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國內外綠色數據中心能耗測量指標匯總

發布時間:2011.07.25 | 新聞來源:上海源和系統集成有限公司 | 瀏覽次數:
摘要:數據中心節能可以從數據中心建筑群體和數據中心設備設施能源效率兩個層面來衡量。在數據中心建筑群體節能體系方面,最具代表性的是美國LEED™綠色建筑認證體系;在數據中心設備設施能源效率方面,最具代表性的是綠色網格組織的PUE值評估。
  數據中心節能可以從數據中心建筑群體和數據中心設備設施能源效率兩個層面來衡量。在數據中心建筑群體節能體系方面,最具代表性的是美國LEED™綠色建筑認證體系;在數據中心設備設施能源效率方面,最具代表性的是綠色網格組織的PUE值評估。
我國綠色建筑評價體系
   綠色建筑是在全壽命周期內兼顧資源節約與環境保護的建筑。我國的綠色標識制度主要以《綠色建筑評價標識管理辦法》及《綠色建筑評價技術細則》為設計和評判依據,經專家和測評機構(中國綠色建筑與節能委員會)評審通過后,頒發“綠色建筑評價標識”。“綠色建筑評價標識”分為1、2、3星級,3星級為最高級別。我國香港地區主要施行《香港建筑環境評估標準》。該評價體系在借鑒英國BREEAM體系主要框架的基礎上,由香港理工大學于1996年制定。它是一套主要針對新建和已使用的辦公、住宅建筑的評估體系。該體系旨在評估建筑的整體環境性能表現。其中對建筑環境性能的評價歸納為對場地、材料、能源、水資源、室內環境質量、創新與性能改進六個方面的評價。
  隨著我國建筑節能的發展,相應的建筑節能法律法規和標識規范體系正在逐步建立。在法律和法規方面,2007年10月28日頒布了《中華人民共和國節約能源法》,并于2008年4月1日起正式施行。2008年7月23日國務院通過《民用建筑節能條例》,并于2008年10月1日起正式施行。隨后又正式頒布了《公共機構節能條例》。在法律和法規方面為建筑節能奠定了基礎。
  在建筑設計標準方面,建立了覆蓋全國三個氣候區的居住建筑和公共建筑的設計標準,包括《公共建筑節能設計標準》(GB50189—2005)、《民用建筑節能設計標準(采暖居住建筑部分)》(JGJ26—95)、《夏熱冬冷地區居住建筑節能設計標準》(JGJ134—2001,J116—2001)、《夏熱冬暖地區居住建筑節能設計標準》(JGJ75—2003,J275—2003)。這些標準為全面開展建筑節能工作奠定了基礎。尤其是《公共建筑節能設計標準》的頒布和實施,對我國公共建筑節能的推動和建筑節能工作的開展,對實現“節能減排”的國家戰略具有重要意義。
   在建筑節能驗收和運行管理方面,建立了《建筑節能工程施工質量驗收規范》(GB50411—2007)、《空調通風系統運行管理規范》(GB500365—2005)、《北方采暖地區既有居住建筑供熱計量及節能改造技術導則》、《國家機關辦公建筑和大型公共建筑能耗監測系統建設相關技術導則》等標準規范和技術導則,這些為推進建筑節能工作的驗收和運行管理提供了依據。
   在建筑節能和綠色建筑評價體系方面,試行《建筑能效測評與標識技術導則》制度,建筑能效標識制度作為建筑節能的推進器,對于提高建筑用能系統的實際運行能效,促進新型節能技術在建筑中的合理應用,有效減低建筑的實際運行能耗具有重要的作用。《建筑能效測評與標識技術導則》引用吸收了國際上建筑能效標識的成果和經驗,以我國現行建筑節能設計標準為依據,結合我國建筑節能工作的現狀和特點,適用于新建居住和公共建筑以及實施節能改造后的既有建筑能效測評標識方法。《建筑能效測評與標識技術導則》特點是強調建筑節能實際能耗和能效結果控制的測評制度。
    在總結近年來綠色建筑的實踐經驗,并借鑒國際綠色建筑評價體系的基礎上,2006年,我國頒布了第一部《綠色建筑評價標準》(GB/T50378—2006)。該標準是一部多目標、多層次的綠色建筑綜合評價體系,該體系從選址、材料、節能、節水、運行管理等多方面,對建筑進行綜合評價,其特點是強調設計過程中的節能控制。
    為了支撐現行的測評體系和設計標準,國家有關部門正在組織編寫和即將頒布的標準有:《公共建筑節能檢驗標準》、《節能建筑評價標準》、《公共建筑節能改造技術規程》、《集中供暖系統溫控與熱計量技術規程》等。這些都為我國新建建筑節能和既有建筑節能改造的規范化管理和實施奠定了很好的基礎。
國外綠色建筑評估體系
    目前國際上的綠色建筑認證體系主要有:LEED(美國)、BREEAM(英國)、CASBE(日本)、Blue Angel(德國、北歐)等。《綠色建筑評估體系》(Leadership in Energy & Environmental Design Building Rating System,LEED™)是目前世界各國建筑環保評估、綠色建筑評估及建筑可持續性評估標準中最完善、最有影響力的評估標準,已成為世界各國建立各自綠色建筑及可持續性評估標準的范本。
1) 美國綠色建筑評估體系LEED
    LEED™是自愿采用的評估體系標準,主要目的是規范一個完整、準確的綠色建筑概念,防止建筑的濫綠色化,推動建筑的綠色集成技術發展,為建造綠色建筑提供一套可實施的技術路線。LEED™是性能性標準,主要強調建筑在整體、綜合性能方面達到“綠化”要求。該標準很少設置硬性指標,各指標間可通過相關調整形成相互補充,以方便使用者根據本地區的技術經濟條件建造綠色建筑。
