Gestaltung von energieeffizienten Serverräumen - BIT - Bund.de

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Gestaltung von
energieeffizienten Serverräumen
Version 1.0 – 1. Februar 2011

Ansprechpartner:
Dr. Reiner Henseler
Gesamtprojektleiter Green IT im Bundesverwaltungsamt
Bundesverwaltungsamt
Referat BIT 5 – IT-Betrieb
E-Mail: Reiner.Henseler@bva.bund.de
Christiane Hopfe
Ansprechpartnerin Kompetenzzentrum Green IT
Bundesverwaltungsamt
Referat BIT 2 – IT-Beratung, Kompetenzzentrum Vorgangsbearbeitung, Prozesse und Organisation
E-Mail: Christiane.Hopfe@bva.bund.de
Weitere Informationen:
Informationen finden Sie auf der Website des Kompetenzzentrums Green IT.
Internet: www.GreenIT.bund.de
Kontakt:
Wir freuen uns auf Ihre Beratungsanfrage!
E-Mail: GreenIT@bva.bund.de
Telefon: 022899 358-3900
Impressum
Herausgeber:
BUNDESVERWALTUNGSAMT
Referat I ÖA
– Presse; Öffentlichkeitsarbeit; Informations- und Wissensmanagement;
Leitungsnahe Koordinationsaufgaben –
50728 Köln
Telefon: 028899 358-3000
Telefax: 028899 358-2890
E-Mail: oeffentlichkeitsarbeit@bva.bund.de
Druck: BUNDESVERWALTUNGSAMT
© Februar 2011

Inhaltsverzeichnis
Management Summary.............................................................................................. 7
1 Einleitung......................................................................................................... 9
1.1 Aufbau und Zweck des Dokumentes ...........................................................................9
1.2 Bewertungsmodelle......................................................................................................9
2 Klassifizierung von Serverräumen .............................................................. 11
2.1 Zweck der Klassifizierung ..........................................................................................11
2.1.1 Klassifizierung nach Größe........................................................................11
2.1.2 Klassifizierung nach Energieverbrauch .....................................................11
2.1.3 Klassifizierung nach Reihenaufbau ...........................................................12
2.1.4 Klassifizierung nach Schutzklassen ..........................................................12
2.2 Klassifizierungsmodell................................................................................................12
2.3 Klassen.......................................................................................................................14
2.3.1 Klasse A.....................................................................................................14
2.3.2 Klasse B.....................................................................................................15
2.3.3 Klasse C.....................................................................................................15
2.3.4 Klasse D.....................................................................................................16
3 Handlungsempfehlungen ............................................................................. 17
3.1 Empfehlungen Gebäude und Infrastruktur.................................................................17
3.1.1 Lage des Raumes......................................................................................17
3.1.2 Größe des Raumes ...................................................................................18
3.1.3 Aufbau des Raumes ..................................................................................19
3.2 Empfehlungen Energieversorgung ............................................................................21
3.2.1 Netzanbindung...........................................................................................21
3.2.2 USV............................................................................................................22
3.2.3 Netzersatzanlage.......................................................................................24
3.2.4 Blindleistungskompensation ......................................................................25
3.3 Empfehlungen Klimatisierung ....................................................................................26
3.3.1 Temperatur ................................................................................................26
3.3.2 Einhausung................................................................................................27
3.3.3 Aufbau der Klimatisierung..........................................................................30
