電子信息系統機房的綠色設計標準及其與LEED認證標準的對比

姜 夙(山東同圓設計集團有限公司，山東濟南250101)

電子信息系統機房的綠色設計標準及其與LEED認證標準的對比

姜 夙(山東同圓設計集團有限公司，山東濟南250101)

本文依據山東省工程建設標準《綠色建筑評價標準》(DBJ/T 14-082-2012)及國家標準《綠色建筑評價標準》(GB/T 50378-2014)，對電子信息系統機房的綠色建筑電氣設計進行逐一介紹，并結合具體的電子信息系統機房項目，使讀者更清晰地了解設計的立足點。針對面向國際化客戶群體的大型電子信息系統機房，本文對LEED認證中與電氣相關的內容做了基本介紹。使建設使用單位或電氣設計人員結合自身需要和投資能力，選擇適合的綠色建筑電氣設計方案。

1 國家標準 《綠色建筑評價標準》 (GB/T 50378-2014)關于電氣專業的綠色建筑評價技術指標

此標準中沒有將建筑電氣單獨分章節介紹，而是在7類指標中分別體現。每類指標均包括控制項和評分項，評價指標體系統一設置加分項，相關內容整理如下。

1.1 節地與室外環境

室外夜景照明光污染的限制符合現行行業標準 《城市夜景照明設計規范》(JGJ/T 163)的規定，得2分。

1.2 節能與能源利用

1.2.1 控制項

1)不應采用電直接加熱設備作為供暖空調系統的供暖熱源和空氣加濕熱源。

2)冷熱源、輸配系統和照明等各部分能耗應進行獨立分項計量。

3)各房間或場所的照明密度值不應高于現行國家標準 《建筑照明設計標準》(GB 50034)中規定的現行值。

1.2.2 評分項

1)走廊、樓梯間、門廳、大堂、大空間、地下停車場等場所的照明系統采取分區、定時、感應等節能控制措施，評價分值為5分。

2)照明功率密度值達到現行國家標準 《建筑照明設計標準》(GB 50034)中規定的目標值，評價總分值為8分。主要功能房間滿足要求，得4分；所有區域均滿足要求，得8分。

3)合理選用電梯和自動扶梯，并采取電梯群控、扶梯自動啟/停等節能控制措施，評價分值為3分。

4)合理選用節能型電氣設備，評價總分值為5分，并按下列規則分別評分并累計。

(1)三相配電變壓器滿足現行國家標準 《三相配電變壓器能效限定值及能效等級》(GB 20052)的節能評價值要求，得3分。

(2)水泵、風機等設備，及其他電氣裝置滿足相關現行國家標準的節能評價值要求，得2分。

1.3 室內環境質量

1.3.1 控制項

建筑照明數量和質量應符合現行國家標準《建筑照明設計標準》(GB 50034)的規定。

1.3.2 評分項

1)主要功能房間中人員密度較高且隨時間變化大的區域設置室內空氣質量監控系統，評價總分值為8分，并按下列規則分別評分累計。

(1)對室內的CO2濃度進行數據采集、分析，

并與通風系統聯動，得5分。

(2)實現室內污染物濃度超標實時報警，并與通風系統聯動，得3分。

2)地下車庫設置與排風設備聯動的CO濃度檢測裝置，評價分值5分。

1.4 提高與創新

國家標準中還提出了 “提高與創新”，這部分內容為加分項，加分項的附加得分為各加分項得分之和，但不得高于10分。加分項中與電氣專業相關的內容只有一條:采用分布式熱電冷聯供技術，系統全年能源綜合利用率不低于70%，評價分值為1分。

1.5 分值計算

綠色建筑評價的總得分按式 (1)進行計算。

式中，Q1～Q7為評價指標體系7類指標評分項的得分；ω1～ω7為評分項的權重，按表1取值；Q8為加分項的附加得分。

表1 綠色建筑各類評價指標的權重

2 山東省建設標準 《綠色建筑評價標準》(DBJ/T 14-082-2012)關于電氣專業的綠色建筑評價技術指標

技術指標分為控制項和一般項。控制項為綠色建筑的必備條件，必須全部滿足；一般項為可選項，包括A類指標和B類指標。依據一般項滿足的總項數及滿足A類指標的項數分為三個等級。根據山東省相關文件規定，對10萬m2以上小區及公建類項目，必須最少申報一星級綠色建筑。下面對具體指標進行介紹。

