数据中心制冷与空调设计标准T／CECS487-2017

1总 则

1 总 则

1.0.1 为使数据中心制冷与空调设计选用技术先进、经济合理、安全适用、节能环保的技术设施，让数据中心内安置的电子信息设备能够安全、稳定、可靠、节能地运行，制定本标准。
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1.0.1 随着电子信息技术的不断创新发展以及人民日益提高的物质文化需求，越来越多的企业逐渐意识到数据处理、存储和交换对企业的价值影响重大，数据已经逐渐成为企业最重要的资产，数据中心也已成为企业的核心部门，数据中心正处于快速发展的时期。
数据中心内安置了大量的电子信息设备，在运行过程中需要大量散热，散热不良易导致机柜或机房内温度迅速提高。过高的温度将使电子元器件性能劣化，往往会出现故障，或者降低使用寿命。因此，数据中心需要设置以全年制冷为主的空调系统，才能保证数据中心的正常运行。此外，空调系统的能耗较高，直接影响到PUE的数值和运行阶段的维护成本，采用合理可行的制冷与空调系统，对整个机房的节能效果也具有重要意义。
总之，制冷与空调系统在数据中心运行过程中持续消耗能源，如何通过合理选择系统优化设计使其在安全可靠的同时，能够降低能耗，对推动绿色数据中心的建设必将发挥巨大作用。

1.0.2 本标准适用于新建、改建或扩建数据中心制冷与空调系统的设计。
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1.0.2 某些场所虽然也布置了电子信息设备，但热密度很低或人员密集，与数据中心的以处理电子信息设备散热为主的制冷与空调系统是不同的，该类场所不在本标准覆盖的范围。

1.0.3 数据中心制冷与空调系统的设计，除执行本标准的规定外，尚应符合国家现行的有关标准的相关规定。

2术 语

2 术 语

2.0.1 数据中心 data center

    为集中放置的电子信息设备提供运行环境的建筑场所，可以是一栋或几栋建筑物，也可以是一栋建筑物的一部分，包括主机房、辅助区、支持区和行政管理区等。
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2.0.1 本标准定义的数据中心是以建筑空间为电子信息设备提供运行环境的场所，不包括室外以集装箱、车辆、船舶等装置为电子信息设备提供运行环境的场所。

2.0.2 主机房 computer room

    主要用于数据处理设备安装和运行的建筑空间，包括服务器机房、网络机房、存储机房等功能区域。
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2.0.2 数据处理包括数据计算、存储、交换和传输等，数据中心就是一台大型计算机。主机房除可按服务器机房、网络机房、存储机房等划分外，对于面积较大的机房，还可按不同功能或不同用户的设备进行区域划分。如服务器设备区、网络设备区、存储设备区、甲用户设备区、乙用户设备区等。

2.0.3 支持区 support area

    为主机房、辅助区提供动力支持和安全保障的区域，包括供配电室、柴油发电机房、不间断电源系统室、电池室、空调机房、动力站房、消防设施用房等。

2.0.4 辅助区 auxiliary area

    用于电子信息设备和软件的安装、调试、维护、运行监控和管理的场所，包括进线间、总控中心、消防和安防控制室、拆包区、备件库、打印室、维修室等区域。

2.0.5 电能利用效率(PUE) power usage effectiveness

    表征数据中心电能利用效率的参数，其数值为数据中心内所有用电设备消耗的总电能与所有电子信息设备消耗的总电能之比。

2.0.6 冗余 redundancy

    重复配置系统的部分或全部部件，当系统发生故障时，冗余配置的部件介入并承担故障部件的工作，由此延长系统的平均故障间隔时间。

2.0.7 N-基本需求 base requirement

    系统满足基本需求，没有冗余。

2.0.8 N＋X冗余 N＋X redundancy

    系统满足基本需求外，增加了X个组件、X个单元、X个模块或X个路径。任何X个组件、单元、模块或路径的故障或维护不会导致系统运行中断(X＝1～N)。

2.0.9 连续供冷 continuous cooling

    为了保证发热量较高的主机房及不间断电源间等房间能维持稳定的温度，需为制冷与空调系统设置必要的措施，保证供冷连续，系统不因市电中断、冷机重启等事件发生冷却中断。

2.0.10 蓄冷罐 thermal energy tank

    一种水蓄冷设施，利用水在不同温度时密度不同的特性，通过布水系统使不同温度的水保持分层，从而避免冷水和温水混合造成冷量损失，达到蓄冷目的，通常包含水罐本体、布水器、液位计、测温元件、保冷层、爬梯、栏杆和防雷装置等。

2.0.11 热／冷通道 cold／hot aisle

    将机架面对面、背对背成列摆放，机架面与面之间的通道称为冷通道，机架背与背之间的通道称为热通道。机架内的电子信息设备自带风扇从冷通道取风，吸热后将热风排入热通道。

2.0.12 机械制冷 mechanical refrigeration

    根据热力学第一、第二定理，利用专用的技术设备，在机械能、热能或其他外界能源驱动下，迫使热量从低温物体向高温物体转移的热力学过程称为机械制冷。

2.0.13 自然冷却 free cooling

    在气象条件允许的情况下，利用室外空气的冷量、而不需机械制冷的冷却过程称为自然冷却。

2.0.14 部分自然冷却 partial free cooling

    在气象条件允许的情况下，利用室外空气的冷量进行部分冷却、冷量不足部分由机械制冷补充的冷却过程称为部分自然冷却。

2.0.15 水侧自然冷却 water-side free cooling

    在气象条件允许的情况下，利用室外空气对载冷流体(冷冻水或添加了乙二醇的冷冻水)进行冷却、而不需机械制冷的冷却过程称为水侧自然冷却。水侧自然冷却属于间接自然冷却，与室外低温空气仅进行热交换，不进行质交换，室外空气不会直接进入电子信息设备所在的区域。

