数据中心 资源利用 第6部分：水资源使用效率 征求意见稿

2GB/T32910.6-XXXX本文件适用于数据中心水资源使用效率的计算，也可以用于分析数据中心水资源利用状况，供数据中心设计、建设、运维、改造参考，可以作为数据中心水资源使用效率水平的评级的依据。本文件将水资源使用效率（WUE）规定为数据中心用水的关键绩效指标，其目标为数据中心全生命周期中使用阶段的数据中心水资源的消耗。描述此关键绩效标与数据中心基础设施、信息技术设备和业务的关系，即，WUE定义为据中心用水量除以IT设备能耗之和的比率。水资源使用效率（WUE）是一种评估在运行数据中心水资源使用效率的简单方法。生成WUE报告，显示数据中心的水资源使用效率。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T2887-2011计算机场地通用规范GB/T32910.1-2017数据中心资源利用第1部分：术语GB/T32910.1-2017数据中心资源利用第2部分：关键性能指标设置要求GB/T32910.3-2016数据中心资源利用第3部分：电能能效要求和测量方法3术语和定义GB/T32910.1-2017界定的以及下列术语和定义适用于本文件。数据中心datacenter由计算机场地（机房其他基础设施、信息系统软硬件、信息资源（数据）和人员以及相应的规章制度组成的实体。数据中心资源datacenterresource为支持数据中心正常运行所利用和拥有的物力、财力、人力等各种物质要素的总称。数据中心总电能消耗datacentertotalelectricenergyconsumption维持数据中心正常运行所消耗所有电能的总和，包括信息设备、制冷设备、供配电系统和其他辅助设施的耗电量3数据中心信息设备电能消耗datacenterinformationequipmentelectricenergyconsumption数据中心内各类信息设备所消耗电能的总和。数据中心总用水量datacentertotalwaterconsumption维持数据中心正常运行所消耗所有水资源的总和，包括制冷、辅助设备的水资源消耗（不包括生活用水）。数据中心制冷用水量datacentercoolingsystemwaterconsumption数据中心制冷设备的水资源消耗，包括空调主机、室内终端、新风系统等设备的能耗。数据中心其他设备水资源消耗datacenterothersystemwaterconsumption数据中心除制冷水资源消耗外，其他基础设施设备包括安防设备、消防灭火设备以及数据中心的管理系统等的水资源消耗。自然水直接循环利用Directrecyclingofnaturalwater在不改变水质的情况下使用自然水资源，并释放回同一流域的水使用方式返回水Returnwater在不改变水质的情况下释放回同一流域的部分用水生产用水wateruse最终用户在特定区域内实际用于特定用途的水饮用水drinkingwater不受污染的水，可安全饮用或用于食品和饮料制造，以及用于个人卫生中水/再生水RECLAIMEDWATER/Recycledwater4GB/T32910.6-XXXX污水经处理袭后达到一定的水质标准，可在一定范围百内重复使用的非饮用水。能量水强度因子energywaterintensityfactor(EWIF)用来产生能量的水。EWIF是每千瓦时的具体用水量（m3）区域水资源缺乏情况Lackofregionalwaterresources一定区域内水资源情况，分为轻度缺水、中度缺水、严重缺水；、极度缺水。水源接入点Wateraccesspoint这个点在数据中心边界上，在那里用水量能能够测量。例如，市政水源接入点4缩略语下列缩略语适用于本文件。