Kanton Zürich Baudirektion Hochbauamt. Richtlinie Gebäudetechnik Rechenzentren 13. Januar 2017

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1 Kanton Zürich Baudirektion Hochbauamt Richtlinie Gebäudetechnik Rechenzentren 13. Januar 2017

2 2/ Baudirektion Kanton Zürich, Hochbauamt Fachkoordination Gebäudetechnik, Beat Wüthrich 13. Januar 2017 Version V 1.0 Ingress: Die im vorliegenden Text zur Vereinfachung verwendeten Funktionsbezeichnungen gelten auch für weibliche Funktionsträger. Die vorliegende Richtlinie wurde an der Sitzung der Geschäftsleitung HBA vom 18. Januar 2017 in Kraft gesetzt.

3 3/11 Richtlinie Gebäudetechnik Rechenzentren 1. Allgemein Geltungsbereich Gesetzliche Vorschriften, Richtlinien 4 2. Anforderungen an die Räume Getrennte Räume Anordnung der Serverschränke Doppelboden Kabelmanagement Überwachung auf Wasser Zutrittsberechtigung 5 3. Klimatisierung Rechnerraum Raumkonditionen Kühlverfahren Freie Kühlung Redundanz der Klimatisierung 6 4. Brandschutz 9 5. Stromversorgung Energieeffizienz Planung Abwärmenutzung Energieeffizienz Messeinrichtungen Offertunterlagen/Dokumentation Referenzen 11

4 4/11 1. Allgemein 1.1 Geltungsbereich - Diese Richtlinien gelten für alle vom Kanton genutzten Rechenzentren. Die Konzentration der kantonalen Informatik [1] sollte zu einer Zusammenführung von Serverräumen hin zu Rechenzentren führen. Werden dennoch Serverräume erstellt, so sind diese Richtlinien auch für diese gültig. 1.2 Gesetzliche Vorschriften, Richtlinien - Kommunikationsverkabelung gemäss HBA-Richtlinie 236 Universelle Kommunikationsverkabelung. - Kälteerzeugung/-verteilung gemäss HBA-Richtlinie 246 Kälteerzeugung/-verteilung. - Dämmungen der Kälteinstallationen gemäss HBA-Richtlinie Für die Lieferung von Elektrokomponenten gelten die HBA-Richtlinie 231 Schaltgerätekombinationen und Stark- und Schwachstrominstallationen. - Löschsysteme sind nach der Guideline Gaslöschanlagen des HBA zu erstellen. 2. Anforderungen an die Räume 2.1 Getrennte Räume - Für den Rechnerraum und die Infrastruktur (Kälteerzeugung, USV-Versorgung) sind getrennte Räume vorzusehen. Abbildung 1 zeigt ein mögliches Raum-Layout. 2.2 Anordnung der Serverschränke - Die Schränke haben eine Breite von 80 cm und eine Tiefe von 80, 100 oder 120 cm. Sie sind in Reihen anzuordnen, wobei Warm- und Kaltgänge zu trennen sind. Es sind maximale Anstrengungen zu unternehmen um das Vermischen der kalten Zuluft mit der warmen Abluft zu verhindern. Die Schränke müssen beidseitig zugänglich sein. Zwischen den Reihen ist ein Abstand von mindestens der Schranktiefe plus 20 cm einzuhalten. 2.3 Doppelboden - Es ist ein Doppelboden mit einer lichten Höhe von mindestens 50 cm [2] vorzusehen. Der freie Querschnitt muss eine Höhe von mindestens 35 cm aufweisen. 2.4 Kabelmanagement - Die Stromversorgung ist über die Decke, Luft und allenfalls Kühlwasser sind über den Boden zu führen. Datenkabel sind ausschliesslich entweder über die Decke oder über den Boden zu führen.

5 5/ Überwachung auf Wasser - Der Doppelboden ist auf Wasser zu überwachen. 2.6 Zutrittsberechtigung - Die Zutrittsberechtigung ist durch den IT-Betreiber zu definieren. Abbildung 1: Mögliches Raum-Layout mit getrennten Räumen 3. Klimatisierung Rechnerraum 3.1 Raumkonditionen - Die Luft im Rechnerraum sollte einerseits möglichst wenig gekühlt werden (Energieeffizienz), andererseits sind die IT-Komponenten vor Überhitzung zu schützen. Die Geräte können ohne Einschränkung mit Eintrittstemperaturen von 27 C bis 35 C betrieben werden [Herstellerangaben, 5]. Im Doppelboden sollte die Zulufttemperatur nicht unter 18 C und nicht über 26 C liegen. Eine Be- oder Entfeuchtung ist nicht erforderlich.