3.3.4 Art der Klima-Rückkühlung........................................................................33
3.3.5 Berechnung der Klimalasten......................................................................36
3.4 Empfehlungen Struktureller Aufbau ...........................................................................37
3.4.1 Trassierung................................................................................................37
3.4.2 Messtechnik...............................................................................................38
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4 Weitere Empfehlungen ................................................................................. 40
4.1 Virtualisierung ............................................................................................................40
4.2 Storage-Technik.........................................................................................................40
4.3 Netzanbindung ...........................................................................................................41
4.4 Sicherheit / Zutrittsschutz...........................................................................................41
4.5 Leckageüberwachung................................................................................................42
4.6 Löschtechnik ..............................................................................................................42
4.7 Hochverfügbarkeit ......................................................................................................43
4.8 IT-Notfallmanagement................................................................................................43
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Abkürzungsverzeichnis
BA Bundesagentur für Arbeit
BIT Bundesstelle für Informationstechnik (www.bit.bund.de)
BTU British Thermal Unit
CADE Corporate Average Datacenter Efficiency
CC Green IT Kompetenzzentrum Green IT (www.greenit.bund.de)
DCiE Datacenter Infrastructure Efficiency
ILM Information Lifecycle Management
HSM Hierachical Storage Management
NdB Netze des Bundes
NEA Netzersatzanlage
PDU Power Distribution Unit
PUE Power Usage Effectiveness
TK Telekommunikation
USV Unterbrechungsfreie Stromversorgung
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Abbildungsverzeichnis
Abbildung 1: Serverraumkategorie-Maßnahmen-Matrix ........................................ 7
Abbildung 2: Berechnung der Rechenzentrumseffizienz (CADE) ....................... 10
Abbildung 3: Tier-Klassifizierung nach Uptime Institute / BITKOM .................... 13
Abbildung 4: Skalierbare USV-Systeme ................................................................ 22
Abbildung 5: Kaltgang-Einhausung ....................................................................... 28
Abbildung 6: Nachträgliche Einhausung von Rackreihen ................................... 29
Abbildung 7: Warmluftabsaugung ......................................................................... 30
Abbildung 8: Klimatisierung über Rack-Klimageräte ........................................... 32
Abbildung 9: Nutzung von freier Kühlung............................................................. 34
Abbildung 10: Schema indirekte Zweikreis-Kühlung ........................................... 35
Abbildung 11: Vergleich unstrukturierte und strukturierte Verkabelung ........... 37
Abbildung 12: Sicherheit bei der Virtualisierung (BSI)......................................... 40
Tabellenverzeichnis
Tabelle 1: Vergleich Kalt- und Warmgang-Einhausung........................................ 29
Tabelle 2: Umrechnung von Wärmelasten............................................................. 36
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Management Summary
Ein wesentlicher Anteil des Energieverbrauchs von Serverräumen entfällt
auf die infrastrukturelle Versorgungstechnik. Die Senkung dieses Anteils
und damit die Verbesserung des Wirkungsgrades der Serverräume ist eine
wesentliche Einflussgröße für den (energie-)effizienten Betrieb.
Dieses Dokument basiert auf den im Kompetenzzentrum Green IT des
Bundesverwaltungsamts (BVA) gesammelten Projekterfahrungen und Best
Practices zur infrastrukturellen Gestaltung von Serverräumen. Die
Empfehlungen sind so aufbereitet, dass ihre Eignung für konkrete
Serverraumklassen ersichtlich ist und als Planungshilfe verwendet werden
können.
Die Empfehlungen sind inhaltlich gegliedert und werden in ihrer Relevanz
für Serverraumklassen bewertet. Dies ermöglicht ein schnelles Auffinden
von Empfehlungen für eine konkrete bauliche Situation.
