表面温度不可低于17室内空气露点温度。当数据中心主机房相邻房间的使用功能或使用时间与主机房不同时，宜按防结露要求采取必要的保温措施。主机房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。推广使用 LED 照明及高效荧光灯，采用智能照明控制系统，实现数据中心照明系统的节能。2 2.通通风风空空调调系系统统在通风空调系统架构设计时，应支持采用液冷、微模块、高密度节点、耐高温设备、余热利用等绿色节能技术。其中冷源系统宜考虑当地全年气候条件，选择合理架构，尽可能多地使用自然冷源或延长自然冷却时间，可采用蒸发冷却、风墙技术、氟泵空调、板式换热器等节能技术产品。空调冷水系统的循环水泵宜根据冷源系统结构进行设计。中小型和功能简单的工程可采用冷源侧定流量的一次泵定流量系统；系统较大、阻力较高，且各环路负荷特性或阻力相差悬殊时，宜采用在冷源侧和负荷侧分别设置一级泵和二级泵的二次泵系统；具有较大空调水泵节能潜力的大型系统，在确保设备的适应性、控制方案和运行管理可靠性的前提下，可采用冷源侧变流量的一次泵变流量系统。对于新建高功率密度机柜的数据中心，可采用液体冷却技术方案进行设计，设计方案要充分利用自然冷源，满足全年均可进行自然冷却的条件。采用水冷系统架构的数据中心可根据末端管路的具体形式18（环网/放射式）配备水力平衡的调节措施，可在每层总的供、回水主管安装静态或动态平衡阀，提升末端冷源流量稳定性。对空调水系统，可提高冷冻水供水温度及冷却水温度，提升系统效率。新建水冷系统，其设计冷冻水供、回水温度分别不低于 15和 21，并结合风墙、行级空调等高温水末端空调使用。宜选用板式换热器，可在温度较低时，冷冻水侧回水直接通过板式换热器降温后直接送到主机房内的空调末端，或经过冷水机二次降温后送到主机房内的空调末端。冷水机组冷却侧可支持低温运行功能，同时宜考虑过渡季混合制冷模式下冷水机组的安全稳定运行。各类新建数据中心设计时，宜规划热源利用，应采用余热回收技术。各类存量数据中心宜采用余热回收利用措施，通过自用、对外供热等方式加强余热资源利用。生活办公配套区域宜就近规划选址，避免余热利用的管道热力损失和传输损耗。3 3.供供电电系系统统数据中心供电系统架构设计时，可根据业务规划需求及当地电力资源确定容量及电压等级。可根据机房等级及功能用途，合理选择配电架构，采用双母线（2N）、分布式冗余（DR）和后备式冗余方式（RR）等供电架构，选择节能型供电设备，提高供电效率。规划设计清洁能源自发自用、接入清洁能源直流电源直供、本地储能等方式，提升清洁能源使用占比。在充分利用清洁能源19的同时，将光伏发电与建筑体相结合，即发即用，实现低压并网运行。变配电、UPS 等设备要设置在用电负荷中心，缩短供电半径，降低线路损耗。4 4.智智能能化化系系统统（1 1）专专业业类类监监控控专业类监控是数据中心智能化系统建设的底层，应具备数据采集、监控定位、故障回溯等功能。专业类监控采集信息具有高频率、高精度、全覆盖等特点。作为底层监控，其应当具备标准北向输出功能，实现统一集中监控。因此在设计阶段，需要制定专业类监控的采集频次、监控对象、网络分区、传输协议、接口标准等内容。（2 2）运运维维流流程程平平台台数据中心的运维管理应建立在完善运维流程平台的基础上，具体包含以下内容：一一是是以以制制度度管管理理作作为为数数据据中中心心运运维维管管理理的的基基石石。一切按照标准的流程和规范的制度进行管理，包含组织管理、运行管理、安全管理、资料管理、知识管理、危险品及废弃物管理、全生命周期管理、服务水平管理、审计管理等制度和流程。二二是是以以运运行行监监测测作作为为数数据据中中心心运运行行的的感感知知层层。运行监测内容应包含数据中心的环境监测、电力监测、容量监测、设备监测、消防监测、安防监测，其监测系统要求实时更新，同时具备报警20管理和统计报表功能。三三是是以以运运行行管管控控作作为为数数据据中中心心运运维维管管理理手手段段。