GB+40879-2021數(shù)據(jù)中心能效限定值及能效等級

ICS27.010CCSF01中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)GB40879—2021數(shù)據(jù)中心能效限定值及能效等級Mv國家市場監(jiān)督管理總局國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會ⅠGB40879—2021本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件由國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會提出并歸口。1GB40879—2021數(shù)據(jù)中心能效限定值及能效等級本文件規(guī)定了數(shù)據(jù)中心的能效等級與技術(shù)要求、統(tǒng)計范圍、測試與計算方法。本文件適用于新建及改擴建的數(shù)據(jù)中心，以及對采用獨立配電、空氣冷卻、電動空調(diào)的數(shù)據(jù)中心建筑單體或模塊單元，進行能耗計量、能效計算和考核。本文件不適用于邊緣數(shù)據(jù)中心。采用其他非電空調(diào)設(shè)備的數(shù)據(jù)中心可以參照本文件執(zhí)行。注：新建數(shù)據(jù)中心，是指建設(shè)單位按照規(guī)定的程序立項，新開始建設(shè)的數(shù)據(jù)中心。改建數(shù)據(jù)中心，是指建設(shè)單位將現(xiàn)有建筑改建成數(shù)據(jù)中心，或者將現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心機房重新改建成為新的數(shù)據(jù)中心。擴建數(shù)據(jù)中心，是指建設(shè)單位為了擴大數(shù)據(jù)中心的業(yè)務(wù)能力，對其進行增加數(shù)據(jù)中心機柜數(shù)量或提高機柜功耗等擴大業(yè)務(wù)能力建設(shè)的數(shù)據(jù)中心。邊緣數(shù)據(jù)中心，是指規(guī)模較小，部署在網(wǎng)絡(luò)邊緣、靠近用戶側(cè)，實現(xiàn)對邊緣數(shù)據(jù)計算、存儲和轉(zhuǎn)發(fā)等功能的數(shù)據(jù)中心，單體規(guī)模不超過100個標(biāo)準(zhǔn)機架。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T32910.1數(shù)據(jù)中心資源利用第1部分：術(shù)語GB/T32910.3數(shù)據(jù)中心資源利用第3部分：電能能效要求和測量方法GB50174數(shù)據(jù)中心設(shè)計規(guī)范GB50462數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施施工及驗收規(guī)范3術(shù)語和定義GB/T32910.1和GB/T32910.3界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1數(shù)據(jù)中心由信息設(shè)備場地（機房其他基礎(chǔ)設(shè)施、信息系統(tǒng)軟硬件、信息資源（數(shù)據(jù)）和人員以及相應(yīng)的規(guī)章制度組成的實體。3.2數(shù)據(jù)中心總耗電量維持數(shù)據(jù)中心運行所消耗電能的總和。注：包括信息設(shè)備、冷卻設(shè)備、供配電系統(tǒng)和其他輔助設(shè)施的電能消耗。3.3數(shù)據(jù)中心信息設(shè)備耗電量數(shù)據(jù)中心內(nèi)各類信息設(shè)備所消耗電能的總和。2GB40879—20213.4數(shù)據(jù)中心電能比統(tǒng)計期內(nèi)，數(shù)據(jù)中心在信息設(shè)備實際運行負載下，數(shù)據(jù)中心總耗電量與信息設(shè)備耗電量的比值。：表征數(shù)據(jù)中心電能利用效率(3.5數(shù)據(jù)中心能效限定值在規(guī)定的測試條件下，數(shù)據(jù)中心電能比的最大允許值。4能效等級與技術(shù)要求數(shù)據(jù)中心能效等級分為3級，1級表示能效最高。各能效等級數(shù)據(jù)中心電能比數(shù)值應(yīng)不大于表1的規(guī)定。