EEUE：电能使用效率（electricenergyusageeffectiveness）EEUE实测值：电能使用效率实测值（actualmeasurementsofelectricenergyusageeffectiveness）EEUE修正值：电能使用效率修正值（amendedmeasurementsofelectricenergyusageeffectiveness）PDU：列头配电柜（powerdistributionunit）UPS：不间断电源（uninterruptedpowersupply）CO2：二氧化碳（CarbonDioxide）ERF能量再利用系数（EnergyReuseFactor）FI：法肯马克指示器（FalkenmarkIndicator）IT：信息技术（InformationTechnology）KPI：关键绩效指标（KeyPerformanceIndicators）KVM：键盘视频鼠标（KeyboardVideoMouse）WOF：产水系数（WaterOutputFactor）WIF：水输入系数(WaterInputFactor)WUE：资源使用效率(WaterUsageEffectiveness)WRF：水资源再利用系数(WaterReuseFactor)EWIF：能量水强度因子(EnergyWaterIntensityFactor)Vap：增值过程(valueaddedprocesses)55数据中心水资源使用效率5.1概述数据中心水资源使用效率概述如下：a)WUE是用于评估数据中心对于水资源使用的关键性指标，衡量数据中心的水资源使用与IT负载能耗之间的关系；b)持续应用WUE评估并开展相应提升措施可增加数据中心水资源使用的效率，并提高数据中心的可持续性；c)使用WUE可使数据中心运营方能够改进数据中心的水资源使用过程，并增加数据中心对水资源的节约。另外，数据中心的客户可以使用此关键性指标作为选择数据中心的指南；d)在一段时间周期内持续测量并跟踪数据中心WUE的改进程度，进行公示可反映数据中心的水资源使用效率及使用水资源对环境可持续性的影响。5.2适用范围a)WUE仅与数据中心基础设施和其边界内的IT设备相关b)在一定环境条件下的基础设施相关的用水效率，IT负载特性、可用性要求、维护和安全要求，c)测量数据中心用水总量与IT设备能量消耗之间的关系。5.3不适用情况a)考虑到其他资源的效率，如人力资源、空间或二氧化碳；b)提供数据中心生产力指标；c)提供独立、全面的水资源效率指标；d)考虑到水的污染；e)考虑到数据中心边界外的水重复利用；f)降低或改善水质；g)使用风冷作为制冷方式的数据中心。6数据中心WUE的影响因素分类6.1数据中心WUE影响因素的分类依据数据中心WUE和能效与很多因素有关，依据对能耗和能效影响最大的因素，如：基础设施级别、使用性质、负荷使用率、所处气候环境和使用空调的制冷形式。6.2数据中心基础设施等级按照数据中心内计算机系统运行中断的影响程度，国标50174-2017将数据中心机房分为A、B、C三级。数据中心等级越高，数据中心内的各系统的冗余度越高，则能耗越大。a)A级：计算机系统运行中断后，会对国家安全、社会秩序、公共利益造成严重损害。b)B级：计算机系统运行中断后，会对国家安全、社会秩序、公共利益造成较大损害。c)C级：不属于A、B级的情况。注：数据中心的基础设施等级划分规范见GB/T50174-2017。6.3数据中心的使用性质6GB/T32910.6-XXXX数据数据中心内计算机系统运行业务具有周期性，如连续稳定运行类业务和随机间断运行类业务。a)连续稳定运行类：常年承担运行任务，用电量变化有规律可循，数据中心信息设备日能耗波动相对较小，例如互联网数据中心等。b)随机间断运行类：承担阶段性运行任务，用电量起伏较大，例如超算数据中心等。运行随机间断运行类业务的数据中心其短时间内能耗突变较大。6.4数据中心信息设备负荷使用率数据中心信息设备的负荷使用率，分为：轻载、半载、重载、满载。a)轻载：数据中心信息设备负荷使用率小于25%。b)半载：数据中心信息设备负荷使用率大于等于25%，小于50%。c)重载：数据中心信息设备负荷使用率大于等于50%，小于75%。d)满载：数据中心信息设备负荷使用率大于等于75%，小于或等于100%。6.5数据中心所处气候环境数据中心所处地理位置的气候类型分为：严寒地区数据中心、寒冷地区数据中心、夏热冬冷地区数据中心、夏热冬暖地区数据中心、温和地区数据中心。