金浩敏 何錦絲上海市機(jī)關(guān)事務(wù)管理局

上海市公共機(jī)構(gòu)綠色數(shù)據(jù)中心（機(jī)房）建設(shè)與用能狀況研究

金浩敏 何錦絲
上海市機(jī)關(guān)事務(wù)管理局

課題組選取20個(gè)具有代表性的調(diào)研對(duì)象,摸清全市公共機(jī)構(gòu)綠色數(shù)據(jù)中心(機(jī)房)現(xiàn)狀,結(jié)合全球發(fā)展趨勢(shì),提出相關(guān)對(duì)策與建議。

數(shù)據(jù)中心；管理制度；標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范

隨著信息化快速發(fā)展，全球數(shù)據(jù)中心建設(shè)步伐明顯加快，總量已超過300萬個(gè)，耗電量占全球總耗電量的比例為1.1～1.5%，其高能耗問題已引起各國(guó)政府的高度重視，并且將綠色數(shù)據(jù)中心建設(shè)，實(shí)現(xiàn)其能源利用效率最大化和環(huán)境影響最小化作為節(jié)能減排工作重點(diǎn)。此次課題研究，旨在深入貫徹落實(shí)黨的十八屆五中、六中全會(huì)精神，積極踐行綠色發(fā)展理念，推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)，為上海公共機(jī)構(gòu)“十三五”節(jié)能工作開好局，進(jìn)一步提高公共機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)中心能源利用效率，完善相關(guān)配套政策提供數(shù)據(jù)、理論及技術(shù)支撐。

1 綠色數(shù)據(jù)中心的基本概念及發(fā)展趨勢(shì)

隨著全球信息產(chǎn)業(yè)和信息技術(shù)的飛速發(fā)展，信息化建設(shè)已成為國(guó)家經(jīng)濟(jì)的重頭戲，信息化水平的高低已成為衡量一個(gè)國(guó)家全球競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)弱的重要指標(biāo)。但與此同時(shí)，數(shù)據(jù)中心的高耗能，與全球能源形勢(shì)日趨緊張、資源環(huán)境壓力日益增大的矛盾也逐步顯現(xiàn)。因此，采用創(chuàng)新技術(shù)建設(shè)新一代綠色數(shù)據(jù)中心及改造現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心，將成為信息化發(fā)展的一種趨勢(shì)。所謂綠色數(shù)據(jù)中心是指，具有規(guī)模化整合、綠色環(huán)保節(jié)能、高密度和高容量、負(fù)載動(dòng)態(tài)自適應(yīng)、可視和高度自動(dòng)化等特點(diǎn)的數(shù)據(jù)中心。綜觀國(guó)內(nèi)外研究，綠色數(shù)據(jù)中心逐步呈現(xiàn)出集約化、高密度機(jī)柜、模塊化、虛擬化、云存儲(chǔ)/云計(jì)算、人機(jī)分離智能化管理等發(fā)展趨勢(shì)。

2015年，我國(guó)發(fā)布了《工業(yè)和信息化部、國(guó)家機(jī)關(guān)事務(wù)管理局、國(guó)家能源局關(guān)于印發(fā)國(guó)家綠色數(shù)據(jù)中心試點(diǎn)工作方案的通知》，明確提出創(chuàng)建綠色數(shù)據(jù)中心的總體設(shè)想：注重能效提升與低碳環(huán)保并重，技術(shù)與管理并行的方針，但在實(shí)踐中，卻還有很大改善的空間。據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)顯示，預(yù)計(jì)到2020年，數(shù)據(jù)中心年均電能消耗量將占全球年均總電能消耗量的1%。反觀我國(guó)，近年來雖然數(shù)據(jù)中心發(fā)展迅猛，總量超過40萬個(gè)，但年耗電量卻超過了全社會(huì)用電量的1.5%，其中大多數(shù)數(shù)據(jù)中心的PUE普遍>2.0，與國(guó)際先進(jìn)水平相比，節(jié)能潛力巨大。

2 全市公共機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)中心的現(xiàn)狀及存在問題

為了摸清全市公共機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)中心現(xiàn)狀，課題組選取20個(gè)具有代表性的調(diào)研對(duì)象，包括11個(gè)市級(jí)機(jī)關(guān)、3個(gè)市屬高校、3個(gè)三甲醫(yī)院和3個(gè)其他公共機(jī)構(gòu)進(jìn)行實(shí)地調(diào)研。調(diào)研發(fā)現(xiàn)，全市公共機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)中心用電量約占整個(gè)建筑用電總量的10~30%左右，其比例根據(jù)不同建筑規(guī)模，機(jī)房面積及用途變化有所浮動(dòng)，對(duì)照國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，上海公共機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)中心的單位建筑面積能耗偏高，節(jié)能潛力較大。

此外，通過對(duì)各數(shù)據(jù)中心的業(yè)務(wù)類型、面積、圍護(hù)結(jié)構(gòu)、用能設(shè)備、能源計(jì)量情況、能耗及能效情況、能源管理現(xiàn)狀、廢舊設(shè)備回收情況、冗余潛力、遠(yuǎn)端控制等12個(gè)方面進(jìn)行對(duì)比研究，發(fā)現(xiàn)主要存在3方面問題：