Infrastruktur
Energieversorgung
Klimatisierung
Struktur
Aufbau
des Raumes
Netz-anbindung
USV
Einhausung
Aufbau
Art der Klima-
Rückkühlung
Trassierung
Messtechnik
Abbildung 1: Serverraumkategorie-Maßnahmen-Matrix
Quelle: Cassini Consulting
Maßnahmen Serverraum-
Klassen
A B C D
Lage des Raumes
Größe des Raumes
Doppelboden
Fenster
Beleuchtung
Redundanz der Anbindung
Gleichstrom in der Einspeisung
Dimensionierung und Skalierbarkeit
Einbau im Rack
In einem separaten Raum
Netzersatzanlage
Blindleistungskompensation
Temperatur - Klimatisierung
Kaltgang-Einhausung
Warmgang-Einhausung
Einzelrackabschottung
Raumklimatisierung (ungerichtet)
Raumklimatisierung (gerichtet)
Reihenklimatisierung
Rackklimatisierung über Raumklimageräte
Rackklimatisierung über
Schrankklimageräte
Kompressor-Rückkühler
Freie Kühlung
Nutzung der Gebäudeklimatisierung
Berechnung der Klimalasten
Kabelführung
Leitungstrennung
Umweltdaten
Lastdaten
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Gerade bei kleinen Serverräumen werden Möglichkeiten zur
Energieeffizienz oft unterschätzt. „Green IT“-Maßnahmen lassen sich aber
auf alle Größen von Serverräumen anwenden und bringen in ihrer
Kombination signifikante Einsparungen. Je früher die Planungsphase, desto
preiswerter lassen sich die Maßnahmen umsetzen
Das Dokument trägt dazu bei, dass „Green IT“-Aspekte bei der
Projektierung baulicher Vorhaben vollständig beleuchtet werden. Es soll als
nicht abschließende Checkliste verstanden werden. Die letztendliche
Entscheidung der Wirtschaftlichkeit und Realisierbarkeit einzelner
Empfehlungen ist individuell zu treffen.
Das Kompetenzzentrum Green IT im Bundesverwaltungsamt dankt für die
gute Unterstützung der Arbeitsgruppe Green IT des Rats der IT-
Beauftragten, insbesondere für Hinweise seitens des IT-Systemhauses der
Bundesagentur für Arbeit.
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Planungsphase früh
einleiten.

1 Einleitung
Das vorliegende Dokument liefert bauliche Empfehlungen zum Neubau von
Serverräumen aus „Green IT“-Sicht.
1.1 Aufbau und Zweck des Dokumentes
Dieses Dokument soll zur Gestaltung eines vorgegebenen Serverraumes
konkrete Empfehlungen geben. Hierzu wird in Kapitel 2 eine
Klassifizierung definiert.
Kapitel 3 beschreibt konkrete Handlungsempfehlungen für Gebäude und
Infrastruktur, für Energieversorgung, für Klimatisierung und zum
strukturellen Aufbau – jeweils mit Bezug zur getroffenen Klassifizierung des
Serverraumes.
In Kapitel 4 werden weitere Empfehlungen beschrieben, die Teil einer
„Green IT“-Strategie sein sollten, jedoch keinen direkten baulichen Bezug
haben.
1.2 Bewertungsmodelle
Zur Bewertung der Energieeffizienz eines Rechenzentrums (hier synonym
zu Serverraum verwendet) werden unterschiedliche Bewertungsmodelle
herangezogen. Diese Modelle können genutzt werden, um die
Auswirkungen der Energieeffizienz-Maßnahmen in Kennzahlen
umzusetzen und zu quantifizieren. Der Vorteil einer von den absoluten
Verbrauchswerten unabhängigen Betrachtung ist die Vergleichbarkeit der
Werte bei späteren Skalierungen.
CADE-Methodik
Die CADE-Methodik (Corporate Average Datacenter Efficiency) wurde
unter anderem im Analysemodell des Bundesverwaltungsamtes (BVA)
verwendet, um die Maßnahmen zur Transformation des
Bestandsrechenzentrums
strukturieren.
zum Musterrechenzentrum Green IT zu
Die Ermittlung der Effizienz eines Rechenzentrums erfolgt anhand der
Bereiche Gebäude und IT-Komponenten, die sich wiederum jeweils in die
Aspekte Auslastung und Energieeffizienz unterteilen. Alle Kennzahlen
werden als Prozentzahlen entsprechend ihres Effizienzgrades ausgedrückt,
01.02.2011 Seite 9 von 46

wobei die einzelnen Bereiche des Methodenbaums, wie nachfolgend
dargestellt, multiplikativ verknüpft sind.