我国针对一般建筑热工设计可以分为五个气候区，分区名称及指标见表2：表2我国气候分区表≥-10℃~<0℃≥0℃~<10℃,≥25℃~≤30℃≥100d~≤200d≥25℃~≤29℃≥0℃~≤13℃≥18℃~≤25℃6.6数据中心内空调的制冷形式数据中心所用空调系统的主要制冷形式可分为：风冷式系统和水冷式系统。a)风冷式系统：数据中心制冷系统的冷凝器完全不需要冷却水，只利用空气为冷源（或者通过二次冷媒循环）使气态制冷剂冷凝。b)水冷式系统：数据中心制冷系统的冷凝器是采用水冷却高压气态制冷剂而使之冷凝的设备。冷却水可以是地下水、地表水、经冷却后再利用的循环水。7数据中心WUE7.1WUE的计算7WUE确定数据中心运营与使用水资源之间关联的方法。WUE的取值范围从0到无穷大。WUE的理想值为0.0，表示数据中心的运作与水无关。WUE没有理论上的上限。水资源使用效率（WUE）定义为，数据中心总用水量与数据中心总IT设备能耗的比值：WUE=(1)式中:Eit,DC=数据中心IT设备总能耗（年），单位：kWhWwater,DC=数据中心用水量（年）总体积（m3）测量值，数据中心年用水量按公示（2）计算:Wwater,DC==数据中心边界外输入数据中心总水量=数据中心边界外输出数据中心总水量注:WUE当数据中心处于混合建筑内,其使用的水量和与其他功能部分用水量可以分项计量时，方可计算该数据中心水资Eit,DC是数据中心内IT设备(每年)消耗的能量，用于采集、管理、处理、存储或传输计算空间内的数据，其中包括但不限于1）IT设备（如计算机、服务器、存储和网络设备等），2）辅助设备（如用于监控的KVM交换机、显示器和用于管理和控制数据中心工作站/笔记本电脑等）。7.2数据中心水资源使用边界数据中心拥有和使用的水资源包括：a)在数据中心现场获取的水资源，并在数据中心中直接消耗；b)在数据中心现场获取的水资源，通过市政管道供给数据中心外的其他用户消耗的水资源；c)在数据中心中消耗的通过市政供水系统输入的水资源，此时应由供水供应商出具有效的书面文件证明使用量；d)当数据中心现场直接获取的自然水资源，在使用后在不降低水质的情况下返回自然水源的部分水不应计入WUE计算。8WUE参数的测量8.1实际用水量的测量8.1.1测量的周期和频率最小测量周期需要12个月的累积能量消耗和用水量。本标准要求记录用于计算WUE的年度数据。这个采集的Eit,DC的值必须涵盖相同的时间段。对于年度WUE的测量，不需要定义测量或评估的频率，因为年度能量值是在该时间段内消耗的水资源的总和。注：数据中心的子系统改进可能需要测量或评估频率（参考部分GB/T32918GB/T32910.6-XXXX8.1.2WUE的分类定义了三个WUE类别，如表1所示，以保证WUE测量的准确性。WUE考虑了不同的水源、水质和不同的当地用水紧缺性（各地水资源紧缺性，见附录C）。表1-WUE类别初型高级综合用水系统水资源只应用于数据中心运行使用(例如:冷却)使用水资源用于数据中心运行使用和数据中心在使用电能时使用的非现场水的间接水输入使用水资源用于数据中心运行使用、数据中心在使用电能产品时使用的非现场水的间接水输入和数据中心在使用相关配套产业链服务过程中的间接水输入。边界（范围）数据中心数据中心和能源供给单位数据中心、能源供给单位和所有增值服务上下游关联产业链水质数据中心流入流出水不考虑水质问题数据中心水输入和输出，区分饮用水和非饮用水的水质数据中心水输入和输及雨水参考区域用水紧缺情况不考虑区域用水紧缺水平（不缺水、轻度缺水、中度缺水、严重缺水、极度缺水）区域用水紧缺水平极度缺水）第一类：WUE1是一个基于数据中心的指标，只考虑到数据中心的总用水量，而不区别水质。对于WUE1，不考虑区域性缺水的问题。对于第一类WUE，仅考虑数据中心直接的水输入和输出。WUE1只是指数据中心运行的现场用水，它包括数据中心用于加湿、提供数据中心制冷系统、提供系统发电的用水。9图1:WUE1类，仅考虑用水系统-输入和输出WUE1的计算：3/Kwh]第二类：WUE2WUE2是一个基于水源的指标，考虑了数据中心的总用水量，基本区分了饮用水和非饮用水的水质。