2.0.16 空气侧(风侧)自然冷却 air-side free cooling

    在气象条件允许的情况下，利用室外空气对载冷空气进行冷却而不需要机械制冷的冷却过程称为风侧自然冷却。空气侧(风侧)自然冷却分为直接风侧自然冷却和间接风侧自然冷却：①直接风侧自然冷却过程中，室外空气携带冷量直接进入电子信息设备所在的区域，吸取设备散热量后再次排风至室外，热交换和质交换会同时发生；②间接风侧自然冷却过程中，循环风与室外空气仅进行热交换，不进行质交换，室外空气不会直接进入电子信息设备所在的区域。

2.0.17 机房空调 computer room air conditioner

    专为电子信息机房服务的空调机组称为机房空调，功能上可以支持主机房全年散热的要求，能够维持电子信息设备机房温度、湿度、空气洁净度以及维持空气循环等。机房空调包括风冷直膨机房空调、水冷直膨机房空调和冷冻水机房空调等。

2.0.18 风冷直膨机房空调 air-cooled direct expansion air conditioner

    空调机组本身自带压缩机，其制冷系统中液态制冷剂在蒸发器盘管内直接蒸发(膨胀)实现对盘管外的空气(即空调室内侧空气)吸热而制冷，其制冷系统中气态制冷剂通过室外空气冷却为液态。

2.0.19 水冷直膨机房空调 water-cooled direct expansion air conditioner

    空调机组本身自带压缩机，其制冷系统中液态制冷剂在其蒸发器盘管内直接蒸发(膨胀)实现对盘管外的空气(即空调室内侧空气)吸热而制冷，其制冷系统中气态制冷剂通过水(或水与乙二醇混合溶液)冷却为液态。

2.0.20 冷冻水机房空调 computer room air handler(chilled water)

    机房空调机组本身不带压缩机，冷却盘管内载冷剂为冷冻水(也可为冷冻水与乙二醇混合溶液或其他介质)。

2.0.21 风冷式冷冻水系统 air-cooled chilled water system

    风冷式冷冻水系统是冷冻水制备的一种方式，主要由风冷冷水机组及配套设施组成。风冷冷水机组制冷系统中的液态制冷剂在其蒸发器盘管内直接蒸发(膨胀)实现对盘管外的冷冻水吸热而制冷，其制冷系统中气态制冷剂通过风冷的方式冷却为液态。

2.0.22 水冷式冷冻水系统 water-cooled chilled water system

    水冷式冷冻水系统是冷冻水制备的一种方式，主要由水冷冷水机组及配套设施组成。水冷冷水机组制冷系统中液态制冷剂在其蒸发器盘管内直接蒸发(膨胀)实现对盘管外的冷冻水吸热而制冷，其制冷系统中气态制冷剂通过水冷的方式冷却为液态。

2.0.23 蒸发冷却 evaporative cooling

    液体在蒸发成气体过程中会吸热，从而降低周围温度起到冷却作用，这一热力过程就是蒸发冷却。条件适宜时，数据中心可采用水蒸发冷却的制冷方式，让水流接触干热空气，发生汽化，吸收热量，降低温度。

3基本规定

3 基本规定

3.0.1 数据中心内舒适性或其他功能用的供暖、通风、制冷与空调系统应符合现行国家标准《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB 50736和《工业建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB 50019的相关规定。
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3.0.1 数据中心作为一个完整的工程项目，有时也会设置其他功能用的制冷与空调系统(如舒适性空调系统)，也会存在非数据中心专用的供暖和通风系统(如走廊和楼梯间需要设置的防排烟系统、辅助间需要设置的供暖系统等)，这些内容应符合现行国家标准《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB 50736和《工业建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB 50019的相关规定，本标准不再赘述。
而数据中心工艺需要的供暖、通风、制冷与空调等系统，需要满足电子信息设备及其配套设施的运行需求，其参数、功能、运维方式等要求与常规的工业或民用建筑并不完全相同，因此还需要执行本标准的相关要求。

3.0.2 数据中心制冷与空调系统应根据电子信息设备的通风和环境要求特性、所在地区的气象条件、能源状况和价格等条件、节能环保和安全要求等因素，并结合国家节能减排和环保政策的相关规定，对可行方案进行技术经济比较，综合论证确定。
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3.0.2 数据中心的用途、规模、设计参数、机架密度、房间形状、气流组织等要求不同，当地气象资源和能源条件不同，可以采用的制冷与空调方式也不同，初期投资成本和运行成本也会不同，对可行方案进行技术经济比较，综合论证确定，是为了在满足使用要求的前提下，做到初期投资节省、系统运行经济、资源使用充分、能源利用效率高。
数据中心的空调系统需要全年制冷，选择自然环境清洁，环境温度较低的区域更有利于节约能源。这与传统的制冷与空调系统有很多不同，运维管理难度也有很大差别，同时还需要兼顾电力、通信、交通等条件，才能选择出更节能、更经济或对管理更有利的技术方案。