2.1 控制項

1)采用效率高、能耗低、性能先進、耐用可靠、由綠色環保材料制成的電氣裝置。

2)合理選擇配變電所的位置，采取提高供電系統功率因數的措施。配變電所采取有效的減震降噪及電磁輻射屏蔽等安全防護措施。

3)各房間或場所的照明功率密度值不高于現行國家標準 《建筑照明設計標準》(GB 50034-2013)規定的現行值。

4)政府辦公建筑及大型公共建筑設置節能監測系統，并與建筑同步設計、安裝。

2.2 一般項

2.2.1 A類

1)建筑通風、空調、水泵、電梯等設備自動監控系統技術配置合理，系統高效運行。

2)地下車庫設置與排風設備聯動的CO檢測裝置。

3)各房間或場所的照明功率密度值不高于現行國家標準 《建筑照明設計標準》(GB 50034-2013)規定的目標值。

4)充分利用太陽能光熱、光電和熱泵等可再生能源利用技術，并設置可再生能源建筑應用數據監測系統。

2.2.2 B類

1)在設計方案階段制定合理的供配電系統。對于三相不平衡或采用單相配電的供配電系統，采用分相無功補償裝置。

2)結合技術條件和經濟電流合理選擇電力電纜截面，并符合 《電力工程電纜設計規范》(GB 50217)的規定。

3)采用高效照明光源、高效燈具和低損耗鎮流器等附件，并合理采用節能控制方式。

4)建筑內所有電梯使用節能型電梯，并采用節能控制方式。

5)智能化系統定位準確，信息網絡系統功能完善。

綠色建筑設計階段評價等級劃分的一般項項數要求見表2。

表2 綠色建筑設計階段評價等級劃分的一般項項數要求

3 某大型數據中心項目綠色建筑電氣設計分析

3.1 項目概況

本項目為某數據服務有限公司的服務外包基地Q地塊軟件外包研發項目。主樓4層，總建筑面積15 870.16m2。主樓一層包括出入口、設備房間 (變配電室、電信接入間、消防控制室、監控機房、空調機房等)、主機房及相應的動力支持區 (UPS機房、電池室等)；二、三層為主機房區，包括機房及其配套部分 (主要有鋼瓶間、UPS室、電池室、電氣間等)；四層除主機房區外，還有辦公區。本項目共12個模塊化機房，機柜數量約4 200臺。

3.2 綠色建筑電氣設計內容 (按照國家標準逐條進行介紹)

3.2.1 節地與室外環境 (建筑及照明設計避免產生光污染)

本工程的室外夜景照明按城市夜景照明的規劃進行設計，將照明的光線嚴格控制在被照區域內，限制燈光的干擾光，超出被照區域內的溢散光控制在15%之內。對夜景照明采用分時段運行，根據建設方要求，深夜時及時關閉除企業logo燈外的所有夜景照明，并滿足平日、一般節日、重大節日等的開燈控制模式。

3.2.2 節能與能源利用

1)控制項

(1)本工程供暖空調系統的供暖熱源采用城市熱源。

(2)電子信息系統機房的能源消耗主要包括機械消耗和電氣消耗。而電氣消耗包括IT設備使用UPS、PDU和RPP時耗費的所有電能。電氣系統包括通過UPS系統為服務器提供最終電源的主系統，其中包括通過靜態變送開關 (STS)和電源配送單元 (PDU)向服務器供電的電源、UPS電源 (通常效率為0.85～0.96)以及配電損失 (通常損失為1%～1.5%)。其他的電耗為照明用電和火災報警等的少量用電。怎樣做到綠色節能是需要研究的問題。本工程設有能耗監測系統，采集本樓電力、供熱及其他用能指標，電量分為照明插座用電、空調用電、動力用電和特殊用電四個分項分別存儲，并分別發送至上級數據中心和相關管理部門。實時記錄建筑物用能狀況，自動進行能耗數據處理，完成建筑能耗結構、建筑用能效率以及建筑節能潛力數據分析；實現建筑能耗數據的實時采集、有效傳輸和科學處理；為建筑的節能降耗提供技術平臺。系統圖見圖1。

(3)各房間或場所的照明密度值低于現行國家標準 《建筑照明設計標準》(GB 50034-2013)中規定的現行值。具體數值詳見表3。

圖1 設備能源監測管理系統

表3 所有場所的照度值、功率密度值

2)評分項

(1)設備機房、辦公、衛生間、庫房及各種管井等處的照明采用就地設置照明開關控制，單燈單控或按平行外窗控制；大堂、公共照明等場所采用智能控制系統；應急照明采用智能型疏散指示照明系統，火災時由消防控制中心自動控制點亮相關部位應急照明燈；樓梯間內燈具采用聲光控開光控制。