表1數(shù)據(jù)中心能效等級指標(biāo)指標(biāo)能效等級數(shù)據(jù)中心電能比4.2技術(shù)要求數(shù)據(jù)中心能效限定值為表1中能效等級3級。5統(tǒng)計范圍5.1數(shù)據(jù)中心應(yīng)符合GB50174中的相關(guān)要求，建筑形態(tài)可以是一棟或幾棟建筑物，也可以是一棟建筑物的一部分。測量和評價的最小單元應(yīng)采用獨立配電、空氣冷卻、電動空調(diào)的數(shù)據(jù)中心建筑單體或模塊單元。對于幾棟建筑物組成的數(shù)據(jù)中心，應(yīng)按單體建筑，分開測量和評價。分期建設(shè)的數(shù)據(jù)中心至少應(yīng)按已建成可評價最小單元測量。5.2統(tǒng)計范圍為用于保障本數(shù)據(jù)中心運行的所有電能消耗量，包括信息設(shè)備、空調(diào)制冷設(shè)備，以及數(shù)據(jù)中心的其他所有輔助設(shè)施的耗電量，無論其來自市電、備用電源、可再生能源發(fā)電、燃氣發(fā)電及其他單位和設(shè)備所供應(yīng)。5.3應(yīng)采用測量儀器儀表對測算期內(nèi)數(shù)據(jù)中心的信息設(shè)備、冷卻系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)和其他輔助設(shè)施耗電量進行測量：a)信息設(shè)備包括但不限于：—數(shù)據(jù)計算處理設(shè)備：如服務(wù)器、工作站、小型主機、信息安全設(shè)備等；—數(shù)據(jù)交換處理設(shè)備：如交換機、路由器、防火墻、網(wǎng)絡(luò)分析儀、負載均衡設(shè)備等；—數(shù)據(jù)存儲處理設(shè)備：如磁盤存儲陣列、光盤庫存儲設(shè)備、磁帶存儲設(shè)備等；—輔助電子設(shè)備：如網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)、可視化顯示和控制終端等安裝在主機房內(nèi)的電子設(shè)備。b)冷卻系統(tǒng)包括但不限于：—機房內(nèi)所使用的末端空調(diào)設(shè)備：房間級、行級、機柜級、芯片級空調(diào)和機房溫度濕度調(diào)節(jié)設(shè)備等；3GB40879—2021—室外冷卻系統(tǒng)：風(fēng)冷、水冷、蒸發(fā)冷卻空調(diào)設(shè)備和空調(diào)制冷輸送設(shè)備等；—新風(fēng)系統(tǒng)：新風(fēng)機及送風(fēng)、回風(fēng)風(fēng)機、風(fēng)閥等。c)供配電系統(tǒng)包括但不限于：—變壓器、配電柜、發(fā)電機、不間斷電源(UPS或HVDC)、電池、機柜配電單元等設(shè)備。d)其他輔助設(shè)施包括但不限于：—照明設(shè)備、安防設(shè)備、滅火設(shè)備、防水設(shè)備、傳感器、數(shù)據(jù)中心建筑的管理系統(tǒng)等。6測試與計算方法測試時數(shù)據(jù)中心內(nèi)溫度、相對濕度和照度應(yīng)符合GB50174中的相關(guān)要求。測量儀器儀表的精度或準(zhǔn)確度應(yīng)滿足以下要求：—電能計量儀表：精度為1級；溫度測量儀表：準(zhǔn)確度為±0.5℃;照度測量儀表：不低于一級，相對示值誤差小于或等于±4%。6.2測試位置6.2.1耗電量測量點位置應(yīng)采用測量儀器儀表對耗電量進行測量，數(shù)據(jù)中心耗電量測量點的設(shè)置應(yīng)參照圖1中各測量點的位置要求。所安裝測量儀器儀表的位置應(yīng)便于對數(shù)據(jù)中心進行耗電量數(shù)據(jù)的采集和管理，應(yīng)便于獲取數(shù)據(jù)中心電能比所需的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)中心總耗電量的測量點應(yīng)取電能輸入變壓器之前，即圖1中的測量點1和測量點2電能消耗之和。為數(shù)據(jù)中心信息設(shè)備服務(wù)的冷卻系統(tǒng)、照明系統(tǒng)及監(jiān)控系統(tǒng)等輔助建筑及配套設(shè)備應(yīng)做電能測量，其電能測量點應(yīng)設(shè)置于配電系統(tǒng)中相應(yīng)的各個回路。匯總表示為測量點3、測量點4、測量點5,可用于分析各部分耗電情況。數(shù)據(jù)中心信息設(shè)備耗電量為各類信息設(shè)備用電量的總和，測量要求如下：a)當(dāng)列頭柜無隔離變壓器時，數(shù)據(jù)中心信息設(shè)備耗電量的測量位置為不間斷電源（例如UPS、HVDC等）輸出端供電回路，即圖1中的測量點6或測量點7。