3.0.3 数据中心制冷与空调系统应与数据中心的整体建设要求协调统一，应与近期建设规模和远期发展规划协调一致，应为施工安装、操作运行、维修检测以及安全保护、设备搬运等提供便利条件。
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3.0.3 数据中心往往会采用一次规划、分期投入的建设方式，项目的分期计划、性能要求、节能目标、建设弹性都应采用相同的原则，制冷与空调系统作为组成之一，其配置也应与之一致，避免出现各个子系统不匹配、分期不一致等现象，无法满足使用要求。
受分期和不同设备使用寿命不同的影响，数据中心的生命周期内通常会经历多次设备变更，包括电子信息设备变更、机电故障设备的拆除、新增设备就位等一般建设工程不多见的环节，除常规的设计考虑外，数据中心的设计还需要为制冷与空调设备预留出变更的可行条件，包括操作维护空间和运输通道等。

3.0.4 数据中心制冷与空调系统应满足数据中心的等级要求，符合现行国家标准《数据中心设计规范》GB 50174的相关规定。
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3.0.4 数据中心承载的电子信息业务的重要程度不同，数据中心拥有者的资金实力、抗风险能力不同，就会对数据中心的性能等级要求不同，其基础设施的架构、投资费用也会有较大差别。所以，选择合适的数据中心性能等级，对数据中心建设的决策者意义重大。等级要求过高，会造成投资和运行费用偏高。要求过低，又可能无法满足业务需求，造成较大损失。
现行国家标准《数据中心设计规范》GB 50174对数据中心涉及的各个子系统都有指导原则，是数据中心基础设施建设的强制性标准，数据中心的设计应予以遵守。该规范根据数据中心的使用性质和数据丢失或网络中断在经济或社会上造成的损失或影响程度，将数据中心划分为A、B、C三级，A级为“容错”系统，可靠性和可用性等级最高；B级为“冗余”系统，可靠性和可用性等级居中；C级为满足基本需要，可靠性和可用性等级最低，这种划分方式既参考了国际通用的数据中心等级划分原则，又兼顾了本国国情，在我国已经得到了广泛的认可。
其中，数据中心制冷与空调系统是保障电子信息设备运行的必要设施，数据中心安置的电子信息设备一旦失去冷却系统，机房温度就会攀升，引发服务器性能降低或发生故障，甚至引起宕机等重大事故。同样，不间断电源系统设备间、核心网络间等房间的空调故障，管路故障或冷源故障也会引起网络设备、不间断电源设备的故障停机，也有引发电子信息设备中断的风险，数据中心制冷与空调设施属于支持电子信息设备稳定运行的关键系统，需要满足相应的级别要求。
为主机房及辅助区服务的通风系统、新风系统、加湿系统、给排水系统、排风系统、冷冻水的补水系统、冷冻站的排风系统、水处理系统等设施的故障不会马上引起服务器的宕机或中断，此类设施的配置原则应以满足需要、安全节能为主，发生故障或维修时，不应降低制冷和空调系统的性能。

3.0.5 灾备数据中心制冷与空调系统不宜低于主数据中心的性能等级要求。

3.0.6 数据中心的不同区域可以采用不同的性能等级，各自承担不同的信息系统业务。对应的制冷与空调系统，不应低于该区域的性能等级的要求。
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3.0.6 数据中心的建设是为了满足该企业信息系统业务的需求。同一企业往往拥有多种信息系统业务形式，不同业务有不同的等级需求，可以设置在不同的区域内。数据中心应结合业务，采用多层级配置，避免不必要的浪费。
数据中心制冷与空调系统的配置对系统故障率、初投资和运维成本、维护的便利程度等多方面都有影响，建设者可以根据实际情况，对不同子系统配备不同的等级。但不得低于数据中心的等级要求。
通常，数据中心基础设施各组成部分宜按照相同等级的技术要求进行设计，当各组成部分按照不同等级进行设计时，数据中心的等级按照其中最低等级部分确定。因此，数据中心的空调系统，应该和数据中心的性能等级匹配，不能低于数据中心的性能等级的要求，才能保证数据中心业务的连续性要求。否则会对数据中心的可靠性和等级评判造成不利影响。

3.0.7 C级机房的制冷与空调系统应符合下列规定：

    1 数据中心制冷与空调系统应满足最大散热需求。

    2 制冷与空调系统及其供配电、输配管路等设施发生故障或需要维护时，可以中断电子信息设备的运行。
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3.0.7 C级机房属于运行可以中断的数据中心，不宜承载特别重要的业务。其制冷与空调系统配置应满足正常运行的需要，容易受到有计划和非计划活动的影响，存在许多单点故障。在每年履行的预防性维护和维修期间，基础设施应该全部关闭。紧急情况可能要求频繁的关闭。有计划的运行维护、操作错误和现场基础设施组件自发的故障将导致数据中心的中断。
采用风冷直膨机房空调的冷却系统，需要配置满足需求的空调设备。
设有集中冷源的空调系统，冷源、空调设备、输配路径都可不设冗余，满足需求即可。
采用冷冻水系统的C级机房，制冷与空调系统架构见图1，图2(仅为举例，并未穷举所有方式。满足C级机房性能要求的制冷与空调架构也可采用其他方式)。

图1 C级机房制冷与空调系统架构图(一二级泵系统)