Auslastungsgrad
Durchschnittliche
CPU-Auslastung
Effizienz d. Rechenzentrums
IT-Effizienz Gebäudeeffizienz
Energieeffizienz
Energieeffizienz
Server, Storage etc
Abbildung 2: Berechnung der Rechenzentrumseffizienz (CADE)
Quelle: Analysemodell, Bundesstelle für Informationstechnik
Auslastungsgrad
Genutzte Energie
Energiekapazität
Energieeffizienz
IT-Verbrauch
Gesamtverbrauch
PUE und DCiE
Diese zwei Kennwerte, Power Usage Effectiveness (PUE) und Datacenter
Infrastructure Efficiency (DCiE), wurden vom Green Grid, einem
Zusammenschluss von Hardware-Herstellern, entwickelt.
Der PUE-Wert setzt die insgesamt im Rechenzentrum verbrauchte Energie
ins Verhältnis zu der Energieaufnahme der IT-Hardware. Mit dem PUE-
Wert wird somit die Effizienz des Energieeinsatzes ermittelt. Wenn sich
dieses Verhältnis der Zahl 1 nähert, wird das Rechenzentrum äußerst
effizient betrieben. Energieeffiziente Rechenzentren erreichen gegenwärtig
einen PUE-Wert von unter 1,5. Dies bedeutet, dass weniger als 33 % der
eingesetzten Energie nicht direkt von IT-Geräten verbraucht wird.
Mit dem DCiE-Wert wird dagegen der Wirkungsgrad, der im Datenzentrum
eingesetzten Energie bewertet. Die beiden Werte berechnen sich aus der
gesamten eingesetzten Energie und der Leistung der IT-Geräte, wobei sich
die Power Usage Effectiveness aus dem Quotienten der Gesamtenergie
des Rechenzentrums zum Energieverbrauch der IT-Geräte berechnet. Der
DCiE ist der Kehrwert der PUE, also 1/PUE.
In der Gesamtenergie sind die Energieverbräuche für die Schaltanlagen,
die unterbrechungsfreie Stromversorgung (Batterien usw.), die Kühlungen,
die Klimaanlage sowie für alle IT-Geräte (z. B. Rechner, Speicher,
Netzwerkinfrastruktur,
enthalten.
Telekommunikations- und Peripheriegeräte)
01.02.2011 Seite 10 von 46

2 Klassifizierung von Serverräumen
Die nachfolgenden Empfehlungen beziehen sich jeweils auf Serverraum-
Klassen. Die Grundlagen der Klassifizierung sind Größe,
Energieverbrauch, Aufbau und Schutzklasse des jeweiligen Raumes.
2.1 Zweck der Klassifizierung
Für alle in Kapitel 3 vorgeschlagenen Maßnahmen werden jeweils die
relevanten Serverraum-Klassen angegeben bzw. Unterscheidungen
zwischen den verschiedenen Klassen gemacht.
2.1.1 Klassifizierung nach Größe
Die Serverraum-Größe liefert bei der Klassifizierung eine erste Richtlinie für
die Einteilung, da sie sowohl einen limitierenden Faktor für die Anzahl der
einstellbaren Racks als auch für deren Positionierung bietet.
Des Weiteren ist die thermische Verteilung von Lasten in kleinen Räumen
nicht so relevant wie in großen, verteilten Installationen, weshalb bei diesen
Strukturen größeres Augenmerk auf die ordnungsgemäße Distribution der
Kühlung gelegt werden muss.
2.1.2 Klassifizierung nach Energieverbrauch
Ein entscheidendes Kriterium für die Klassifizierung der Serverräume ist
der Energieverbrauch der in diesem Raum betriebenen IT-Komponenten.
Dabei wird nach aktiven (Server, Storage, etc.) und passiven (TK-
Verteilung, Patch-Panels, etc.) Komponenten unterschieden.
Eine höhere IT-Last resultiert automatisch in einer gesteigerten
Anforderung an die eingesetzte Klimatisierung, da in einem IT-System
mehr als 90% der aufgenommenen Energie als thermische Last anfallen
können. Dies lässt sich aus den in den Datenblättern der eingesetzten
Server angegebenen Werten für die elektrische Anschlussleistung sowie
die spezifische Wärmelast ableiten (Beispiel: el. Leistung max. 800 Watt =
2731 BTU/h, angegeben sind 2500 BTU/h).
Außerdem bedingt eine höhere IT-Last auch eine höhere Anforderung an
USV-Kapazität, was je nach Raumgröße dazu führen kann, dass ein
getrennter Batterieraum notwendig wird.