b)當(dāng)列頭柜帶隔離變壓器時，數(shù)據(jù)中心信息設(shè)備耗電量的測量位置應(yīng)為列頭柜輸出端供電回路，c)當(dāng)采用機柜風(fēng)扇作為輔助降溫時，數(shù)據(jù)中心信息設(shè)備耗電量的測量位置應(yīng)為信息設(shè)備負載供４GB40879—2021圖1數(shù)據(jù)中心耗電量測量點示意圖溫度數(shù)據(jù)中心室內(nèi)的溫度、相對濕度和照度測量點位置應(yīng)按照中的相關(guān)要求選擇。數(shù)據(jù)中心室外的溫度測點位置選擇距影響冷卻性能設(shè)備的迎風(fēng)面的中心位置，如果有多臺室外機，室外溫度為在多臺室外機測得的溫度的平均值，同時應(yīng)避免冷卻設(shè)備對溫度測量的影響。數(shù)據(jù)中心電能比設(shè)計值按照公式計算：式中：R—數(shù)據(jù)中心電能比設(shè)計值；—總耗電量的規(guī)劃設(shè)計值，單位為千瓦時·E—信息設(shè)備耗電量的規(guī)劃設(shè)計值，單位為千瓦時·。數(shù)據(jù)中心電能比數(shù)值測試方法按以下規(guī)定進行：在數(shù)據(jù)中心實際運行負載條件下，在一年內(nèi)選取若干不同時段，該時段應(yīng)至少包含１個表２所規(guī)定的ａ~ｅ特性工況點，分別連續(xù)測量數(shù)據(jù)中心總功率和信息設(shè)備功率。在制冷和信息系統(tǒng)穩(wěn)定狀態(tài)下，連續(xù)測量不小于其間多次測量的時間間隔不應(yīng)大于。測試期間，所5GB40879—2021測數(shù)據(jù)中心服務(wù)器數(shù)量以及冷卻和配電等基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備不得做變更，制冷模式不做切換。b)選取穩(wěn)定在表2的a~e特性工況點±2℃范圍內(nèi)測試條件下測得的功率為有效數(shù)據(jù)，對總功率和信息設(shè)備功率有效數(shù)據(jù)分別進行算術(shù)平均，得到該工況點對應(yīng)功率值。測算值測量和計算示例見附錄A。c)對于建有全年耗電量數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)，并配備有與本文件所要求精度相當(dāng)監(jiān)測設(shè)備的數(shù)據(jù)中心，應(yīng)在本文件所要求的測量點測量并記錄全年耗電量數(shù)據(jù)，并監(jiān)測兩個數(shù)據(jù)中心電能比數(shù)值：一是按本文件所要求的數(shù)據(jù)中心電能比測試工況和測試頻率，進行總功率和信息設(shè)備功率數(shù)據(jù)采集，用采集數(shù)據(jù)按公式(4)計算的數(shù)據(jù)中心電能比特性工況法測算值；二是用全年耗電量數(shù)據(jù)按公式(5)計算的數(shù)據(jù)中心電能比全年測算值。表2數(shù)據(jù)中心電能比測試工況特性工況點abcde數(shù)據(jù)中心內(nèi)側(cè)干球溫度℃18~27數(shù)據(jù)中心外側(cè)干球溫度℃5-5注：若某一特性工況點對應(yīng)的溫度分布系數(shù)為0,則無需測量該特性工況點下的功率數(shù)據(jù)。6.3.2.2總耗電量的校準(zhǔn)值總耗電量的校準(zhǔn)值按照公式(2)計算：E(2)式中：EC—總耗電量的校準(zhǔn)值，單位為千瓦時(kW·h);Pa~Pe—在表2中a~e工況條件下測算的數(shù)據(jù)中心總功率，單位為千瓦(kW);Ta~Te—溫度分布系數(shù)，具體數(shù)值按附錄B取值；全年小時數(shù)，單位為小時(h)。注：溫度分布系數(shù)Ta~Te表示每個特性工況點所代表的溫度區(qū)間在某地區(qū)全年溫度分布的時間占比。6.3.2.3信息設(shè)備耗電量的校準(zhǔn)值信息設(shè)備耗電量的校準(zhǔn)值按照公式(3)計算：E(3)式中：—信息設(shè)備耗電量的校準(zhǔn)值，單位為千瓦時(kW·h);—在表2中a~e工況條件下測算的數(shù)據(jù)中心信息設(shè)備功率，單位為千瓦(kW);Ta~Te—溫度分布系數(shù)，具體數(shù)值按附錄B取值；全年小時數(shù)，單位為小時(h)。注：溫度分布系數(shù)Ta~Te表示每個特性工況點所代表的溫度區(qū)間在某地區(qū)全年溫度分布的時間占比。