3.0.8 B级机房的制冷与空调系统不得低于C级机房的配置，且应符合下列规定：

    1 数据中心制冷与空调设施应设置冗余，在设备冗余能力范围内，设备故障不会影响电子信息设备的正常运行。

    2 制冷与空调设施的供配电、输配管路等装置故障或需要维护时，可以中断电子信息设备的运行。
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3.0.8 现行国家标准《数据中心设计规范》GB 50174规定，电子信息系统运行中断将造成较大的经济损失或公共场所秩序混乱的数据中心等级为B级。

图2 C级机房制冷与空调系统架构图(一级泵系统)
B级机房的制冷与空调系统配置会受到有计划和非计划活动的影响，但在冗余设备范围内，可以减少中断的可能性。B级机房的空调系统通常只有一个单线的分配路径。维护输送路径和部分无冗余的组件时会引起数据中心的中断。
采用风冷直膨机房空调或风侧自然冷却机组时，每套空调都可以独立完成制冷功能，空调之间没有必须存在的联系。不会涉及供回水管路的问题。为满足B级机房的性能要求，需要配置冗余的空调设备。
设有集中冷源的空调系统，制冷与空调设备需要设置冗余，输配冷量的管段和阀门以及为其服务的供配电、自控等设施可不设冗余。
采用冷冻水系统的B级机房，制冷与空调系统架构见图3、图4(仅为举例，并未穷举所有方式。满足B级机房性能要求的制冷与空调架构也可采用其他方式)。

图3 B级机房制冷与空调系统架构图(一二级泵系统)

3.0.9 A级机房的制冷与空调系统不得低于B级机房的配置，且应符合下列规定：

    1 数据中心制冷与空调设施应设置冗余，任一组件故障或维护时，不应影响电子信息设备的正常运行。

    2 数据中心制冷与空调设施的供配电系统、输配管路应设置冗余，任一组件故障或维护时，不应影响电子信息设备的正常运行。

    3 A级机房的空调系统宜设置连续供冷设施。

    4 数据中心需要分期部署时，应有技术措施避免新增设备和管路影响已有电子信息设备的正常运行。
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3.0.9 A级机房的制冷与空调系统的配置，应符合下列规定：
1 现行国家标准《数据中心设计规范》GB 50174规定，电子信息系统运行中断将造成重大的经济损失或公共场所秩序严重混乱的数据中心等级为A级。
这类数据中心的空调系统不应有单点故障、单一事件，不应对电子信息设备的运行产生影响。支持电子信息设备运行的空调系统的任一组件(包括空调系统自身，以及为其服务的冷源、供配电等系统)都可以从服务中拆除或测试，这种维护不会造成供冷中断或供冷不足，不会对电子信息设备的运行产生影响。这一功能可

图4 B级机房制冷与空调系统架构图(一级泵系统)
通过设备和分配路径的冗余来实现。维护期间则可能会降低数据中心的性能。
采用风冷直膨机房空调或风侧自然冷却机组时，每套空调都可以独立完成制冷功能，空调之间没有必须存在的联系。不会涉及供回水管路的问题。
设有集中冷源或水冷直膨机房空调的水系统，输配冷水的管段和阀门需要设置冗余，确保任一组件维护，不会引起供冷中断或制冷不足，不会导致电子信息设备的运行中断。
采用冷冻水系统的A级机房，其制冷与空调系统架构可按图5、图6(仅为举例，并未穷举所有方式。满足A级机房性能要求的制冷与空调架构也可采用其他方式)。
图中所示管段和阀门的设置是为了满足数据中心性能等级的需要，维持制冷与空调系统正常操控的阀门并未全部显示。
某些特别重要的数据中心的冷源还会采用2N配置，实现数据中心的冷却功能，其系统架构见图7。

图5 A级机房制冷与空调系统架构图(一二级泵系统)

图6 A级机房制冷与空调系统架构图(一级泵系统)

图7 设有两套冷源的A级机房制冷与空调系统架构图
设有集中冷源的A级机房，其主机房空调设施，阀门、设备、管路也可以有多种方式组合，其配置方式见图8(仅为举例，并未穷举所有方式。满足A级机房性能要求的机房空调架构也可采用其他方式)。
图中所示管段和阀门的设置是为了满足数据中心性能等级的需要，维持制冷与空调系统正常操控的阀门并未全部显示。
某些特别重要的数据中心还可采用2N空调或N＋1的双盘管空调配置，实现主机房的散热，其配置方式见图9(仅为举例，并未穷举所有方式。满足A级机房性能要求的机房空调架构也可采用其他方式)。
2 为满足A级机房的性能要求，为制冷与空调设施服务的输配管路、供配电系统也需要设有冗余设备和路径，确保任一组件维护，不会引起供冷中断或制冷不足，不会导致电子信息设备的运行中断。
3 供电中断时，通常需要启动柴油发电机，冷机也会重新启

图8 A级机房空调系统管路示意图

图9 A级机房双盘管空调系统和双套空调管路示意图
动，逐渐恢复正常供冷。在这个过程中，如果没有连续供冷设施，就会导致制冷中断或冷量不足(不同产品，不同系统架构会影响中断时间的长短)。设置连续供冷设施，就是为了保证供电中断或其他事故发生时，制冷不会中断。
采用冷冻水系统的数据中心，实现连续制冷的措施包括：冷源系统设置蓄冷装置(通常蓄冷时间不小于不间断电源设备的供电时间)，控制系统、末端冷冻水循环泵、空调末端风机由不间断电源供电。
风冷直膨机房空调采用不间断电源供电时，也可实现连续供冷。
设有蓄冷罐的A级机房的冷源系统，其系统架构见图10(仅为举例，并未穷举所有方式。满足A级机房性能要求、设有蓄冷罐的冷源系统也可采用其他方式)。

