當我們回顧很多技術的發展歷程，就會發現，在那些取得了巔峰成就的地方，總是技術與藝術的完美結合。今天我們就一起深入了解最新的綠色數據中心基礎設施的設計和搭建——只要用心，技術離藝術并不遙遠……

現實需求和挑戰

綠色數據中心建設發展到現在，為加強綠色數據中心的管理，提高其效率，安全性和可靠性，大型、超大型綠色數據中心的建設需求逐漸增多。而過去綠色數據中心的設計、建設模式已經不再適應這種發展需求了。

目前，大型綠色數據中心建設面臨的主要挑戰有：

1、設計標準落后，基礎研究空白，缺乏統計數據。國內的相關設計，建設標準是93年的，和現實需求相比過于陳舊，最新的規范尚在推廣當中。用于指導電信行業的TIA-942規范并不一定對所有用戶適用。

2、綠色數據中心所要支持的業務系統的要求，企業IT架構設計與具體的基礎設施設計嚴重脫節。

3、設計、建造過多依靠經驗，缺乏科學的方法和工具。現有機房工程公司已難以支持，而國內的專業建筑設計院過去很少接觸綠色數據中心設計。4、技術經濟指標，節能措施缺乏計算和考慮，效率低下。

5、缺乏專業的工程管理。

6、設計、建設、運維各個階段脫節。綠色數據中心是專業性很強的工業建筑，運維方式直接對建筑設計提出要求，而運維方式又是由綠色數據中心所承載的業務類型，模式所決定的，所以各個環節要全面規劃。

設計綠色數據中心時需完全遵守現有國家標準，并廣泛參考國際標準，最佳實踐經驗以及GartnerInfrastructureMaturityMode。現在企業做綠色數據中心建設大部分都處于集中式階段，部分企業由集中式向標準化走。長遠上看，綠色數據中心基本上要往基于服務，虛擬化方向發展。

設計綠色數據中心時考慮的要點有：全生命周期設計。大型的獨幢樓的綠色數據中心與傳統的辦公樓改造綠色數據中心不同，其建筑壽命在50-60年，因此所要滿足的系統工藝要求要有明確的時間跨度，從綠色數據中心的規劃、設計、建設/改造、驗收/移交到日常運行，整個過程需要考慮15年左右的工藝時間跨度規劃。

做綠色數據中心設計時，需要分析綠色數據中心所承載的業務規模(所要滿足的應用、應用有多少種、應用覆蓋的范圍、人群、地域)、系統架構、網絡結構、設備種類。一個綠色數據中心投產時很少要求其滿足未來十左右的發展需求，那樣的話初始投資太高，但也不希望綠色數據中心投產后由于漏洞而需要升級，甚至停機改造。因此需提出投產時1-2年、投產后5-6年、8-10年三個階段的系統規模要求，由此反推工藝參數，并根據參數提出對建筑設計的要求，確定分階段建設、升級的關鍵點，以及基礎設施的配合升級計劃。

現在的綠色數據中心純裝機空間的規模都可能會達到一、兩萬平米，為提高其效率，需采用模塊化設計，根據應用級別的不同，在模塊建造時有所區別，降低成本。就現在的綠色數據中心設計建設來看，第一輪的模塊設計大多是按消防的硬性指標來劃分，而這種設計缺乏科學性，它沒能深入分析企業的各種應用和經濟技術指標。總體上來講，綠色數據中心的整個建筑需滿足T4要求，內部不同的模塊根據應用的不同、投資的差別要做一些不同的分析，各個模塊做好T3-T4的升級轉換。

另外需對不同的設備、機柜做一些獨立的空氣熱力學模型分析，并對未來5年設備的發展作耗能預測，并以此作為后面的工藝參數要求的基礎。比如說對于2kw-4kw的機柜，用傳統的機柜布置模式就可以實現。對于4kw-8kw的機柜，則可能需要采用一些特殊的機柜樣式和機柜布置模式(如封閉冷走廊、封閉熱走廊等)。而對于8kw-15kw的機柜則可能還需要一些更加特別的方式。所以對于不同的安裝階段，不同的裝機要求，需做好升級的準備，包括平面布置、裝修等。

目前現有的綠色數據中心基礎設施技術難以支持超過500w/平方米的耗電、散熱。電信行業已經有支持1000w/平方米的耗電要求。新的高密度刀片服務器推出的話，1000w/平方米的耗電將會是它的最基本的要求。

目前做的技術驗證型高密度綠色數據中心已經接近5000w/平方米的耗電。因此規劃新的綠色數據中心時，應充分考慮未來5年的新產品的技術走向和對環境的要求。但對高密度需持謹慎態度，不是所有的地方都需要去追求高密度，而高密度對空調的挑戰太大，為支持高密度在空調上的投入可能最終導致經濟效益指標下降。

傳統的熱量管理技術存在極限，企業應該根據自己的技術經濟指標來選擇合適的散熱密度。

現在的綠色數據中心建設大部分可能選擇Tire3起步，建設成本高。需要強調的是，綠色數據中心建設的Tire3、Tire4指標都是對基礎設施做的定義，綠色數據中心還是應該作為一個整體來考量其中的計算架構、存儲架構、網絡架構和物理設施架構之間的關系。

比如說如果基礎設施的可靠度只有三個9，則沒必要要求計算、存儲等達到四個9的要求。目前國內還沒有人在做整體的可靠性的研究，可靠性的模型、理論已應用在物理基礎設施的建筑設計、結構設計上，而在IT設計上則很少用到。總的來說，在分級和榮譽度的設計選擇上，需從整體上來考慮，因為這方面的投資可能非常驚人，也很可能帶來一些浪費。

在搭建綠色數據中心的時候，科學的設備布局也非常重要。其中包括有冷走廊、熱走廊、回風通路，冷熱需分開，防止互相污染。

大型綠色數據中心中的空調設計已不再能夠依靠經驗來進行了，而需要準確的知道綠色數據中心各點的溫度和濕度，出風口的出風量和風壓。采用計算流體力學軟件(CFD)對各個模塊整體進行模擬，不但可以精確分析、優化空調設計，對建筑布局、層高的設計也可以進行驗證、優化。

現在，節能已經是綠色數據中心設計建設中的一個重要內容，設計一個綠色數據中心時，需確定各種經濟技術指標要求和節能目標。就目前技術能力、工程可能性，建議UPS輸出功率與精密空調HVAC功率之比達到1:0.5-0.6。

采用先進的空調技術，建議考慮水冷卻配有自然冷卻系統的雙冷源節能型機房專用空調機組。在春、秋、冬季在室外溫度降低時，可以部分或全部停止壓縮機制冷循環系統的運行，靠室外冷空調冷卻干冷器內的乙二醇溶液，在通過水循環系統將冷卻的乙二醇溶液送到室內機房專業空調內用于冷卻室內空氣。下圖中綠色區域是可以采用該設備的區域。

最后需要強調的是，綠色數據中心應該全程設計，同步設計運維模式、管理流程，在建筑設計時充分考慮其要求，包括裝機、撤機、搬遷、巡檢、維修的流程。一個綠色數據中心即使別的技術指標很高，但如果運維、管理流程設計不當將會導致綠色數據中心出現很多的問題。