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2.1.3 Klassifizierung nach Reihenaufbau
Für die Konzeption der Klimatisierung ist es von entscheidender
Bedeutung, welcher Rack- und Reihenaufbau für einen Serverraum
gewählt wird. Einreihige Aufbauten sind z. B. für eine Einhausung nicht
geeignet bzw. lassen sich nur gegen eine Außenwand einhausen, was
andere Anforderungen an die Luftstromführung mit sich bringt.
Ebenfalls können bei mehrreihigen Aufbauten auch weitere
Klimatisierungskonzepte in Betracht gezogen werden.
2.1.4 Klassifizierung nach Schutzklassen
Ein größerer Serverraum bringt neben den zuvor genannten Punkten auch
aufgrund der höheren Anzahl der dort laufenden Verfahren höhere
Anforderungen an die Sicherheit und die Datennetzanbindung mit sich.
Auch dies fließt in die Bewertung der Effizienzbetrachtung ein. Je höher der
Schutzbedarf eines Serverraumes eingestuft wird, desto eher können
Kompromisse bei der Effizienz der eingesetzten Infrastruktur in Kauf
genommen werden, um Sicherheitskonzepte wie Ausfallüberbrückung und
Redundanz zu ermöglichen.
2.2 Klassifizierungsmodell
Um die Maßnahmen, die in diesem Dokument genannt werden, in Bezug
auf die Anwendbarkeit in verschieden großen Serverräumen zu bewerten,
muss ein Klassifizierungsmodell gefunden werden. Die allgemein
bekannten Standards können nicht 1:1 übernommen werden, da entweder
bestimmte Voraussetzungen an die IT-Last oder die Anbindung der Räume
gestellt werden oder von Größenordnungen ausgegangen wird, die
oberhalb der hier betrachteten Maßstäbe liegen. Aus diesem Grund wurde
ein eigenes 4-Klassen-Modell entwickelt, welches sich auf alle kleineren
Serverräume (bis zu einer Größe von ca. 100 m²) anwenden lässt.
Bei der Erstellung des Modells wurden die Einteilungen aus anderen
Modellen analysiert und bewertet und die jeweils zutreffenden Größen in
ein neues Modell übernommen.
Die Klassifizierung der Räume lehnt sich an den folgenden Modellen an:
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Referenz: Tier-Klassifizierung
Die sogenannte „Tier-Klassifizierung“, die auch vom BITKOM als einer der
Maßstäbe für die Einordnung von Rechenzentren verwendet wird, wurde
als Grundlage für dieses Modell evaluiert. Es lassen sich hier jedoch nur
wenige Querverweise finden, da die Tier-Klassifizierung für die
Kategorisierung von Rechenzentren entwickelt wurde und daher andere
Dimensionierungen als Basis hat.
Die in diesem Modell verwendeten Kriterien für Redundanzen und
Anforderungen
übernommen.
an die Netzanbindung wurden jedoch sinngemäß
Abbildung 3: Tier-Klassifizierung nach Uptime Institute / BITKOM
Quelle: BITKOM (Grafik: Cassini Consulting)
Größenklassifizierung nach Planungsrichtlinie der BA
Ein weiteres hier berücksichtigtes Modell zur Klassifizierung von
Serverräumen ist die Planungsrichtlinie IT der Bundesagentur für Arbeit
(BA). Die BA geht in ihrer Planungsrichtlinie ebenfalls von einem 4-
Klassen-Modell aus, wobei die Unterteilung anderen Kriterien unterliegt.
Dieses Modell lässt sich ebenfalls nur bedingt für eine allgemeingültige
Empfehlung verwenden, da die Anforderungen an die IT-Ausstattung der
entsprechenden Räume sehr genau bekannt sind und daher auch Werte
wie Wärmelasten und Redundanz-Anforderungen dezidiert vorgegeben
sind.