图10 设有蓄冷罐的A级机房制冷与空调系统架构图

4室内外设计计算参数

4 室内外设计计算参数

4.0.1 主机房的运行环境应满足电子信息设备的使用要求，设备不确定时，应满足表4.0.1的要求。

表4.0.1 主机房电子信息设备环境要求

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4.0.1 数据中心的主机房是集中放置的电子信息设备的建筑场所，其运行环境的设定，应该满足电子信息设备的要求，不宜受人员舒适性要求以及非电子信息设备要求影响，但需满足操作者的健康和安全等条件。
数据中心的环境参数是按照现行国家标准《数据中心设计规范》GB 50174的相关条款。
机房处于推荐的环境参数，可以满足电子信息设备对环境的要求，对电子信息设备在可靠性、能耗、使用性能、寿命等方面更有利，是主流数据中心能接受允许温湿度范围。
环境温湿度超出推荐值，就有可能出现服务器的性能下降、服务器寿命缩短、运行噪声过大等不良影响，当数据中心安置的电子信息设备不会发生或可以接受这些不良影响时，制冷与空调系统又能节约更多能耗时，环境温湿度可以放宽到允许值。
还有一些从业者具备改变服务器散热设计的能力，可以进一步扩大服务器的环境范围，某些定制服务器的送风温度甚至可以放宽到5℃～45℃，机房散热也因此拥有了更多的节能选择。全球范围内，几乎所有的超低能耗的数据中心都是改变了服务器的设计，放宽了服务器的运行环境要求才实现的超低PUE。此类机房的环境虽然超出了推荐和许可的温湿度范围，也应被认可，可以参照标准中满足电子信息设备要求为前提的相关内容。
同温度要求很类似，湿度范围和含尘量要求过于严格，会增加加湿、除湿、过滤的功耗，不利于节能，过于宽泛，又会引发静电、凝露、短路、气体腐蚀加剧等风险，也需要平衡决策，选择合理的控制范围。
当机柜或机架采用冷热通道分离方式布置时，主机房的环境温度和露点温度应以冷通道的测量参数为准；当电子信息设备未采用冷热通道分离方式布置时，主机房的环境温度和露点温度应以电子信息设备进风区域的测量参数为准。
电子信息设备停机时，主机房也应该保持一定的环境温度和相对湿度。“停机”是指设备已经拆除包装并安装，但未投入运行或停机维护阶段。

4.0.2 主机房的运行环境应满足电子信息设备使用要求，并宜提高电子信息设备的进风温度。
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4.0.2 过去，数据中心的环境要求往往更注重于电子信息设备的性能和效率。数据中心往往运行在较低的温度环境中。
随着科技进步和时代发展，数据量快速增长，数据中心的规模也越来越大，支持电子信息设备运行的电力、空调等系统的能耗在逐年上升，数据中心能耗成本日益凸显，已经引起广泛关注。
电子信息设备对运行环境的要求对节能的影响至关重要。较高的温度设定点，无疑可以增加很多节能手段的应用，特别是自然冷却使用的时间和方式，对降低能耗有利，应该推行。
当然，如果环境温度设定值过高，可能会对服务器的寿命、性能、噪声、污染物腐蚀程度等多方面造成不利影响，制冷系统发生故障时，电子信息设备从制冷中断到出现热点甚至宕机的时间也会缩短(具体与电子信息设备的功率密度、机柜部署等多因素相关)，这些风险也是需要顾及的。
此外，对于某些电子信息设备，特别是旧设备，随着进风温度的升高，风扇功耗可能会出现显著的增加。此时还应验证电子信息设备增加的能耗，是否低于冷却系统节省的能耗。

4.0.3 电池间的环境应满足房间内所有设备的使用要求，设备不确定时，电池间的温度参数应为20℃～30℃，且不得结露。
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4.0.3 环境温度是影响电池容量及寿命的主要因素，按现行行业标准《通信用阀控式密封铅酸蓄电池》YD／T 799的要求，蓄电池宜在环境温度20℃～30℃的条件下使用。当采用其他类型的蓄电池时，环境温度可根据产品要求确定。

4.0.4 数据中心内无人值守的辅助房间如介质库、备品备件间、储存间等，应满足需要安置的设备和器材的要求，位于严寒或寒冷地区的数据中心，房间仅要求防冻时，室内防冻设计温度应为5℃。

4.0.5 数据中心内有人值守的辅助房间如值班室、监控室、应急指挥中心等，其室内设计参数除应满足需要安置设备和器材的使用要求，还应满足人员的舒适性要求。
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4.0.5 有人员的房间除了需要考虑电子信息设备的需要，还要满足人体对周围环境的温度、相对湿度、风速和辐射热等热环境条件的适应程度，并结合我国的经济情况，考虑人们的生活习惯和衣着情况等因素，本着保证工作人员的舒适性和提高工作效率的原则，按舒适性环境要求确定室内参数。