WUE2考虑到区域水资源短缺的水平。对于数据中心的第二类WUE需要考虑直接水输入和输出以及数据中心在使用能源时使用的非现场水的间接水输入，则需要明确数据中心的边界。直接输入水定义为数据中心供水接入点水流量的输入。在本标准的方法中，直接输入水被认为是：a）饮用水b）非饮用水（中水、井水、湖水、河水、雨水等）。间接水输入是指在从数据中心边界外使用的水生成的能源产品输入到数据中心边界内使用。对于间接用水，是没有在数据中心用水接入点输入物理形态水。在本标准中，间接水被认为是：1）电、热、冷、天然气和柴油的能量；2）数据中心相关增值流程。间接水仅考虑水的输入。出水量仅包括直接水。对于第2类WUE，仅考虑来自能源的生产过程。通常情况下，第2类WUE将生产能源用水添加到现场用水中。为确定生产能源用水量，必须知道数据中心的总能耗。这个数值可以与水能量强度因子(EWIF)相乘，后者基于用于产生能量的水。注1：WUE1、WUE2和WUE3都需要考虑在数据中心现场用于能源生产的水。注2:数据中心IT能耗的测量参考GB/T32910.3数据中心资源利用第3部分：电能能效要求和测量方法。GB/T32910.6-XXXX图2:WUE2类，考虑用水系统和水质-输入和输出WUE2的计算：3/Kwh]=（EWIF*EEUE）+WUE1=（Win,饮用水+Win,非饮用水+Win,能源）-（Wout,饮用水+Wout,非饮用水）EWIF（水能量强度因子）的数据应通过以下方式确定：-供应商/生产商的规范（如果不符合实际情况）-附件D中不同能源的官方EWIF表水输入系数waterinfactors（WIF）按总水输入的百分比计算：WIFin,饮用=Win，饮用/Win[%]WIFin，非饮用=Win，非饮用/Win[%]WIFin，energy=Win，energy/Win[%]输出水系数wateroutfactors（WOF）按总产水量的百分比计算：WOFout，饮用水=Wout，饮用水/水[%]WOFout，非饮用水=Wout，非饮用水/Wout[%]第三类：WUE3WUE3是一种基于水源的指标从而考虑数据中心总用水量，同时考虑水质的差异性和区域缺水。对于第3类，水输入是指与数据中心有关的所有运营过程中输入的饮用水、非饮用水、来自能源生产和来自运营增值过程中的间接水。对于3类水输出是指离开数据中心边界的饮用水和非饮用水的总和。第3类非饮用水又分为中水和雨水。图3:WUE3类，区分水的使用系统和质量-输入和输出计算：WUE3=Wuse/Eit[立方米/千瓦时]其中：Wuse=Win-Wout=（Win，饮用水+Win，中水+Win，雨水+Win，能量+Win，vap）–（Wout，饮用水+Wout，中水+Wout，雨水）水输入系数（WIF）按总水输入的百分比计算：WIFin，饮用水=Win，饮用水/Win[%]WIFin，中水=Win，中水/Win[%]WIFin，rain=Win，rain/Win[%]WIFin，energy=Win，energy/Win[%]WIFin，vap=Win，vap/Win[%]产水系数（WOF）按总产水量（Wout）的百分比计算：WOFout，饮用水=Wout，饮用水/Wout[%]WOFout，中水=Wout，中水/Wout[%]WOFout，rain=Wout，rain/Wout[%]8.2数据中心能耗的测量数据中心的总能耗的测量按照GB/T32910.3-2016第7章的规定9WUE的披露要求9.1一般要求当披露数据中心的WUE时，应披露以下内容：h)数据中心联系方式注1：公开查询只应显示机构名称或联系人。i)数据中心的地理位置（包括最低、最高和平均温度，湿度和海拔高度），结构边界，内部结构（主机房、通信机房和控制室空间布局及面积）和安全等级；GB/T32910.6-XXXX注2：公开查询只需显示省份或地方信息。