4.4.1. 建筑群體的節能
目前國內多數情況下是通過改造現有建筑體來構建數據中心，對建筑體本身的“綠色”考慮不足，這也是經常被忽略的一個因素。很顯然，綠色數據中心首先應當是綠色建筑。所謂“綠色建筑”實際上是一個寬泛的理念，它既包括了建筑體本身的“綠色”，同時又要求建筑體在其整個生命周期都應該是綠色的，包括廢棄階段。
數據中心建設在總體設計中，主要從TCO、總體空間規劃、合理氣流組織、系統融合構建等方面考慮節能途徑與節能措施。數據中心的總體設計更需要關注工程初期設計的合理性和適用性，充分考慮到如何在建設期和運營期內降低數據中心的日常運營成本，即能耗成本，同時降低數據中心的TCO，以提高數據中心的整體經濟效用比。
目前，專業化、高等級的數據中心已從一幢建筑體逐漸發展成為建筑群體。例如：災難備份中心包括數據中心機房主體建筑、動力中心、辦公樓、配套研發樓和生活輔助樓等。數據中心合理的總體規劃、空間與平面布局是依據建設需求進行總體設計的第一步，也是重要的一步。總體規劃確定數據中心的等級規模和系統構成，空間與平面布局確定數據中心機房的場地分隔、工作流程以及建設工藝。現行數據中心采用機房密閉護圍、大空間、少隔斷、適宜的空間容積、人機區域分離、區域集中監控等，這些都是新一代數據中心空間與平面布局所崇尚的設計理念與節能策略。
1. 建筑圍護
數據中心通過精密空調的運行來確保IT設備運行所需的特定溫濕度環境。因此，數據中心建筑圍護的熱工特性是影響精密空調設備能效的重要因素之一。
我國地域廣闊，各地氣候條件差別非常大，全國劃分為五個氣候區域，建筑節能對不同氣候區域的建筑圍護結構的保溫隔熱要求有著不同的規定。
對于建筑體內的數據中心機房區域，其環境溫度和濕度是基于設備環境的要求和機房設計標準而定的，通常需要在符合《公共建筑節能設計標準》的前提下，加強對數據中心機房區域進行建筑熱工復合計算和設計處理。同時，根據數據中心所在外部環境、機房區域位置的內外部環境，以及數據中心內各功能區域相鄰布局的內部環境，對IT關鍵設備區域加強措施，合理計算保溫隔熱的熱工參數，選擇適宜的圍護結構與材料。使用傳熱系數值小的絕熱材料，對頂、地、墻的六方體進行絕熱，以減少圍護結構四周的傳熱系數，整體將數據中心的機房區域包裹起來，可以達到較好的密閉保溫節能效果。
對數據中心的主機房區域應當采用無窗密閉護圍，以避免和減少進入室內的太陽輻射以及窗或透明幕墻的溫差傳熱，是降低空調能耗的主要途徑和措施之一。對數據中心的支持區和輔助房間等功能區采用有窗玻璃護圍時，應該控制建筑朝向及窗墻面積比，采用雙層玻璃窗或low-e玻璃(幕墻)，并輔助采用遮陽設施(外遮陽、內遮陽等)來減少太陽輻射量。
2. 空調系統
數據中心精密空調設備的主要節能途徑和節能措施包括制冷負荷計算、合理設定參數、送回風方式、選用高能效比設備、冷熱風預處理及動態組合運營等。
計算數據中心制冷負荷包括數據中心機房內設備的散熱、建筑圍護結構的傳熱、太陽輻射熱、人體散熱散濕、照明設備散熱和新風負荷等。合理控制數據中心區域內的制冷參數，即設定合理的溫濕度。據有關報道，制冷參數變化1℃，可能會產生5%~10%能耗變化。
高效率地設計和布置送回風方式及送風與回風通道。選用制冷性能系數和能效比高的空調設備，應當考慮采用高于《公共建筑節能設計標準》規定中建筑空調設備和《計算機和數據處理機房用單元式空氣調節機》規定中精密空調設備的最低能效比指標，采用冷熱預處理的新風通風換氣系統。適當進行空調設備組合配置，能夠動態提高制冷系統的效率。對于大型數據中心機房空調系統，適宜采用制冷性能系數和能效比較高的冷水機組空調系統。