4.0.6 空调系统的新风量应取下列两项中的最大值：

    1 按工作人员计算，每人40m³／h；

    2 维持室内正压所需风量。
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4.0.6 数据中心的人员新风量参考了现行国家标准《数据中心设计规范》GB 50174。数据中心的新风量除满足人员的舒适性要求外，还应保证机房的正压要求。

4.0.7 数据中心用来支持电子信息设备稳定运行的空调及其配套设施，需要依照室外空气参数选型时，宜符合下列规定：

    1 湿球温度宜采用有气象记录以来的极端湿球温度；

    2 夏季干球温度宜采用极端最高干球温度，统计年份宜为30年，不足30年者，也可按实有年份采用，但不宜少于10年；

    3 冬季干球温度宜采用极端最低干球温度，统计年份宜为30年，不足30年者，也可按实有年份采用，但不宜少于10年。
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4.0.7 一般建筑的空调设施需要考虑技术经济性，每年允许存在一定的不保证时间段，而数据中心的主机房不能存在不保证时间段。因为主机房的制冷中断或制冷不足，就有可能导致电子信息设备出现热点甚至故障或宕机。其冷却系统需要避免极端气象条件出现时，设备出现无法工作或无法提供足额冷量的不利于数据中心运行的场景。
选型需要参照室外气象条件的冷却设施主要包括风冷直膨机房空调、风冷冷水机组、干冷器、冷却塔等，此外还有些设备虽然没有与室外环境直接接触，但也会受到室外环境因素的影响，如水冷冷水机组，鉴于冷却水温度会受湿球温度影响，水冷冷水机组的冷却水温度设计值也会受到室外气象参数的影响。
自然冷却是数据中心常用的节能手段，实现自然冷却功能的相关设备，包括干冷器、冷却塔、风侧自然冷却机组等，需要在极端最低温度到自然冷却设置温度这一区间都能提供足额冷量，不会发生冻结或供冷不足等问题。
国家现行供暖通风与空调设计标准要求气象参数统计年份宜为30年，不足30年者，也可按实有年份采用，但不宜少于10年。该标准附录中也有我国主要城市的极端气象参数。
国外某些认证机构要求数据中心的干球温度统计年份不低于20年；湿球温度应为有气象纪录以来的极限值为基准。需要获取认证的数据中心应满足认证机构的要求。

5空气调节与气流组织

5.1 一般规定

5.1 一般规定

5.1.1 数据中心需要排热的房间，采用通风达不到室内设备温度、湿度、洁净度要求或条件不允许、不经济时，应设置空调系统。
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5.1.1 理论上，只要室外温度低于室内设计允许最高温度，就可以采用通风冷却。但数据中心的负荷往往比较大，采用通风冷却所需的设计通风量会很大，进排风口和风管占据的空间也很大，当土建条件不能满足设计要求时，采用空调可节省投资，更经济，也容易满足室内温、湿度和洁净度的要求。
虽然主机房采用通风往往不足以达到要求，但某些情况下，辅助区或支持区的房间是可以采用通风实现降温的。

5.1.2 数据中心空调房间宜集中布置，使用功能、温湿度参数等相近的空调房间宜相邻布置。
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5.1.2 设计参数相近的空调房间集中布置是为了减少空调区的外墙、与非空调区相邻的内墙和楼板的保温隔热处理，以达到减少空调冷热负荷、降低系统造价、便于维护管理等目的。设有多间主机房的数据中心，主机房平面或垂直相邻。

5.1.3 对环境有不同要求的电子信息设备宜布置在不同的空调房间内。
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5.1.3 一个数据中心如果存在多个主机房，可以采用不同的温湿度设定值，如果要求不同的工艺设施混杂摆放，则需要满足最严苛设备的要求，不利于节能。把对环境温、湿度需求相似的设备放在同一房间，才能为不同房间采用不同温、湿度运行留有条件，达到节能的目的。

5.1.4 下列情况，宜对空调系统进行全年能耗模拟计算：

    1 需要对空调系统设计方案进行对比分析和优化时；

    2 需要对空调系统节能措施进行评估时；

    3 需要对空调系统全年能耗做出预判并计算电能利用效率(PUE)时。
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5.1.4 空调系统全年能耗模拟计算是进行空调方案对比和经济分析的基础。特别是利用室外新风进行冷却，或采用冷却塔为冷源制备空调冷水的自然冷却系统，或采用新能源时，一般需要空调系统的全年能耗模拟计算结果为依据，以判定节能措施的合理性。对于分期部署的数据中心，还可以通过模拟计算，对部分负倚下的能耗合理性进行判断。
总之，数据中心的能源消耗对数据中心的全生命周期的成本影响重大，采用全年能耗模拟计算有利于选择合理的节能措施，并对PUE做出准确的预判。

5.2 负荷计算

5.2 负荷计算

5.2.1 数据中心需要全年制冷，应对需要供冷的各个房间进行冷负荷计算。

5.2.2 数据中心的夏季计算得热量，应根据下列各项确定：

    1 电子信息设备的散热；

    2 通过围护结构传入的热量；

    3 通过围护结构透明部分进入的太阳辐射热量；

    4 人体散热量；

    5 照明散热量；

    6 渗透空气带入的热量；

    7 其他设备、器具、管道及其他内部热源的散热量。

    8 伴随各种散湿过程产生的潜热。
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5.2.2 数据中心放置的电子信息设备，包括电子信息设备、不间断电源、变压器等设备，其散热量对空调负荷影响较大，应予以考虑。除电子信息设备外，还有安装在机房内或参与机房空气处理的其他设备，如风机等其他热源，其发热量也应计入机房得热量。机房的夏季冷负荷，应根据各项得热量的种类、性质以及机房的蓄热特性，分别进行计算。