6 6/ Kühlverfahren - Die Wahl des Kühlverfahrens richtet sich nach der Wärmedichte und der erforderlichen Kühlleistung. Abbildung 2 und Tabelle 1 zeigen mögliche Klimatisierungslösungen. Bei der Wahl des Kühlverfahrens sind diese über die Gesamtjahreskosten (Kapitalkosten, Wartungs- und Unterhaltskosten, Energiekosten) zu bewerten. Eine ungeordnete Luftführung ist zu vermeiden. Für zukünftige Gerätegenerationen sind in jedem neu erstellten Raum Kühlwasseranschlüsse vorzusehen. 3.3 Freie Kühlung - Die Rückkühlung hat so lange wie möglich über Freecooling zu erfolgen. 3.4 Redundanz der Klimatisierung - In Abhängigkeit der zulässigen Ausfallzeit werden die in Tabelle 1 angegebenen Redundanzen empfohlen. Die Klimatisierung über den Doppelboden ohne Ordnung der Racks aus lüftungstechnischer Sicht ist zu vermeiden. Klimatisierung über den Doppelboden und Ordnung der Racks in kalte/warme Gänge

7 7/11 Klimatisierung über den Doppelboden und Einhausung der Kaltgänge. Klimatisierung wassergekühlt Einhausung der Kaltgänge Klimatisierung wassergekühlt Einhausung der Warmgänge Klimatisierung mit wassergekühltem Rack (geschlossenes System) Abbildung 2: Mögliche Klimatisierungslösungen in Abhängigkeit der Wärmedichte [4]

8 8/11 zulässige RZ Ausfallzeit/a Serverschrank bis zu 5 kw Serverschrank ab 5 kw bis zu 30 KW 72 h Kühlung Kühlung bzw. Flüssigkeitskühlung komplette Kalt- /Warmtrennung 24 h Kühlung Kühlung bzw. Flüssigkeitskühlung, Rufbereitschaft Fachkraft, bei Schränken mit hoher Leistungsdichte ist eine Redundanz notwendig, USV-Unterstützung für Ventilation, komplette Kalt- /Warmtrennung 1 h Kühlung mit redundanter Auslegung 10 min Kühlung mit redundanter Auslegung, USV- Unterstützung höchste Verfügbarkeit Kühlung mit redundanter Auslegung, USV- Unterstützung Kühlung bzw. Flüssigkeitskühlung, Redundante Auslegung, USV-Unterstützung für Ventilation, komplette Kalt- /Warmtrennung Kühlung bzw. Flüssigkeitskühlung, Redundante Auslegung, USV-Unterstützung für Ventilation, komplette Kalt- /Warmtrennung Kühlung bzw. Flüssigkeitskühlung, Redundante Auslegung, USV-Unterstützung für Ventilation, komplette Kalt- /Warmtrennung Tabelle 1: Empfohlene Ausstattung bei unterschiedlichen Ausfallzeiten [4] Rechenzentrum / Serverraum 500 bis zu 2500 Watt/m 2 Kühlung Kühlung, Rufbereitschaft Fachkraft Kühlung mit redundanter Auslegung Kühlung mit redundanter Auslegung, USV- Unterstützung für Ventilator Kühlung mit redundanter Auslegung USV-Unterstützung für Ventilation, Notkühlfunktionen über ein zusätzliches Klimasystem (z.b: Stadtwasser, Lüftungsanlage)

9 9/11 4. Brandschutz - Für die Planung der Branderkennung und Brandbekämpfung (Löschsysteme), sind die Empfehlungen der Guideline Gaslöschanlagen des HBA beizuziehen. Folgende Ausstattungen werden empfohlen (Tabelle 2): zulässige RZ Ausfallzeit/a Serverschrank bis zu 5 kw Serverschrank ab 5 kw bis zu 30 KW Rechenzentrum / Serverraum 500 bis zu 2500 Watt/m 2 72 h Überwachungseinheit mit Branderkennung 24 h Überwachungseinheit mit Brandfrüherkennung und Löschtechnik Überwachungseinheit mit Brandfrüherkennung Brandmeldeanlage, Überwachungseinheit mit Brandfrüherkennung und eigenständiger Löschtechnik 1 h Brandmeldeanlage, Überwachungseinheit mit Brandfrüherkennung und eigenständiger Löschtechnik 10 min Brandmeldeanlage, Überwachungseinheit mit Brandfrüherkennung und eigenständiger Löschtechnik höchste Verfügbarkeit Brandmeldeanlage, Überwachungseinheit mit Brandfrüherkennung und eigenständiger Löschtechnik/Sauerstoffreduzierungssystem Brandmeldeanlage, Überwachungseinheit mit Brandfrüherkennung und eigenständiger Löschtechnik in redundanter Ausführung / Sauerstoffreduzierungssystem Tabelle 2: Empfohlene Brandschutz-Massnahmen bei unterschiedlichen Ausfallzeiten [4]