精密空調系統需要對溫濕度進行精確控制，空調機具有四種功能：制冷、電加熱、加濕和除濕。目前多數數據中心采用多臺空調獨立運行模式，可能會產生某些問題：由于產品的非一致特性、參數設置的不合理及機房氣流組織的不確定性，可能導致同一機房內多臺空調運行在不同的狀態，即有些空調在加濕狀態而有些空調在除濕狀態，白白消耗能源。針對上述情況，現在大多數設備廠家推出了精密空調群控系統，使同一機房內的空調系統工作在相同的狀態上，從而避免了能源的無謂消耗。
目前，部分用戶取消了精密空調機內的小功率加濕器，轉而采用獨立大功率的加濕系統，同時根據熱負荷的實際情況自動調節空調風機送風的變風量系統。現已有廠家推出了這樣的產品，在實際運行中起到了顯著的節能效果。雖然在設備采購成本上有所增加，相信在不久的將來，隨著技術的發展，產品價格會趨于合理。目前還有一些空調方面的節能方案，已經在節能方面取得了可喜的效果，但由于技術和產品價格等原因，還沒有被普遍采用。空調節能主要有以下幾種方式：
(1) 自然冷卻系統。利用冬季氣溫較低的氣候條件，通過盤管換熱器為機房提供冷源，節省了空調機組的用電量，這也是目前采用比較多的一種方式。
(2) 轉輪換熱系統。利用轉輪換熱技術，在換熱效率上有了較大的提升，節能效果顯著，在新風系統中已有大量的應用，但在機房制冷方面存在設備安裝、濕度控制等方面的難題有待技術上的進一步完善，目前還停留在實驗階段。
(3) 自然風冷卻系統。將冬季室外冷空氣經過處理后直接用于IT設備冷卻，在冬季較寒冷地區具有非常好的節能效果。但是存在濕度和空氣潔凈度難以控制等問題，該系統的使用還在嘗試階段。
(4) 濕膜制冷系統。利用水份蒸發吸熱制冷，主要用于長年濕度較低的地區。目前一些機構正在與廠家聯合研制，并已取得一定的成果。
3. 機房配電系統
配電系統的節能主要依靠系統設計和產品性能的提高。在系統設計上應當采用適合自身需要的設計，避免過度規劃。在系統配置上，應根據數據中心設備負載的特性，對系統諧波進行有效的治理。產品性能的提高則有賴于配電設備生產商的技術進步，在產品的選擇上用戶需要平衡產品性能和價格的關系。對于機房配電系統的建設應關注以下幾個方面。
(1) 合理規劃系統冗余度，重點關注設備運行是否處于高效狀態。
(2) 關注電力傳輸電纜運行的經濟性選擇，在電纜線損與價格上尋找平衡點。不能只關注初期投資成本而忽視長期運行的線損。這是數據中心建設過程中長期被忽視的一個問題。
(3) 應采用損耗低的變壓器產品，例如S10型比S9型變壓器的空載和負載損耗低10%。
(4) 功率因數補償。應對配電系統進行功率因數補償，提高自然功率因數。
(5) 諧波治理。供電系統中的無功功率主要是由相位角和高次諧波造成，治理諧波對提高電能的使用效率至關重要。目前治理的方式主要采用增加無源濾波器、有源吸收濾波器和靜止無功發生器等，應根據系統的實際情況合理選擇。
(6) 選擇高效UPS電源系統。目前常規的UPS電源系統的效率基本可達到93%，有些特殊形式的UPS系統效率高達98%。例如飛輪儲能UPS系統，后備電力由高速飛輪提供，省去了蓄電池，在性能提高的同時更加環保，是UPS未來發展的方向之一。但由于后備時間要達到常規系統的相同時間，其產品價格還相當昂貴，目前的使用案例不多。
(7) 選擇高效節能照明燈具和智能照明控制系統。在滿足眩光和顯色要求的前提下，盡量選擇高效燈具。智能照明控制系統可以靈活方便的根據需要控制和管理照明系統。
(8) 合理利用自然光源。根據數據中心的地理位置、日照情況進行經濟性和技術性比較，合理選擇反光及導光系統。目前自然光源導光系統的效率通常在95%，能夠充分利用自然光源。由于導光系統的生產廠家還不多，價格相對較高，其推廣應用受到一定的限制。
4.4.2. 機房管理與節能
能源管理在節能方面有著重要的作用，必須改變“重建設，輕管理”的做法。盡管你可能選用了最新的服務器架構、高效的UPS設備、節能的空調系統，機柜擺放采用了冷熱通道布局，但數據中心的效率有時并不能達到預期。其主要原因很可能是由于能源分配管理不到位所造成的。例如：地板出風口的安放沒有依據設備機柜的發熱量進行調整，致使有些設備風量過大造成冷量浪費，而有些設備風量不足，同時冷熱風的混合現象嚴重，導致空調系統的利用率大大降低。對于數據中心內部空調能源管理，可通過采取下列幾種方法進行調整和改進。