5.2.3 空调系统的夏季冷负荷应按下列规定确定：

    1 应根据各项得热量的种类、性质以及机房的蓄热特性，分别进行计算；

    2 应按服务范围内的各空调区逐时冷负荷的综合最大值确定；

    3 应计入需要空调系统承担的新风负荷；

    4 应计入再热负荷及各项有关的附加冷负荷；

    5 可根据电子信息设备的使用要求，采用同时使用系数修正。
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5.2.3 空调系统的夏季冷负荷应符合下列规定：
1 得热量与冷负荷是两个不同的概念。以空调房间为例，通过围护结构传入房间的，以及房间内部散出的各种热量，称为房间得热量。为保持所要求的室内温度必须由空调系统从房间带走的热量称为房间冷负荷。两者在数值上不一定相等，这取决于得热中是否含有时变的辐射成分。机房的各项得热量，可根据其种类、性质以及机房的蓄热特性，按非稳态、稳态方法计算其形成的夏季冷负荷。
下列各项得热量，应按非稳态方法计算其形成的夏季冷负荷：
(1)通过围护结构传入的非稳态传热量；
(2)通过透明围护结构进入的太阳辐射热量；
(3)人体散热量；
(4)非全天使用的设备、照明灯具散热量等。
下列各项得热量，可按稳态方法计算其形成的夏季冷负荷：
(1)通过非轻型外墙传入的传热量；
(2)机房与邻室的夏季温差大于3℃时，通过隔墙、楼板等内围护结构传入的传热量；
(3)全天使用的设备、照明灯具散热量等。
4 再热负荷是指空气处理过程中产生的冷热抵消所消耗的冷量，附加冷负荷是指与空调输配系统有关的附加冷负荷。
5 数据中心内电子信息设备的散热量对空调系统夏季冷负荷影响较大，当空调系统承担的空调区较多时，空调系统冷负荷宜按空调系统计算的逐时冷负荷的综合最大值乘以小于1的同时使用系数，避免冷源系统选择过大，引起浪费。

5.2.4 空调系统的附加冷负荷，宜按下列各项确定：

    1 空气通过风机、风管温升引起的附加冷负荷；

    2 冷水通过水泵、管道、水箱温升引起的附加冷负荷。

5.2.5 数据中心电子信息设备的发热宜根据设备的实际用电量进行计算。数据中心内的电力设备可按效率损失转换成热能计算。
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5.2.5 当机房内的电子信息设备的实际用电量无法确定时，也可参考不间断电源的最大可能输出进行计算。
电力设备的效率损失与电力设备的容量、效率、产品型号等相关。

5.2.6 空调区的夏季计算散湿量，应考虑散湿源的种类、同时使用系数及通风系数，并应根据下列各项确定：

    1 人体散湿量；

    2 新风及渗透空气带入的湿量；

    3 围护结构散湿量；

    4 其他散湿量。

'>《数据中心制冷与空调设计标准》T／CECS 487-2017

9供暖与通风

9 供暖与通风

9.0.1 供暖系统设计，应对需要供暖的各个房间行热负荷计算。
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9.0.1 处于寒冷或严寒地区的数据中心内的主机房，往往同时存在电子信息设备的发热、围护结构的耗热、渗入室内的冷空气耗热、通风耗热及其他途径耗热，必须综合考虑，根据每个房间的实际情况计算，方能确定。
以电池间为例，电池设备散发热量的同时，还有围护结构、门窗缝隙的耗热，还需要持续排风和补充新风，对于某些场合，电池间无须设置供热系统，当冬季新风温度较低且外墙面积较大，电池设备散发的热量不足以抵消耗热量时，电池间就需要供暖才能维持其环境要求。

9.0.2 技术经济合理时，数据中心需要供暖的区域宜利用主机房的余热。
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9.0.2 除直接利用主机房的排热外，数据中心需要供暖的区域还可使用水／地源(环)热泵、空气源热泵、利用燃气／煤／燃油等装置提供集中热水等方式；优先利用余热有利于提高能源利用率。

9.0.3 数据中心内存在冻结风险的房间室内温度应保持在0℃以上，当利用房间蓄热量不能满足要求时，应按5℃设置值班供暖，工艺有特殊要求时，也可按工艺要求确定供暖温度。
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9.0.3 除设置固定式供暖设施外，数据中心某些房间有时还需设置临时供暖设施。这是因为：有的数据中心已启用的主机房及某些配电间的设备发热量远大于建筑围护负荷，即使冬季，也需使用制冷才能满足室内环境要求，无须设置供暖设施。但是，某些采用分期部署建设的数据中心，部分主机房、支持区房间在建设初期没有安装电子信息设备，但室内空调水管或给排水管道已经敷设，存在冻结危险，此时也需要设置临时供暖设施。其供暖设施建议为可拆卸型或移动型，电子信息设备开通运行时，即可移除。

9.0.4 技术经济合理时，柴油发电机房的供暖温度可按10℃设置。
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9.0.4 柴油发电机房属于无人值守的主机房，通常按5℃设置值班供暖。数据中心的柴油发电机是市电中断期间的供电保障，市电中断时，需要快速启用。技术经济合理时，提高柴油发电机房的温度至10℃～15℃，可以让绝大多数的柴油发电机组缩短启动时间。

