建筑节能技术在云计算数据机房的应用

萧闫子

  在云计算的潮流下，云计算数据中心具有超大规模和降低运维成本等特点。云计算数据中心机房的面积非常大，很多云计算数据中心就是一个单体建筑。同时由于市场竞争的压力，好的云计算数据中心必须是低运维成本的数据中心，如何构造绿色节能的云计算数据中心，也是云计算数据中心建设考虑的一个重点。
　　
　　 建筑节能就是节约建筑物的能源消耗，减少能源损失，提高能源利用率。建筑节能技术在满足舒适使用的前提下，采用新型保温围护结构、高效采暖空调、节能照明设备及利用可再生能源以达到节能的目的。根据云计算数据中心单体建筑和绿色节能的需要，很多建筑节能技术可以在云计算数据中心建设中借鉴和应用，促进云计算数据中心的绿色节能高效。
　　
　　一、建筑外形设计节能技术
　　
　　 建筑外形设计节能包括建筑格局朝向、外形结构设计、体形系数、表面面积系数设计等。建筑物的体形系数就是指建筑物与室外大气接触的外表面积A（m2）与其所包围的体积V（m3）的比值。外表面积中，不包括地面和不采暖楼梯间隔墙和户门的面积。在其他条件相同的情况下，建筑物耗热量指标随体形系数的增长而增长。研究表明，体形系数每增大0.01，能耗指标大约增加2.5％。从有利于节能出发，体形系数应尽可能地小。在相同体积的建筑中，以立方体的体形系数为最小。
　　
　　二、建筑围护结构节能技术
　　
　　 墙体采用岩棉、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温绝热材料以及复合墙体，降低外墙传热系数。
　　
　　 采取增加窗玻璃层数、窗上加贴透明聚酯膜、加装门窗密封条、使用低辐射玻璃（low-E玻璃）、封装玻璃和绝热性能好的塑料窗等措施，改善门窗绝热性能，有效阻挡室内空气与室外空气的热传导。
　　
　　 采用高效保温材料保温屋面、架空型保温屋面、浮石沙保温屋面和倒置型保温屋面等节能屋面。在南方地区和夏热冬冷地区屋面的采用屋面遮阳隔热技术。
　　
　　 适当的外遮阳布置，会比内遮阳对减少日射得热更为有效。有的时候甚至可以减少日射热量的70％－80％。外遮阳可以依靠各种遮阳板、建筑物的遮挡、窗户侧檐、屋檐等发挥作用。
　　
　　三、暖通空调系统节能控制技术
　　
　　 暖通空调系统的控制技术是对既有热网系统和楼宇能源系统进行节能改造、实现优化运行节能控制的关键技术。主要有三种方式：VWV（变水量）、VAV（变风量）和VRV（变容量），其关键技术是基于空调系统中“冷（热）源－输配系统－末端设备”各环节的物理特性的控制。
　　
　　四、热泵技术
　　
　　 热泵技术是利用低温低位热能资源，采用热泵原理，通过少量的高位电能输入，实现低位热能向高位热能转移的一种技术，主要有空气源热泵技术和水（地）源热泵技术。可以向建筑物供暖、供冷，有效降低建筑物供暖和供冷能耗，同时降低区域环境污染。
　　
　　五、新风处理及空调系统的余热回收技术
　　
　　 变新风量所需的供冷量比固定的最小新风量所需的供冷量少20%左右。新风量如果能够从最小新风量到全新风变化，在春秋季可节约近60％的能耗。对于新风量的大小，需要在舒适健康、经济环保和节约能源之间寻找到平衡点才是其节能的关键所在。通过全热式换热器将空调房间排风与新风进行热、湿交换，可实现空调系统的余热回收。
　　
　　六、相变储能技术
　　
　　 相变储能技术具有储能密度高、相变温度接近于一恒定温度等优点，可提供很高的蓄热、蓄冷容量，并且系统容易控制，可有效解决能量供给与需求时间上的不匹配问题。例如，在采暖空调系统中应用相变储能技术，是实现电网的“削峰填谷”的重要途径；在建筑围护结构中应用相变储能技术，可以降低房间空调负荷。
　　
　　七、太阳能一体化建筑
　　
　　 新能源是在新技术基础上系统地开发利用的一次能源，如太阳能、风能、生物质能、海洋能、地热能等，它们都属于可再生清洁能源。太阳能一体化建筑是当前太阳能利用的发展趋势。利用太阳能为建筑物提供生活热水、夏季空调，同时可以结合光伏发电技术为建筑物供电。
　　
　　八、照明节能技术
　　
　　 采用智能照明系统，实现按需照明；尽量利用自然光（顶部天窗，屋顶采光等）；推广使用节能灯，目前普遍使用的白炽灯的发光效率只有大约10％，荧光灯的发光效率约为30%-40％，而高效节能灯的发光效率则可达到70-80％。
　　
　　九、采用节能产品
　　
　　 购买和使用达到或者超出国家节能标准的空调、风机、水泵等节能产品。如采用变频空调，变频空调是根据房间空调负荷的变化对制冷机流量（VRV）进行调节来实现节能目的的产品。

　　十、结语
　　
　　 绿色数据中心是推广云计算服务的有力基石。建筑节能和数据中心机房节能有很多相通之处，两者在很多方面可以互相借鉴和利用，从而实现云计算数据中心更低的PUE值，降低运维成本，提高云计算服务的竞争力。来源：机房360