（1）前期政策不細(xì)化

主要表現(xiàn)在建設(shè)分散和規(guī)劃無序上，因入駐時(shí)間或者信息化建設(shè)需求不同，公共機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)中心存在分散報(bào)批、分散建設(shè)的問題，甚至一幢建筑內(nèi)并存數(shù)十個(gè)數(shù)據(jù)中心，大大降低了空間利用率和能效水平；在調(diào)研中，還發(fā)現(xiàn)大部分公共機(jī)構(gòu)缺少對(duì)IT設(shè)備需求與業(yè)務(wù)需求關(guān)系的科學(xué)分析，缺乏對(duì)現(xiàn)有機(jī)房空間和機(jī)架排位的合理規(guī)劃、利用，導(dǎo)致部分?jǐn)?shù)據(jù)中心IT設(shè)備的保有量高于信息業(yè)務(wù)的實(shí)際需求，超出正常安全冗余度。

（2）管理措施不到位

管理權(quán)限不明，多頭管理現(xiàn)象突出。如機(jī)房通信設(shè)備歸單位信息部門管理，供配電、UPS、空調(diào)等設(shè)備卻歸工程部總務(wù)科管理，不同管理部門給節(jié)能目標(biāo)提出、節(jié)能措施落實(shí)帶來了較大難度；改造動(dòng)力不足，資金籌集困難。公共機(jī)構(gòu)屬財(cái)政撥款單位，能源成本壓力小，缺乏改造內(nèi)生動(dòng)力，甚至很多機(jī)房管理者常以保障業(yè)務(wù)需求或機(jī)房安全為由，人為設(shè)置障礙。加之節(jié)能改造需大量資金投入，動(dòng)輒百萬或千萬，在無專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)保障下，一般公共機(jī)構(gòu)只能“望而卻步”。

（3）人才技術(shù)不匹配

專業(yè)人員匱乏，大部分?jǐn)?shù)據(jù)中心僅關(guān)注機(jī)房設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行，極少關(guān)注節(jié)能增效。管理人員大多不具備節(jié)能知識(shí)和技能，部分設(shè)施設(shè)備實(shí)際已具備改造的需求和可能，卻無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)，提出可行性方案；計(jì)量網(wǎng)絡(luò)不完善，大部分公共機(jī)構(gòu)缺乏對(duì)數(shù)據(jù)中心用能現(xiàn)狀的分析，部分公共機(jī)構(gòu)未對(duì)數(shù)據(jù)中心各用能系統(tǒng)實(shí)施分項(xiàng)計(jì)量，導(dǎo)致數(shù)據(jù)不完整和低可信度，影響了公共機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)中心節(jié)能工作的全面深入推進(jìn)。

3 相關(guān)對(duì)策與建議

數(shù)據(jù)中心整體能耗水平與構(gòu)成數(shù)據(jù)中心各個(gè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)施息息相關(guān)，我們要堅(jiān)持從數(shù)據(jù)中心全生命周期各環(huán)節(jié)入手，以合理規(guī)劃為前提、以精準(zhǔn)建設(shè)為保障、以精細(xì)運(yùn)營(yíng)為落實(shí)，以持續(xù)優(yōu)化作改進(jìn)，以節(jié)能技術(shù)作支撐，多管齊下，真正做好數(shù)據(jù)中心的節(jié)能管理。

（1）加強(qiáng)政策引導(dǎo)，完善工作機(jī)制

1）以“全生命周期”理論指導(dǎo)相關(guān)配套政策的研究制定，重點(diǎn)強(qiáng)化對(duì)新建數(shù)據(jù)中心的前期規(guī)劃調(diào)研和建設(shè)方案評(píng)審，為高耗能數(shù)據(jù)中心改造提供政策引導(dǎo)，從建設(shè)、運(yùn)維、改造等多個(gè)管理環(huán)節(jié)為綠色數(shù)據(jù)中心創(chuàng)造有利的政策環(huán)境。各公共機(jī)構(gòu)管理層應(yīng)重視節(jié)能改造工作，設(shè)立專門管理部門，職能部門應(yīng)加強(qiáng)新建數(shù)據(jù)中心的前期規(guī)劃和審批。2）公共機(jī)構(gòu)管理部門應(yīng)逐步增強(qiáng)管理意識(shí)和管理能力，完善規(guī)章制度，將用能監(jiān)測(cè)、設(shè)備管理、環(huán)境評(píng)估、消防安全、人員管理、設(shè)備回收處置等內(nèi)容納入管理制度，并追蹤制度的執(zhí)行效果，強(qiáng)化執(zhí)行效果。3）將綠色數(shù)據(jù)中心建設(shè)納入節(jié)能目標(biāo)管理范疇，明確職責(zé)權(quán)限，落實(shí)責(zé)任到人、到崗。各單位根據(jù)目標(biāo)管理要求，制定節(jié)能改造和管理改進(jìn)的計(jì)劃方案，各級(jí)公共機(jī)構(gòu)節(jié)能主管部門應(yīng)當(dāng)完善定期考察制度，形成前期審批、中期監(jiān)督、后期評(píng)價(jià)全過程的閉環(huán)管理，確保相關(guān)政策要求落到實(shí)處、取得實(shí)效。