j)数据中心的设计总负荷（如10,2兆瓦）及运行状态（在用、空载）及负载（负载率）情况；k)数据中心基础设施等级（依据国标50174）l)按类型划分的设施设备的平均使用年限（如，制冷和配电设备）m)数据中心用途（互联网、企业自用、超级计算等）n)数据中心IT设备数量（路由器、交换机、服务器、存储设备等的数量）o)使用虚拟化的服务器百分比；p)平均和峰值服务器CPU利用率（如果可能）q)按类型划分的IT设备的平均使用年限r)数据中心应用类型百分比（例如20%的网络托管，80%的电子邮件等）s)WUE的类别t)数据中心所使用的水资源，如市政供水、天然水、中水；u)EIT和Vwater，DCa)数据中心自备水源年可供水量；b)测量精度等级（按照GB/T32910.3-2016）c)水输入、输出系数（WUE2、WUE3）d)该值覆盖的时间周期，测量期间的起始和终止日期，格式为：yyyy-mm-dd；e)该值覆盖的时间周期，如：年度、月度、周度；f)制冷系统详细描述g)用水系统的类别，如制冷系统、环控系统；h)供给水资源的公用能源供应商名称；i)供给水资源的公用能源供应商提供的书面依据。j)数据中心所在地区的水资源缺乏程度9.2REF披露值要求在披露WUE时，应以WUE-t,x方式表明，其中：t,用以表示WUE值的覆盖的时间周期；当覆盖周期为年时，t为Y；当覆盖周期为若干月时，t为nM，其中n为测量值覆盖的月数；当覆盖周期为周时，t为nW，其中n为测量值覆盖的周数。x，用以表示WUE值的类别（1，2，3具体含义参见表1。WUE-a值示例WUE-t含义3WUE-Y,1测量覆盖周期为年,类型为1型4WUE-8M,2测量覆盖周期为8个月,类型为2型5WUE-5W,3测量覆盖周期为5周，类型为3型示例：某数据中心的WUE值为：2.1WUE-5M，1，表示该数据中心测量一型WUE，覆盖周期为5个月，所测量得到的WUE值为2.1。注：WUE可以独立使用，但为更全面地了解数据中心，其他的关键性指标应考虑GB/T32910系列的规定。使用WUE应考虑EEUE特殊性,建议一同披露。表21、2、3类WUE参数明细报告示例WUE1WUE2WUE3参考值345水质水输入类型占比饮用水50%50%非饮用水雨水能源40%30%增值过程水输出类型占比饮用水0%0%非饮用水50%雨水50%水资源紧缺性轻度缺水中度缺水WUE1示例：数据中心X:WUE1（2018）=3.00m3用水量每千瓦时解释：在2018年，数据中心X的WUE值为3,00，即数据中心内IT设备每消耗1kWh的能源用水量为3,00m3。这是第一类WUE。WUE2示例：数据中心Y:WUE2（2018）=4,00m3每千瓦时用水量；地区轻度缺水；WIF饮用水=50%，WIF非饮用水=10%，WIFenergy=40%；WOF饮用水=0%，WOF非饮用水=100%非饮用解释：在2018年，数据中心Y的WUE值为4,00，即数据中心内IT设备每消耗1kWh的能源用水量为4,00m3。总水输入量的50%来自饮用水，10%来自非饮用水。100%的输出水是非饮用水。数据中心所在地区轻度缺水。这是第二类WUE。WUE3示例：数据中心Z:WUE3（2018）=5.00m3每千瓦时用水量；有压力，WIF饮用水=50%，WIF非饮用水=0%，WIF能源=30%WIF中水=5%，WIF雨水=5%，WIFvap=10%；WOF饮用水=0%，WOF非饮用水=0%，WOF中水=50%，WOF雨水=50%解释：在2018年，数据中心Z的WUE值为5.00，即数据中心内IT设备每消耗1kWh的能源用水量为5.00m3。总水输入量的50%来自饮用水，0%来自非饮用水，30%来自能源生产间接用水，5%来自中水，5%来自雨水。50%输出水为中水，50%输出水为雨水，数据中心所在地中度缺水。这是第三类WUE。9.3短时WUE披露WUE的定义清楚地表明它是一个时间段内的水资源利用情况。如果需要披露的WUE时间段较短，例GB/T32910.6-XXXX如能源计费原因，WUE可带有前缀“i”的时段和下标中的时段，例如iWUEdd.mm.yyyy–dd.mm.yyyy。然而，需要注意的是，WUE报告的非年度期间可能会受到变量的影响如室外温度，可能无法与WUE的其他周期值相比较。但任何WUE披露中，所披露时间段必须与相