(2)照明功率密度值達到現行國家標準 《建筑照明設計標準》(GB 50034-2013)中規定的目標值。詳見表3計算值。

(3)電梯的控制柜由廠家配套，須選擇帶有變頻等智能控制的產品。電梯采用群控控制系統(EGCS)，可按程序結合分時段控制等手段實現集中調控，提高電梯調度的靈活性，減少乘客等候時間，并達到節能的目的。

(4)本工程選用SG(B)13-RL環保、節能型變壓器，變壓器自身損耗大大降低。其容量為1 600kVA，空載損耗為1 760W，負載損耗為10 240W，均低于 《三相配電變壓器能效限定值及能效等級》中的干式配電變壓器能效等級二級評價值要求。機房內配置保障電源，至少配置N＋1的UPS電源，確保市電中斷以后，設備能正常運行。并配置了6＋1臺柴油發電機，以避免因市電中斷時間過長造成的不良后果。采用高功效UPS，增加了UPS效率，降低了損耗。

本工程主要選擇刀片服務器和高性能的PC服務器。既降低了設備數量，又減少了投資成本和能耗。采用集散式直接數字DDC控制系統，對空調系統內各種設備啟/停機運行進行自動化管理，控制中心設于弱電管理室。室內風機盤管及空調室內機設有調速開關，可以手動控制風機三速開關和風機啟/停。排污泵采用液位傳感器控制，根據水位情況控制水泵的啟/停。衛生間排風機采用軸流風機聯動控制啟/停。

3.2.3 室內環境質量

1)控制項

根據場所的不同，主要光源選用三基色高光效節能T5直管熒光燈、金鹵燈、電子式節能熒光燈等，顯色指數Ra≥80，色溫范圍為2 800K～5 000K。選用高效節能型燈具，配有能效高、光線舒適、維護成本低的電子鎮流器，其統一眩光值不大于19。燈具效率不小于表4所列值。

表4 燈具效率表

2)評分項

對本建筑主機的集中控制和管理采用KVM切換系統，監測和控制主機房和輔助區的空氣質量，確保環境滿足電子信息設備的運行要求。主機房和輔助區內有可能發生水患的部位應設置漏水檢測和報警裝置。對空氣中CO2濃度、溫度、相對濕度、壓差在線檢測或通過數據接口將參數接入機房環境和設備監控系統中，及時報警。其系統原理圖如圖2。

圖2 KVM切換系統

除此之外，還在多功能廳、運營中心等人員密集場所設置CO2空氣質量探測器，監視空氣質量。通過場景的設置，可以在CO2等有害氣體濃度過高時，聯動風機等設備，進行實時地排風透氣，也可自主聯動相關傳感器，開啟或關閉門窗、空調等。其系統圖詳見圖3。

3.2.4 小結

綜上所述，本項目電氣專業綠色建筑設計評價得分，按公式 (1)得出:

3.3 綠色建筑電氣設計內容 (按照山東省標準進

行介紹)

圖3 風機CO2監測配電系統圖

本工程中的綠色建筑電氣設計符合山東省標準。由于山東省綠建標準中電氣專業為單獨的一項內容，要求較為明確，且與國家標準也基本吻合。故按表格形式列出達標情況，不再逐一介紹。詳見表5。

表5 山東省綠色建筑標準電氣專業達標一覽表

3.3.1 控制項

本工程選用SG(B)13-RL環保、節能型變壓器，變壓器自身損耗大大降低。其繞組接線采用D，yn-11型式，有利于抑制高壓側3次及3n次諧波電流，減少諧波所產生的能耗和溫升。

使用低煙無鹵型電線、電纜代替常用的聚氯乙烯電線、電纜，單位面積載流能力得以提高，減少銅的使用量，節約資源。火災燃燒時，該類電纜不產生有毒氣體，對人體及環境危害小。

通過負荷計算，利用需要系數法確定變壓器容量，根據本工程用電負荷性質與特點，合理選擇技術參數好的高效、低耗變壓器。其繞組接線采用D，yn-11型式，有利于抑制高壓側3次及3n次諧波電流，減少諧波所產生的能耗和溫升。

本工程采用10kV供電，變配電室設在主樓一層，既深入負荷中心又方便設備運輸，縮短低壓配電線路長度，減少電壓損失，降低線路損耗。各變壓器低壓側采用無功功率自動補償的措施，補償后功率因數不小于0.95。并配置諧波治理裝置，提高設備運行可靠性，以防止電源污染，達到節能和環保的目的。