10 10/11 5. Stromversorgung - Die Anforderungen an die unterbrechungsfreie Stromversorgung und die Notstromversorgung richten sich nach der geforderten zulässigen Ausfallzeit des Rechenzentrums. Folgende Lösungen (Tabelle 3) werden empfohlen: zulässige RZ Ausfallzeit/a Serverschrank bis zu 5 kw Serverschrank ab 5 kw bis zu 30 KW 72 h USV Standard, mind. 10 Minuten Überbrückungszeit, Maximaldauer abhängig von der kontrollierten Shutdownzeit der Server Notstrom optional Rechenzentrum Serverraum 500 bis zu 2500 Watt/m 2 Standard, mindestens 1 h Überbrückungszeit, Maximaldauer abhängig von der kontrollierten Shutdownzeit der Server 24 h USV Standard, mind. 10 Minuten Überbrückungszeit, Maximaldauer abhängig von der kontrollierten Shutdownzeit der Server Notstrom optional Standard, mindestens 1 h Überbrückungszeit, Maximaldauer abhängig von der kontrollierten Shutdownzeit der Server 1 h USV Redundant (N + 1), min Überbrückungszeit Notstrom Redundant, Verfügbarkeit in 15 sec, Brennstoffvorrat: 24 Stunden 10 min USV Redundant (N + 1), min Überbrückungszeit höchste Verfügbarkeit Notstrom Redundant, Verfügbarkeit in 15 sec, Brennstoffvorrat: 72 Stunden USV Redundant (N + 1), min Überbrückungszeit Notstrom Notstromaggregate mit Redundanz, Verfügbarkeit in 15 sec, Brennstoffvorrat: 72 Stunden Tabelle 3: Empfohlene USV-und Notstromversorgung in Abhängigkeit der zulässigen Ausfallzeiten [4]

11 11/11 6. Energieeffizienz 6.1 Planung - Die Energieeffizienz ist von Anfang an in der integralen Planung zu berücksichtigen. 6.2 Abwärmenutzung - Kann die Abwärme in die Wärmebedarfsdeckung eingebunden werden, ist diese zu nutzen. 6.3 Energieeffizienz - Die Energieeffizienz hat einen PUE-Faktor (Power usage effectiveness) kleiner oder gleich als 1.3 aufzuweisen. Die Messung hat nach Leitfaden [6] zu erfolgen. 6.4 Messeinrichtungen - Es sind die zur Ausweisung des PUE-Faktors relevanten Messungen zu installieren. 7. Offertunterlagen/Dokumentation - Angabe des Energieverbrauches und der Gesamtjahreskosten (Kapitalkosten, Wartungs- und Unterhaltskosten, Energiekosten) 8. Referenzen [1] Informatik-Strategie der kantonalen Verwaltung Zürich, KITT, 2008 [2] DIN EN Informationstechnik- Einrichtungen und Infrastrukturen von Rechenzentren, 2012 [3] Energieeffizientes Kühlen von IT-Räumen auch ökonomisch interessant, Bundesamt für Energie, 2005 [4] Betriebssichere Rechenzentren, Leitfaden, BITKOM, Bundesverband für Informationswirtschaft und neue Medien, 2010 [5] Energieeinsparung im Rechenzentrum durch Erhöhung der Raumtemperatur, Schweizerische Informatik Gesellschaft, Fachgruppe Green IT; 2013 [6] Wie messe ich den PUE richtig?, Leitfaden, BITKOM, Bundesverband für Informationswirtschaft, 2011 [7] 26 C in EDV-Räumen eine Temperatur ohne Risiko, Bundesamt für Energie, 2004 [8] Green-IT, Ein Leitfaden zur Optimierung des IT-Betriebes [9] Gestaltung von energieeffizienten Serverräumen, Bundestelle für Informationstechnik, [10] 2013 Best Practicesfor the EU Code of Conduct on Data Centres; EUROPEAN COMMISSION, JOINT RESEARCH CENTRE, Institute for Energy and Transport; 2013

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