從建筑的角度打造節能云數據中心

在云計算的潮流下，云計算數據中心具有超大規模和降低運維成本等特點。云計算數據中心機房的面積非常大，很多云計算數據中心就是一個單體建筑。同時由于市場競爭的壓力，好的云計算數據中心必須是低運維成本的數據中心，如何構造綠色節能的云計算數據中心，也是云計算數據中心建設考慮的一個重點。

建筑節能就是節約建筑物的能源消耗，減少能源損失，提高能源利用率。建筑節能技術在滿足舒適使用的前提下，采用新型保溫圍護結構、高效采暖空調、節能照明設備及利用可再生能源以達到節能的目的。根據云計算數據中心單體建筑和綠色節能的需要，很多建筑節能技術可以在云計算數據中心建設中借鑒和應用，促進云計算數據中心的綠色節能高效。

一、建筑外形設計節能技術

建筑外形設計節能包括建筑格局朝向、外形結構設計、體形系數、表面面積系數設計等。建筑物的體形系數就是指建筑物與室外大氣接觸的外表面積A （m2）與其所包圍的體積V （m3）的比值。外表面積中，不包括地面和不采暖樓梯間隔墻和戶門的面積。在其他條件相同的情況下，建筑物耗熱量指標隨體形系數的增長而增長。研究表明，體形系數每增大0.01，能耗指標大約增加2.5 ％。從有利于節能出發，體形系數應盡可能地小。在相同體積的建筑中，以立方體的體形系數為最小。

二、建筑圍護結構節能技術

墻體采用巖棉、玻璃棉、聚苯乙烯塑料、聚胺酯泡沫塑料及聚乙烯塑料等新型高效保溫絕熱材料以及復合墻體，降低外墻傳熱系數。

采取增加窗玻璃層、窗上加貼透明聚酯膜、加裝門窗密封條、使用低輻射玻璃（low-E 玻璃）、封裝玻璃和絕熱性能好的塑料窗等措施，改善門窗絕熱性能，有效阻擋室內空氣與室外空氣的熱傳導。

高效保溫材料保溫屋面、架空型保溫屋面、浮石沙保溫屋面和倒置型保溫屋面等節能屋面。在南方地區和夏熱冬冷地區屋面的采用屋面遮陽隔熱技術。

 適當的外遮陽布置，會比內遮陽對減少日射得熱更為有效。有的時候甚至可以減少日射熱量的70％－80％。外遮陽可以依靠各種遮陽板、建筑物的遮擋、窗戶側檐、屋檐等發揮作用。

三、暖通空調系統節能控制技術

暖通空調系統的控制技術是對既有熱網系統和樓宇能源系統進行節能改造、實現優化運行節能控制的關鍵技術。主要有三種方式：VWV （變水量）、VAV（變風量）和VRV （變容量），其關鍵技術是基于空調系統中“冷（熱）源－輸配系統－末端設備”各環節的物理特性的控制。

四、熱泵技術

熱泵技術是利用低溫低位熱能資源，采用熱泵原理，通過少量的高位電能輸入，實現低位熱能向高位熱能轉移的一種技術，主要有空氣源熱泵技術和水（地）源熱泵技術。可以向建筑物供暖、供冷，有效降低建筑物供暖和供冷能耗，同時降低區域環境污染。

五、新風處理及空調系統的余熱回收技術

變新風量所需的供冷量比固定的最小新風量所需的供冷量少20% 左右。新風量如果能夠從最小新風量到全新風變化，在春秋季可節約近60％的能耗。對于新風量的大小，需要在舒適健康、經濟環保和節約能源之間尋找到平衡點才是其節能的關鍵所在。通過全熱式換熱器將空調房間排風與新風進行熱、濕交換，可實現空調系統的余熱回收。

六、相變儲能技術

相變儲能技術具有儲能密度高、相變溫度接近于一恒定溫度等優點，可提供很高的蓄熱、蓄冷容量，并且系統容易控制，可有效解決能量供給與需求時間上的不匹配問題。例如，在采暖空調系統中應用相變儲能技術，是實現電網的“削峰填谷”的重要途徑；在建筑圍護結構中應用相變儲能技術，可以降低房間空調負荷。

七、太陽能一體化建筑

新能源是在新技術基礎上系統地開發利用的一次能源，如太陽能、風能、生物質能、海洋能、地熱能等，它們都屬于可再生清潔能源。太陽能一體化建筑是當前太陽能利用的發展趨勢。利用太陽能為建筑物提供生活熱水、夏季空調，同時可以結合光伏發電技術為建筑物供電。

八、照明節能技術

采用智能照明系統，實現按需照明；盡量利用自然光（頂部天窗，屋頂采光等）；推廣使用節能燈，目前普遍使用的白熾燈的發光效率只有大約10％，熒光燈的發光效率約為30%-40％，而高效節能燈的發光效率則可達到70-80 ％。

九、采用節能產品

購買和使用達到或者超出國家節能標準的空調、風機、水泵等節能產品。如采用變頻空調，變頻空調是根據房間空調負荷的變化對制冷機流量（VRV ）進行調節來實現節能目的的產品。

十、結語
    綠色數據中心是推廣云計算服務的有力基石。建筑節能和數據中心機房節能有很多相通之處，兩者在很多方面可以互相借鑒和利用，從而實現云計算數據中心更低的PUE 值，降低運維成本，提高云計算服務的競爭力。

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