機房采用有線系統作為通信的基礎，減少綜合布線系統對散熱的影響。機房線纜選擇6A類/ EA級的雙絞線和50/125μm、850nm工作波長優化多模光纜 (OM3)。相對銅纜而言，基于光纖的10GBase-SR節省了85%左右的能耗，減少了約1.8t/年的碳排放。本工程選用了高密度配線架，可以在同樣的空間內提供高達48個或72個標準的RJ-45端口；盲板是安裝在機柜內用于阻隔機柜中的空閑空間，起到美觀與分隔機柜內冷、熱空氣的作用，同樣降低了機房的制冷能耗；通過智能布線系統，將網絡連接的架構及其變化自動傳給系統管理軟件。

以上已能達到控制項內的編號1、2標準，編號3、4已在國家標準分析中有明確介紹，不再贅述。

3.3.2 一般項

航空障礙燈選用太陽能光伏電源型燈具，根據室外光照及時間自動控制，節約能源。各變壓器低壓側采用無功功率自動補償的措施，補償后功率因數不小于0.95。并配置諧波治理裝置，提高設備運行可靠性，以防止電源污染，達到節能和環保的目的。合理選擇線纜截面及敷設路由，降低線路損耗。

以上已能達到一般項內編號8、9、10的標準，編號5、7、11、12、13已在國家標準分析中有明確介紹，不再贅述。編號6中提到地下車庫空氣檢測，本工程無地下部分，但在主機房內設計了空氣監測系統，故筆者認為也應判定達到標準。

3.3.3 小結

綜上所述，本項目電氣專業綠色建筑設計評價等級為三星級，詳見表6。

表6 本項目電氣專業綠色設計星級達標情況表

4 LEED認證的評估標準 (電氣)

4.1 綠色選址

1)室內照明:對于有直接光照入的透明或半透明的維護結構中的非應急燈具必須使用遮陽設施 (通過自動裝置來控制和關閉，使得在上午11:00到下午5:00的時間段內透光率不到10%)。

2)場址和建筑物室外照明所配置的燈具在場址周界上產生的水平、垂直照度不大于0.20d，并且在周界外4.572m(15英尺)范圍的水平照度不大于0.01cd。

此條達標情況:達標。采用智能照明系統，設定若干模式達到節能效果。選用全截角燈具、低反射表面和小角度點式燈作為室外照明燈具，以降低光污染。

4.2 室內環境品質

1)安裝永久性監控系統，確保通風系統符合設計最小要求。所有監控系統配置報警裝置，當氣流值或CO2濃度超過設定點的10%時給出報警，報警可通過樓宇自控系統對建筑用戶給出視覺或聲音報警。

此條達標情況:達標。在本文3.2.3中已做詳細介紹。

2)為至少90%的用戶提供單獨照明控制，使其可通過調節達到工作需要和期望。為所有多用戶公共空間提供照明系統的控制，使其可調節到符合公共的需要和期望。

此條達標情況:達標。在本文3.2.2中已做詳細介紹。

5 結束語

通過對具體電子信息系統機房項目設計的研究，發現不論是國家標準、地方標準還是國際普遍公認的LEED標準，電氣專業在實現綠色建筑設計中起到了至關重要的作用。例如機柜的擺放方式、照明光源、機房窗戶設置等細節，充分體現了對節能環保的關注。在初期設計中對配電系統合理性、智能化、能耗管理及所選用的產品等方面滿足綠建的標準，就能為后期建設方申報綠建等級提供很大便利。現在國家大力開展綠色建筑行動，以綠色、循環、低碳理念指導城鄉建設。因此，加大對綠色建筑的研究，具有深遠的現實意義。

[1] 中華人民共和國住房和城鄉建設部.綠色建筑評價標準(GB/T 50378-2014)[S].北京:中國建筑工業出版社，2015.

[2] 綠色建筑評價標準 (DBJ/T 14-082-2012)[S].濟南:山東省住房和城鄉建設廳，2013.

[3] 中華人民共和國住房和城鄉建設部.民用建筑綠色設計規范 (JGJ/T 229-2010)[S].北京:中國建筑工業出版社，2011.

[4] 中華人民共和國工業和信息化部.電子信息系統機房設計規范 (GB 50174-2008)[S].北京:中國計劃出版社，2009.

Green Design Standards of Electronic Information System Room and the Comparison with LEED Authentication

Jiang Su

結合某大型電子信息系統機房，對其遵循的國家、省級綠色建筑標準及國際LEED標準進行逐一介紹，并對每一項綠色建筑電氣設計標準的實現給出具體設計方案。

綠色建筑 建筑電氣 電子信息系統機房 LEED認證

Combined with a large electronic information system room，the national and provincial green building standards and LEED standards which the project achieved are introduced individually，and the specific designs of each green building electrical standard are put forward.

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