1. 安裝地板出線孔密封件
當數據中心采用地板下送風方式，機柜下的高架地板上開有地板出線孔時，由于地板出線孔沒有做密封處理，將導致大量的冷風泄漏。由此造成輸送到機柜前方的冷風沒有能夠完全進入服務器機柜之中，有一部分冷風又直接被空調機組吸回，這樣實際進入到機柜的有效冷風就會減小，空調送風利用率降低。使用地板出線孔密封件對出線孔進行密封處理，更多的冷風將被利用，這有助于提高空調設備的制冷效率。
2. 安裝盲板
當機柜中存在沒有安裝服務器的空U空間時，服務器排出的熱風會從空U空間返回到服務器的前部進風口，從而造成熱點，這將降低機柜的冷卻能力。在機柜中所有的空U空間安裝盲板，可以有效防止機柜出現熱點，提高機柜冷卻能力。
3. 盡量避免局部熱點
高發熱量機柜與常規發熱量機柜混合在同一個機房區域擺放，在機房區域將形成局部熱點。應該對高發熱設備機柜的制冷采取必要措施，如在風量調節、氣流組織上進行調整，否則將影響機房空調整體工作效率。
4. 定期檢測
定期檢測機房供電及空調系統的各項工作參數，并做出及時調整，可有效降低系統的能耗。數據中心內的IT設備隨著時間的推移會發生較大的變化，供電系統的狀況，如諧波分量、供電設備的負載率等均會發生變化，機房內部空調系統的氣流組織同樣會發生變化。必須隨時監控這種變化并做出適當的調整，使各系統工作在高效狀態。
4.4.3. IT系統管理與節能
綜合采用一些現實可行的IT系統節能措施，在不需要進行重大升級的前提下，使現有數據中心的總體能耗下降30%，這是一個有可能實現的目標。
1. 找出不起作用的服務器并取消它們的任務
研究顯示，數據中心內正在運行的眾多服務器中總存在一些“空閑”服務器。這些服務器耗電但是不做任何有用的工作。你還可以讓非時間緊要型存儲離線工作，待機的磁帶和光盤耗電量較少，而旋轉的硬盤則耗電較多。尋找能夠從本地邏輯轉移到離線狀態的存儲任務，從而不必讓更多的硬盤連接到網絡。取消“空閑”服務器的任務，取消不必要的冗余存儲系統。
2. 啟用服務器電源管理功能
服務器電源管理功能能夠將服務器的組件控制成閑置和睡眠狀態，這個功能就像筆記本電腦電源管理一樣。在啟用這種功能時，許多應用程序可以很好地工作，實現IT系統的節能。但是，也有一些應用程序的響應時間要求也許比省電更重要，需要我們根據實現情況確定。
3. 采用刀片式服務器
采用刀片式服務器等高密度設備取代傳統服務器，再配合采用虛擬化技術，從而減少物理服務器的數量。事實上，刀片式服務器使用同樣的商用處理器，能源和冷卻的要求比目前的機架服務器節省10%。刀片式服務器與機架服務器相比的好處是減少了輸入/輸出電纜線及設備空間。
未來總是難以預測的，特別是在技術方面。但是可以肯定地說，當管理超過每個機箱8kW的刀片式服務器時，電源和冷卻將是一個挑戰，需要對極端密度進行成本和收益分析。當然總有一些特殊環境需要使用20～40kW的極端密度，例如高成本的商業地區。但是事實上極端密度的機架對于大部分數據中心來說都是不可行的。
4. 盡可能減少設備的體積
高密度的設備能夠充分發揮出計算的優勢，并且可以在很多情況下大幅度地減少應用程序運行所需的占地面積。占地面積的減少相當于運營和維護成本的降低。
5. 及時更新老化設備
更新服務器的成本實際上遠遠低于老化設施未來的能源消耗成本。新的服務器和新的技術看似增加了投資成本，但是這部分的成本投入往往比維持現有老舊設施更加廉價。
6. 采用能充分利用多核處理器運算能力的多線程軟件
盡管現在的服務器已經是多核了，但大多數軟件并不是針對多核處理器編寫的，因而不能充分發揮多核處理器的高效性能。