6.3.2.4數(shù)據(jù)中心電能比測算值數(shù)據(jù)中心電能比測算值按照公式(4)、公式(5)計算：６GB40879—2021式中：R—按５個特性工況點方法測算的數(shù)據(jù)中心電能比特性工況法測算值；—總耗電量的校準(zhǔn)值，單位為千瓦時·E—信息設(shè)備耗電量的校準(zhǔn)值，單位為千瓦時·。式中：R—按全年耗電量測算的數(shù)據(jù)中心電能比全年測算值，無因次；E—全年耗電量測量值，單位為千瓦時·E—信息設(shè)備全年耗電量測量值，單位為千瓦時·。各等級數(shù)據(jù)中心的判定應(yīng)同時滿足以下兩個條件：數(shù)據(jù)中心電能比的設(shè)計值、特性工況法測算值和全年測算值（如有）均符合表１相應(yīng)等級的規(guī)定。數(shù)據(jù)中心電能比的特性工況法測算值和全年測算值（如有）應(yīng)小于設(shè)計值的倍。7GB40879—2021附錄A（資料性）數(shù)據(jù)中心電能比特性工況法測算值測量和計算示例A.1主要試驗參數(shù)的采集及處理按6.3.2.1的測試方法進行測試，應(yīng)采集的主要參數(shù)和處理方式見表A.1。表A.1主要實驗參數(shù)的采集及處理序號參數(shù)測量時間測量間隔數(shù)據(jù)處理1數(shù)據(jù)中心外側(cè)干球溫度/℃≥12h≤2min對采集得到的數(shù)據(jù)滿足表2中某個特性工況點(±2℃之間）的所有采集數(shù)據(jù)的平均值2數(shù)據(jù)中心外側(cè)濕球溫度/℃≥12h≤2min對應(yīng)數(shù)據(jù)中心外側(cè)干球溫度同時采集得到的數(shù)據(jù)的平均值3數(shù)據(jù)中心內(nèi)側(cè)干球溫度/℃≥12h≤2min對應(yīng)數(shù)據(jù)中心外側(cè)干球溫度同時采集得到的數(shù)據(jù)的平均值4數(shù)據(jù)中心內(nèi)側(cè)濕球溫度/℃≥12h≤2min對應(yīng)數(shù)據(jù)中心外側(cè)干球溫度同時采集得到的數(shù)據(jù)的平均值5數(shù)據(jù)中心信息設(shè)備實際運行負載/%≥12h≤2min對應(yīng)數(shù)據(jù)中心外側(cè)干球溫度同時采集得到的數(shù)據(jù)的平均值6信息設(shè)備消耗功率/kW≥12h≤2min對應(yīng)數(shù)據(jù)中心外側(cè)干球溫度同時采集得到的數(shù)據(jù)的平均值7數(shù)據(jù)中心總消耗功率/kW≥12h≤2min對應(yīng)數(shù)據(jù)中心外側(cè)干球溫度同時采集得到的數(shù)據(jù)的平均值注：表中的特性工況點指表2中對應(yīng)數(shù)據(jù)中心外側(cè)干球溫度a、b、c、d、e對應(yīng)下的工況點；對于a和e兩個特性點，當(dāng)所在城市溫度達不到35℃或-5℃的情況時，數(shù)據(jù)中心外側(cè)干球溫度為采集數(shù)據(jù)中“≥30℃”或“<0℃”所有數(shù)據(jù)的平均值。A.2計算示例以上海某一數(shù)據(jù)中心采集的數(shù)據(jù)為例，其測試數(shù)據(jù)如表A.2。表A.2上海某數(shù)據(jù)中心特性工況點下的測試數(shù)據(jù)序號參數(shù)a工況采集時間b工況采集時間c工況采集時間d工況采集時間e工況采集時間1數(shù)據(jù)中心外側(cè)干球溫度℃8GB40879—2021表A.2上海某數(shù)據(jù)中心特性工況點下的測試數(shù)據(jù)（續(xù)）序號參數(shù)a工況采集時間b工況采集時間c工況采集時間d工況采集時間e工況采集時間2數(shù)據(jù)中心外側(cè)濕球溫度℃-2.133數(shù)據(jù)中心內(nèi)側(cè)干球溫度℃4數(shù)據(jù)中心內(nèi)側(cè)濕球溫度℃5數(shù)據(jù)中心信息設(shè)備實際運行負載%6信息設(shè)備消耗功率kW7數(shù)據(jù)中心總消耗功率kW依據(jù)公式(2)計算數(shù)據(jù)中心總電能消耗量：E依據(jù)公式(3)計算數(shù)據(jù)中心信息設(shè)備年總電能消耗量：E依據(jù)公式(4)計算數(shù)據(jù)中心電能比特性工況法測算值：A.3數(shù)據(jù)中心電能比特性工況法測算值數(shù)據(jù)記錄要求在公布數(shù)據(jù)中心電能比特性工況法