Die Größenordnungen der Räume, von denen im BA-Referenzmodell
ausgegangen wird, wurden jedoch in das hier verwendete Modell
übernommen, da diese von den Rahmenparametern optimal zur
Anwendung gebracht werden können.
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2.3 Klassen
Für die weitere Betrachtung in diesem Dokument wird eine Klassifizierung
in vier Stufen vorgenommen. Größere Installationen fallen unter die
Kategorie „Rechenzentrum“ und unterliegen sowohl aufgrund des
Maßstabs als auch in Bezug auf Sicherheits- und
Redundanzanforderungen anderen Betrachtungen. Rechenzentren nach
dieser Definition werden im Rahmen des Dokuments nicht betrachtet.
Die in der Klassifizierung genannten Zahlenwerte sind als Richtwerte zu
verstehen. Es ist durchaus möglich, dass ein zu betrachtender Serverraum
von seinen tatsächlichen Zahlen in keine der Klassen eindeutig
einzuordnen ist. Hier muss dann eine Einzelfallentscheidung getroffen und
die Referenzklasse gewählt werden, die nach Einschätzung der
Sachverständigen am besten geeignet erscheint.
2.3.1 Klasse A
Die Serverraum-Klasse A umfasst Kleinst-Serverräume mit einer
maximalen Bestückung von drei Racks. Solche Räume werden vielmals in
Nebengebäuden genutzt, um z. B. Unterverteilungen vorzunehmen bzw.
Zugänge zu externen Netzen zu schaffen. Aktive IT ist maximal in einem
Rack vorhanden.
Kriterium Richtwert
Raumgröße < 14 m²
Anzahl Racks < 3
davon aktiv 1
Anordnung der Racks Beliebig
Doppelboden Beliebig
Redundanz Nein
IT-Last < 5 kVA
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2.3.2 Klasse B
In der Serverraumklasse B befinden sich kleine Serverräume, die
typischerweise die IT für 50 bis 100 Arbeitsplätze bereitstellen. Diese
Räume umfassen regelmäßig alle zusätzlich notwendigen
Technikinstallationen wie USV und Netzverteiler.
Kriterium Richtwert
Raumgröße 14 - 18 m²
Anzahl Racks 4 - 8
davon aktiv < 4
Anordnung der Racks Einreihig
Doppelboden Beliebig
Redundanz Nein
IT-Last 5 - 15 kVA
2.3.3 Klasse C
Die Klasse C beschreibt Serverräume mittlerer Größe, welche bereits die
interne IT für bis zu 500 Arbeitsplätze bereitstellen bzw. Shared Services
und / oder Hosting Anwendungen beinhalten.
Kriterium Richtwert
Raumgröße 18 - 30 m²
Anzahl Racks 9 - 15
davon aktiv < 10
Anordnung der Racks Ein- oder Mehrreihig
Doppelboden Ja
Redundanz Möglich
IT-Last 15 - 50 kVA
01.02.2011 Seite 15 von 46

2.3.4 Klasse D
Größere Serverräume, welche die interne IT für mehr als 500 Arbeitsplätze
bereitstellen bzw. umfangreiche Anwendungen auch für externe
Anbindungen hosten, finden sich in der Klasse D wieder. Hier werden
höhere Anforderungen an Redundanz und Ausfallsicherheit gestellt. In
dieser Klasse ist das Vorhandensein von zusätzlichen Versorgungsräumen
z. B. für die Stromversorgung anzunehmen.
Kriterium Richtwert
Raumgröße 30 - 100 m²
Anzahl Racks 15 - 30
davon aktiv < 20
Anordnung der Racks Mehrreihig
Doppelboden Ja
Redundanz Vorhanden
IT-Last 50 - 100 kVA
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3 Handlungsempfehlungen
Die nachfolgenden Empfehlungen sind nach ihrer Relevanz für Raumgröße
sowie ihrer Auswirkung wie folgt gekennzeichnet:
Raumgröße:
Bezeichnet die in Kapitel 2.3 genannten Serverraum-Klassen und bietet
einen Anhaltspunkt, für welche Klassen die genannten Maßnahmen von
Relevanz sind (A: Kleinst-Serverräume, B: kleine Serverräume, C: mittlere
Serverräume, D: größere Serverräume).