    LEED評估體系及其技術框架由五大方面及若干指標構成,主要從可持續建筑場址、水資源利用、建筑節能與大氣、資源與材料、室內空氣質量等方面對建筑進行綜合考察,評判其對環境的影響,并根據各方面指標綜合打分,通過評估的建筑,按分數高低分為白金、金、銀、銅4個認證級別,以反映建筑的綠色水平。
    雖然LEED為自愿采用的標準,但自從其發布以來,已被美國48個州和國際上7個國家所采用,美國俄勒岡州、加利福尼亞州、西雅圖市已將該標準列為法定強制標準加以實行,美國國務院、環保署、能源部、美國空軍、海軍等部門也已將其列為所屬部門建筑的標準,如美國駐中國大使館新館就采用了該標準。國際方面,加拿大政府正在討論將LEED作為政府建筑的法定標準。中國、澳大利亞、日本、西班牙、法國、印度等國都在對LEED進行深入研究,并在此基礎上制定本國綠色建筑的相關標準。
    截止到2009年9月,在美國和世界各地已有3855個工程通過了LEED評估,被認定為綠色建筑;另有25611個工程已注冊申請進行LEED綠色建筑評估;每年新注冊申請LEED評估的建筑都以20%以上的速度增長。凡通過LEED評估的工程都可獲得由美國綠色建筑協會頒發的綠色建筑標識。
    中國國家建設部目前也在借鑒LEED認證標準,現行的《綠色奧運建筑評估體系》、《中國生態住宅技術評估手冊》和上海通過的《綠色生態小區導則》也在一定程度上借鑒了LEED認證標準的內容。
2) 英國綠色建筑評估體系BREEAM
    BREEAM(Building Research Establishment Environmental Assessment Method)體系,是世界上第一個綠色建筑評估體系,由英國建筑研究所于1990年制定。BREEAM體系的目標是減少建筑物對環境的影響。體系涵蓋了包括從建筑主體能源到場地生態價值的范圍,包括了社會、經濟可持續發展的多個方面。這種非官方評估的要求高于建筑規范的要求,有效地降低了建筑對環境的影響。如今,在英國及全世界范圍內,BREEAM體系已經得到了各界的認同和支持。
3) 澳大利亞綠色建筑評估體系NABERS
     ABGRS(Australian Building Greenhouse Rating Scheme)評估體系由澳大利亞新南威爾士州的Sustainable Energy Development Authority(SEDA)發布,它是澳大利亞國內第一個較全面的綠色建筑評估體系,主要針對建筑能耗及溫室氣體排放進行評估。它通過確定參評建筑的“星值”來評定其對環境影響的等級。
4) 日本綠色建筑評估體系CASBEE
    CASBEE(建筑物綜合環境性能評價)方法,以各種用途、規模的建筑物作為評價對象,從環境效率定義出發進行評價。它試圖評價建筑物在限定的環境性能下,通過措施降低環境負荷的效果。CASBEE采用5分評價制度。
5) 德國可持續建筑認證體系DGNB
   德國可持續建筑認證體系,由德國可持續建筑委員會(DGNB)組織和德國建筑行業的專業人士共同開發。DGNB覆蓋了建筑行業的整個產業鏈,并致力于為建筑行業的未來發展指明方向。其2008年版僅對辦公建筑和政府建筑進行認證。
數據中心能源效率指標
1. PUE和DCiE
   當前,測量數據中心的能耗指標主要有:電能使用效率(Power Usage Effectiveness,PUE)和數據中心基礎架構效率(Data Center Infrastructure Efficiency,DCiE)。
   這兩種指標都考慮了數據中心的供電、散熱系統和IT設備所各自消耗的能量,得到了The Green Grid(綠色網格)組織的支持。這個組織是2006年為專門開發數據中心能效及生產力測量體系而組建的,具有一定的影響力。
The Green Grid 定義了這兩種指標的具體計算方式:
(1) PUE=數據中心總設備能耗/IT設備能耗,PUE是一個比率,基準是2,越接近1表明能效水平越好。
(2) DCiE=IT設備能耗/數據中心總設備能耗×100%,DCiE是一個百分比值,數值越大越好。
   根據The Green Grid的研究報告,測量數據中心IT設備能耗的最有效的方法是測量機房PDU(Power Distribution Units)的輸出電量,它表示出數據中心向服務器機柜輸送的總電力。
目前,PUE已經成為國際上比較通行的數據中心電力使用效率的衡量指標。據統計,國際上先進機房的PUE值可以達到1.7,而我國的PUE平均值則在2.5以上。特別是中小規模的機房,PUE值更高,測量數值普遍在3左右。這說明有大量的電能實際都被電源、制冷、散熱這些設備給消耗了,而用于IT設備的電能很少。
2. IT設備的能效比
IT設備能效比=IT設備每秒的數據處理流量/IT設備的能耗。
   IT設備主要是指服務器、存儲等設備。IT設備能效比越高,意味著IT設備每消耗單位電能,所能處理、存儲和交換的數據量越大。較高的IT設備能效比帶來的另一個好處是,可以大幅度地降低與數據中心機房配套的UPS和空調系統的容量及能耗,從而達到節能、節省投資和節省數據中心機房安裝面積的目的。因此,當用戶選擇服務器或存儲設備時,不僅需要了解各種產品在滿負荷運行時的能耗大小和效率高低,還要了解這些設備在輕負荷運行時的實際能耗和效率。
   目前,我國已將服務器的節能指標納入國家節能規劃體系中。它標志著我國在推進服務器節能方面已進入到一個嶄新的階段。
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