应遵循制度管理的要求，结合智能运维工具平台和高素质人员进行的人机有序配合，完成高效、安全的运维管理工作，是数据中心持续运行的基本保障。运行管控应包含智能考勤排班管理、智能日常巡检管理、变更管理、事件管理、故障处理、报警管理、工单管理、施工管理、应急预案管理等内容。四四是是以以安安全全管管控控作作为为数数据据中中心心运运维维的的保保障障。应满足国家等级保护相关要求，包含智能访客管理（可利用访客管理系统结合生物识别技术进行管理）、智能门禁管理、智能视频管理（具备AI 跟踪识别功能、全覆盖功能）、防范区管理（结合人员权限、门禁管控、AI 视频或智能机器人进行活动区域管控）等技术防范措施。（3 3）能能耗耗监监测测平平台台国家“双碳”战略在数据中心行业大力推进及落实，金融数据中心面临严峻的挑战，数据中心综合能源管控措施可有效提高数据中心能源利用率，能源管控应从电能利用率、温湿度控制、建筑节能措施、空间使用率、水资源利用率、碳排放指标、IT设备负载率等方面综合控制。数据中心宜设置能耗在线监测系统，对数据中心进行持续、长期的测量和记录，为优化设备运行、加强能耗管理、进行能效分析和 PUE 计算等提供真实、可靠的数据支撑。21数据中心宜部署碳排放监测管理系统，具备碳排放量计算、统计、分析功能，能展示数据中心碳排放量、清洁能源使用率、碳汇交易量。通过对数据中心基础设施动力环境及 IT 基础架构的全面监控及分析，可采用人工智能技术，制定出最优策略对各系统进行实时控制，实现数据中心能耗优化。（4 4）智智能能运运维维平平台台数据中心智能运维平台由智能分析系统和数据中心管控系统构成，起到指挥控制作用，让数据中心更加智慧。智能运维平台建设由运维管理数据收集、运维管理数据分析工具平台、数据可视化展示平台和调优控制系统等组成。其中应重点关注运维管理数据收集规划设计，充分考虑数据采集频度、数据对象范围、时间周期对象存储等。智能分析系统应包含运行环境的分析、供电系统的分析、制冷参数的分析、安全防范的分析、设备性能分析、设备故障评估预警、安全评估分析，并根据分析内容及结果指导运维工作。三、建设改造本章节主要介绍了金融业绿色数据中心建造过程中所涉及的建筑、场地基础设施、IT 基础设施、虚拟化等节能措施和技术，最后介绍了工程实施与验收涉及的绿色节能相关工作。（一一）建建筑筑节节能能1 1.建建筑筑与与围围护护结结构构22外墙和屋面在设计围护结构中，除了部分剪力墙及框架梁为钢筋混凝土，填充墙砌体采用符合节能标准的混凝土砌块和屋面保温材料。屋顶采用节能构造，天窗面积尽量小，采用高效节能型窗，采取避免空气渗透的节能措施。数据中心模块对温湿度要求较高，为降低机房模块受外部条件影响，在建筑布局时将内区设置为机房模块，外侧设置环形走廊或辅助设备间、电池间。此种布局可充分保证模块内冷负荷的稳定，最大程度减少冷量损失，降低室外温度对机房区域的环境影响。2 2.预预制制装装配配式式箱箱式式数数据据中中心心采用预制模块化数据中心，将机柜系统、供配电系统、制冷系统、监控系统集成在预制箱体内，通过工程统一组装，现场拼接、堆叠，实现快速部署。该技术可以有效减少建筑垃圾，采用铅、铬等重金属含量少的环保设备和材料，实现可持续发展。建筑结构通过建筑力学仿真，荷载满足建设标准要求，支持多层堆叠，达到与楼宇数据中心同等效果。该技术环境适应性强，适合新建场景，可在40+55环境中应用。预制装配式箱式数据中心可以实现 5 层堆叠，满足 9 级抗震和 12 级抗风要求。在建设速度上具有优势，可以实现 6 个月交付千柜数据中心。具有低 PUE 和建筑生命周期低碳排放等优点。由于建筑和机电在工厂预制，现场后期调整的灵活性受限，因此需要在设计阶段统筹规划好机房的布局设计。233 3.预预制制装装配配式式钢钢结结构构建建筑筑预制装配式钢结构建筑是指利用在工厂中事先制造好的钢结构等作为主要的施工材料，将这些预制好的材料运输到施工现场并通过焊接或者螺栓紧固等方式进行组装和固定。预制装配式钢结构建筑物主要采用预制好的钢梁、钢柱等作为主要的框架承重材料。相对于传统的钢筋混凝土结构具有重量轻、抗震性能好以及结构跨度大等优点。