データセンターの設計に関する考慮事項 (HVAC)

データセンターの設計には、建築 (ラックレイアウト)、構造、機械、電気、防火、および配線システムが含まれます。データセンターは、同規模のオフィススペースと比較して 40 ～ 100 倍の電力を消費する可能性があるため、持続可能な設計が不可欠です。

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設計ガイドライン

データセンターは、機械および電気機器への初期設備投資の 82 ～ 85% を必要とするため、データセンタープロジェクトは一般的にエンジニア主導のプロジェクトと見なされます。持続可能な設計のために考慮すべき分野には、用地の選択、建築/工学設計、エネルギー効率のベストプラクティス、冗長性、段階的な展開などが含まれます。エネルギーと環境の設計におけるリーダーシップ (LEED) プログラムには、用地の選択と建物の設計をカバーする多くのベストプラクティスがあります。 . LEED プログラムは、米国グリーンビルディング評議会 (USGBC) によって開発された任意の認証プログラムです。

アーキテクチャ設計プロセスの早い段階で、柱の間隔と床の高さを適切に設計することで、適切な資本投資を確保し、運用費用を最小限に抑えることができます。適切な列間隔を備えたフロアプランは、ICT ラックの設置を最大化し、効率的な冷却分配で電力密度を実現します。床から床までの高さは、機械、電気、構造、照明、防火、および配線システムのための高さとスペースを含むように慎重に計画する必要があります。

国際技術協会は、このハンドブックの他の章で詳細に説明されている多くの有用な設計ガイドラインを作成しました。

ASHRAE TC9.9: データセンターネットワーク機器
ASHRAE TC9.9: データセンターの電源装置の熱に関するガイドラインとベストプラクティス
ASHRAE 90.1: 建物のエネルギー基準
ASHRAE: データセンターのガス状および粒子状汚染ガイドライン
エネルギー効率に優れたデータセンター設計のベストプラクティスガイド
データセンターのエネルギー効率に関する EU 行動規範
BICSI 002: データセンターの設計と実装のベストプラクティス
FEMA P‐414:「ダクトとパイプの耐震装置の設置」
FEMA 413: 「電気機器の耐震装置の設置」
FEMA、SCE、VISCMA、「機械設備の耐震装置の設置」
GB 50174: データセンターの設計のためのコード
ISO 50001: エネルギー管理の仕様と認証
LEED評価システム
日本データセンター協議会（JDCC）によるデータセンター設備基準の概要
TIA-942: データセンター向け電気通信インフラストラクチャ規格

中国規格 GB 50174「データセンターの設計のためのコード」は、サイトの選択と機器のレイアウト、環境要件、建物と構造、空調 (機械システム)、電気システム、電磁シールド、ネットワークおよびケーブルシステム、インテリジェントシステム、給水と排水、および防火と安全性。

信頼性と冗長性

「冗長性」は高い信頼性を保証しますが、初期投資と継続的な運用コストに大きな影響を与えます。

数値流体力学

データセンターはベストプラクティスを適用して設計できますが、システム (ラック、CRAC など) の配置は全体として最適な配置にならない場合があります。数値流体力学 (CFD) 技術は、半導体のクリーンルームプロジェクトで何十年にもわたって使用され、クリーンルーム内の均一な気流を確保してきました。建物とラックのレイアウト設計の初期段階で、CFD は科学的な分析とソリューションを提供して、気流パターンとホットスポットを視覚化し、冷却能力、ラックレイアウト、および冷却ユニットの位置を検証します。部屋の設計を最適化するために、暖気通路と冷気通路の気流を視覚化できます。動作段階では、CFD を使用して空気の流れをエミュレートおよび管理し、空気経路が再循環、バイパス、または負圧の流れを作成しないようにすることができます。

ベストプラクティス

エネルギー効率の高いデータセンターの設計はまだ進化していますが、小規模なサーバールームを設計する場合でも、大規模なデータセンターを設計する場合でも、多くのベストプラクティスを適用できます。ベストプラクティスの 1 つは、ENERGY STAR サーバーとソリッドステートドライブを構築または使用することです。

欧州委員会は、包括的な「データセンターに関する EU 行動規範のベストプラクティス」を公開しました。米国エネルギー省の連邦エネルギー管理プログラムは、「エネルギー効率の高いデータセンター設計のベストプラクティスガイド」を発行しました。データセンターの設計仕様を準備する際には、両方の出版物や他の多くの出版物を参照できます。

以下に、ベストプラクティスと新しいテクノロジの短いリストを示します。