（2）創(chuàng)新工作模式，提升管理能力

1）轉(zhuǎn)變思路模式，以“政府主導(dǎo)、市場(chǎng)參與，集約高效、開放融合，規(guī)范有序、安全可檢”為原則，逐步轉(zhuǎn)變電子政務(wù)發(fā)展方式，充分運(yùn)用云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等理念、技術(shù)，建立市區(qū)兩級(jí)電子政務(wù)云平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)施共建共用、信息系統(tǒng)整體部署、數(shù)據(jù)資源匯聚共享和業(yè)務(wù)應(yīng)用有效協(xié)同。2）利用市場(chǎng)化手段，對(duì)既有機(jī)房改造，鼓勵(lì)采用合同能源管理模式。市區(qū)兩級(jí)節(jié)能主管部門建議設(shè)置專項(xiàng)資金，用于項(xiàng)目的實(shí)地踏勘、可行性研究及方案專家論證等工作，并擇優(yōu)選擇合同能源管理公司。同時(shí)，需激發(fā)主管部門積極性，打造主管部門、業(yè)主單位及節(jié)能服務(wù)公司“三位一體”的合作模式，實(shí)現(xiàn)效率和效益最大化。3）優(yōu)化運(yùn)維管理，一要嚴(yán)格規(guī)范操作流程，定期巡視設(shè)備運(yùn)行狀況，檢查關(guān)鍵設(shè)備及部件的可靠性，保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行；完善機(jī)房環(huán)境動(dòng)力監(jiān)控系統(tǒng)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)漏水、溫濕度異常及設(shè)備報(bào)警等情況；建立機(jī)房用能、環(huán)境、人員出入、設(shè)備更格等基本信息合賬制度；做好空調(diào)系統(tǒng)的維護(hù)保養(yǎng)工作，減少室內(nèi)冷氣外漏或室外熱量侵入。二要優(yōu)化運(yùn)行策略，加強(qiáng)對(duì)運(yùn)維管理人員的技能培訓(xùn)，鼓勵(lì)運(yùn)維管理人員根據(jù)實(shí)際情況，優(yōu)化完善管理策略，對(duì)提出合理化建議的管理人員給予一定獎(jiǎng)勵(lì)，激發(fā)其節(jié)能積極性。

（3）豐富改造手段，加大技術(shù)運(yùn)用

在數(shù)據(jù)機(jī)房節(jié)能改造中，加大對(duì)多樣化技術(shù)手段的運(yùn)用。1）在IT設(shè)備節(jié)能技術(shù)方面，建議采用芯片節(jié)能技術(shù)、刀片式服務(wù)器、大型機(jī)、虛擬化、靜態(tài)數(shù)據(jù)集中存儲(chǔ)、電子政務(wù)云等技術(shù)手段和產(chǎn)品。2）在電氣節(jié)能措施方面，建議采用UPS模塊化技術(shù)，或選用低負(fù)載時(shí)高效能的UPS。3）在照明系統(tǒng)節(jié)能措施方面，建議選擇高發(fā)光效率燈具作為數(shù)據(jù)中心的光源。燈具類型上可選擇配備開啟式或半開啟式直接型配光燈具。4）在空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能措施方面，通風(fēng)和空調(diào)設(shè)備建議采用高效節(jié)能型設(shè)備，采用安全可靠、高效的控制系統(tǒng)，自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的冷、熱供應(yīng)量。同時(shí)，合理規(guī)劃?rùn)C(jī)房?jī)?nèi)的冷熱通道，提高機(jī)柜散熱效果，阻擋冷熱氣體混流等。5）在建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能措施方面，屋頂應(yīng)為無透明且采取保溫措施，外墻宜采用蒸壓加氣混凝土砌塊，厚玻化微珠無機(jī)保溫砂漿外保溫設(shè)計(jì)。6）在機(jī)房智能控制節(jié)能措施方面，可積板采用PUE監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)空調(diào)、UPS、IT設(shè)備、照明和其它用能系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)分項(xiàng)計(jì)量，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)中心PUE值，分析歷史趨勢(shì)和異常情況，查找原因并加以分析。

4 結(jié)語

公共機(jī)構(gòu)節(jié)能是一項(xiàng)長(zhǎng)期的系統(tǒng)工程，需要科學(xué)完整的體系支撐和強(qiáng)而有力的機(jī)制保障。本課題的研究重點(diǎn)圍繞公共機(jī)構(gòu)綠色數(shù)據(jù)中心建設(shè)，希望通過現(xiàn)狀分析及對(duì)策研究，為上海公共機(jī)構(gòu)綠色數(shù)據(jù)中心建設(shè)提供現(xiàn)實(shí)路徑。也希望借此次課題研究，為健全和完善上海公共機(jī)構(gòu)節(jié)能管理制度、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范，提供參考和助力。

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