与预制装配式箱式的建设方式相比，这种建设方式盖楼和机电建设依然是分开进行的，因此工程量和建设效率劣于预制装配式箱式数据中心，但在灵活性和后期扩展性上占优。（二二）场场地地基基础础设设施施节节能能1 1.绿绿色色通通风风空空调调系系统统（1 1）间间接接蒸蒸发发冷冷却却空空调调机机组组结合数据中心项目所在地气候条件，充分利用室外自然冷源，使用带自然冷却功能的数据中心制冷设备。间接蒸发冷却空调机组根据 IT 负载及室外环境工况，可实现不同运行模式（干模式、湿模式和混合模式）智能切换，最大化利用自然冷源，降低数据中心制冷系统能耗。间接蒸发冷却空调机组节能效果显著，技术成熟。其核心理念是最大化利用室外低温气流的循环来带走室内热量，减少压缩机开启的时间，因此间接蒸发冷却系统在年均气温越低的地方，节能优势越明显。根据气象数据分析，即使在韶关，每年仍然有2450%以上的时间可以利用室外自然冷源。但在高温高湿地区（如海南），则应当采用其他的节能制冷技术。（2 2）高高效效冷冷冻冻水水系系统统数据中心暖通系统采用新型节能技术，如变频冷水机组、磁悬浮冷水机组，相比传统冷水机组系统效率更高。此外采用板式热交换器，因地制宜利用室外自然冷源，进一步降低能耗。空调末端推荐采用风墙，实现更高的冷冻水供水温度和供回水温差，延长自然冷却时间，同时降低水泵功耗。水泵配置高效率电机，能效等级满足离心泵能效限定值及能效等级要求，水系统采用变频水泵，基于负载变化连续调节。水泵进出水温度采用大温差设计，通常选择 68。冷却塔采用变频控制系统，推荐选用节能型冷却塔，除了节能降耗，利用风能带动风机叶轮，进一步降低噪声污染。极致节能场景，可选用露点塔，使湿球温度无限逼近出水温度。数据中心配置蓄冷罐实现连续制冷，利用大型蓄冷罐，在低温时段通过冷却塔、板换直接向蓄冷罐蓄冷，挖潜利用自然冷源。通过使用 AI 能效调优技术，可以使冷冻水系统时刻运行接近最佳效率点。在新型节能制冷技术应用前，采用水冷系统作为空调解决方案仍是传统数据中心最为常用的方法。但是，该系统整体构成相对复杂，需要多次换热完成对室内热量的管理。在国内大部分区域，整体效率上劣于间接蒸发冷却、氟泵等技术。由于水冷系统在自然环境温度上的限制不多，因此在气候上对地域没有太多限25制，但是通过冷却塔进行散热会导致用水量巨大，对于一些缺水或者政策禁止将地下水用于数据中心制冷的区域不适合选用该技术。（3 3）氟氟泵泵技技术术对于中小数据中心机房或大型数据中心 UPS 间、电池室等，采用氟泵空调制冷，能最大化利用自然冷源。当室外环境温度较高时，系统工作在机械制冷模式。当环境温度较低时，系统运行在压泵模式，自然冷却时间加大。当环境温度更低时，系统运行在纯泵模式。氟泵空调系统如图 3-1 和图 3-2 所示。图 3-1 氟泵自然冷源系统示意图图 3-2 氟泵自然冷源节能运行示意图氟泵空调技术成熟，可用于新建、改建和扩建场景。262 2.绿绿色色供供配配电电系系统统（1 1）融融合合供供电电技技术术数据中心供配电系统可分为交流供电架构和直流供电架构，交流供电架构采用 UPS 为负载提供供电保护，直流供电系统架构采用高压直流（HVDC）为负载提供供电保护。在金融行业，交流供电架构仍然是当前的主流方案。供配电系统的构成包括 10kV 中压变压器、母联柜、输入配电柜、SVG 柜、UPS（或 HVDC）、输出配电柜等柜体，传统的建设方案通常采用各部件分别招标，到现场拼装的方式。这种建设方式在交付、占地、系统效率等方面的局限性促进了一体化融合供电技术的诞生。在交流供电架构系统中，通过高度融合的供电方案，将变压器、输入柜/旁路柜、UPS、UPS 输出柜等融合为电力模块产品。电力模块具有高密节地、高效节能、交付简单等特点。利用创新极简的设计理念，电力模块相比传统攒机方案可节省低压供配电系统的占地 40%以上，有效提升数据中心的出柜率。通过缩短配电链路，利用 UPS 或超级旁路运行模式，可实现 97.8%的链路效率15。通过工程产品化，施工界面简单，减少了现场制作电缆、布线、调测工作，交付时间明显缩短，有效确保交