9.0.5 数据中心人员集中的辅助区、行政办公区，其供暖设施应满足人员的舒适性要求。

9.0.6 数据中心供配电房间内，采用热水型风机盘管等方式供暖时，空调设备宜设置在房间外部，通过设置送／回风管路系统实现热量输送。
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9.0.6 数据中心供配电房间通常不需要供暖，即使需要，供暖量也往往不大，可以通过空调系统维持必要温度。空调设备布置在房间外部(比如走廊)，是为了避免热水管路进入供配电房间。

9.0.7 数据中心供配电房间采用热水型散热器供暖时，应符合下列规定：

    1 散热器的安装位置应远离供配电设备。

    2 供暖水管宜短直，应减少接头、附件，阀门宜设置在供配电房间外。
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9.0.7 供配电房间应尽量避免使用热水型散热器，必须使用时，应采取措施，防止漏水引发事故。

9.0.8 设有空调系统的主机房不宜设置日常通风系统。

9.0.9 数据中心的电池间宜设置独立的通风系统，当通风无法保证电池间设备的环境要求时，宜设置空调系统。

9.0.10 设有空调系统的电池间，应设置排风装置，换气次数不宜小于0.5次／h。

9.0.11 数据中心柴油发电机房的通风系统应符合下列规定：

    1 柴油发电机房的采风口应设在室外空气较清洁处，进风量应为排风量与发电机组燃烧空气量之和。

    2 柴油发电机房宜利用自然通风排除房间余热，当自然通风不能满足发电机组运行的温度要求时，应设机械通风装置。

    3 柴油发电机房的进、排风系统宜与柴油发电机设备一一对应。

    4 柴油发电机房的进、排风系统应设有自动启停装置，设有风阀时，风阀的开启速度不应影响柴油发电机的正常启动和运行；风阀的电动执行机构应由不间断电源供电。

    5 寒冷和严寒地区的柴油发电机房的进风口处宜装设能严密关闭的保温风阀，冬季运行时应有措施避免因冷风侵入导致的机房内设施冻结。

    6 进、排风口宜设置消声装置，满足环保和劳动保护要求。

    7 柴油发电机房的排风系统应满足最大排风量的需要，其室外出口应避免与进风发生短路，应避开人员密集区。
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9.0.11 本条对数据中心柴油发电机房的通风系统做出了规定。
1 进风口设置在清洁处，可以减少过滤器的负担。
3 数据中心的柴油发电机台数较多时，一一对应可以让通风冷却系统与柴油发电机设备的冗余程度保持一致。柴油发电机设有冗余时，通风冷却系统也设有冗余，柴油机无须全部开启时，通风冷却系统也无须全部开启，从而避免风量过大或过小引发的其他问题。
4 市电一旦失去，需要数据中心的柴油发电机快速启动并实现供电。通风装置如果无法快速开启，会影响柴发的启动、运行和并机投入。通常可以设置自动开启的快速风阀，开启完成时间不宜大于30s。
5 寒冷和严寒地区要求装设能严密关闭的保温阀门是为了防止冬季冷空气侵入，引发冻结风险。柴油发电机组运行时，需要引入大量新风，寒冷和严寒地区冬季运行时，室外温度较低，会导致机房内的设施发生冻结，需要采取应对措施，如对进风量进行控制(风机台数控制或转数控制)或利用部分排风进行混风。

9.0.12 无外窗或设置固定窗的房间设有气体自动灭火系统时，宜设置灾后排风系统，灾后排风系统应符合下列规定：

    1 多个房间可以共用一套灾后排风系统，但应满足最不利房间的使用要求，每个房间的通风支管上均应设置防火阀。

    2 灾后排风系统的换气次数不宜小于5次／h，其通风设备的开关应设在机房的外面。

    3 灾后排风系统的吸风口应位于房间下部，设有活动地板的房间，当活动地板高度超过800mm时，地板上、下宜同时设置吸风口，不使用期间，应避免地板上、下的气流出现混合。

    4 灾后排风系统应与消防系统联动，消防气体喷洒过程中，灾后排风系统严禁开启。

    5 设有灾后排风系统的区域，宜设置补风措施。补风措施可利用新风或其他通风系统。
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9.0.12 数据中心采用气体消防的防护空间往往存在多个，灾后排风系统可以根据平面或竖向布置，组合成多个通风系统，灾后排风系统使用时，不应影响非事故房间；条件适合时，灾后排风系统还可与其他排烟、排风系统共用，此时各系统的功能和控制逻辑不应冲突。

 本标准用词说明

本标准用词说明

1 为便于在执行本规范条文时区别对待，对要求严格程度不同的用词说明如下：

    1)表示很严格，非这样做不可的：

      正面词采用“必须”，反面词采用“严禁”；

    2)表示严格，在正常情况下均应这样做的：

      正面词采用“应”，反面词采用“不应”或“不得”；

    3)表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的：

      正面词采用“宜”，反面词采用“不宜”；

    4)表示有选择，在一定条件下可以这样做的，采用“可”。

2 条文中指明应按其他有关标准执行的写法为：“应符合……的规定”或“应按……执行”。

 引用标准名录

引用标准名录

    《工业建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB 50019

    《数据中心设计规范》GB 50174

    《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB 50736

    《供暖空调系统水质》GB／T 29044