Auswirkung:
Das mit der beschriebenen Maßnahme verbundene Energiespar-Potential
(gering, mittel, hoch).
Die jeweils relevanten Werte sind farblich hinterlegt.
3.1 Empfehlungen Gebäude und Infrastruktur
3.1.1 Lage des Raumes
Raumgröße Auswirkung
A B C D g m h
Als Raum sollte wenn möglich ein fensterloser Raum bzw. ein Raum mit
möglichst geringer Sonneneinstrahlungsfläche gewählt werden. Sollten
doch Fenster vorhanden sein, so müssen die Fenster, die nicht auf der
sonnenabgewandten Nordseite liegen und somit einer direkten Sonneneinstrahlung
ausgesetzt sind, mit außenliegenden Vorkehrungen
verblendet und möglichst gedämmt werden. Wenn aus bautechnischer
Sicht durchführbar, so ist die beste Lösung ein nachträgliches Verschließen
der Fensteröffnungen (von außen verblinden / verspiegeln und von innen
Dämmen und z. B. mit Rigips verkleiden).
Wird die Nutzung von direkter freier Kühlung in Betracht gezogen, so sollte
mindestens eine Wand des Serverraumes eine Außenwand sein, um eine
direkte Luftzuführung gewährleisten zu können.
Wenn möglich, sollte die Lage so gewählt werden, dass auch benachbarte
Räume klimatisiert sind, um ein Temperaturgefälle über die Wände zu
minimieren. Insofern sollte der Serverraum nicht neben einem Raum mit
erhöhter Temperatur eingerichtet werden (z. B. Heizungsraum). Die Wände
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Sonneneinstrahlungsfläche
vermeiden.
Benachbarte
Räume ähnlich
klimatisieren.

sollten einen möglichst niedrigen Wärmedurchgangskoeffizienten
aufweisen und ggf. gesondert gedämmt werden.
Es ist weiterhin zu berücksichtigen, wie weit die Klima- und sonstige
Gebäudetechnik von diesem Raum entfernt liegt. Optimal sind kurze Wege
zwischen Kälteerzeugung und Klimageräten im IT-Raum. Sollten jedoch
auch andere, nicht IT-Verbraucher, an der gleichen Anlage angeschlossen
sein, so ist abzuwägen, welche Wegeverluste höher zu bewerten sind.
Zum Schutz vor Wasserschäden sollte der Raum nicht der tiefste Punkt im
Gebäude sein. Andernfalls müssen geeignete Maßnahmen getroffen
werden, um das Eindringen von Wasser von außen zu verhindern. Des
Weiteren sollte über dem Raum kein Nassbereich (WC, Küche, etc.)
eingerichtet werden.
3.1.2 Größe des Raumes
Raumgröße Auswirkung
A B C D g m h
Die Größe des Serverraumes spielt eine große Rolle bei der Bestückung
und der Bereitstellung von weiteren Rüst- und Technikflächen. Außerdem
kann es ab einer bestimmte Füllung des Serverraumes sinnvoll sein, einen
dezidierten Versorgungsraum bereitzustellen, in dem sich z. B. die USV
befinden kann.
Als Faustformel für die benötigte Fläche von IT-Equipment bei Verwendung
von Standard-42HE-Racks sollte gelten:
• Die Raumtiefe sollte 4m nicht unterschreiten
• Pro Rack wird ca. 2,4 m² Platzbedarf angerechnet:
o 0,7m² Stellfläche (70 x 100 cm)
o 0,7m² (70 x 100 cm) hinter dem Rack im Schwenkbereich
der Türen
o 1 m² (70 x 150 cm) vor dem Rack im Schwenkbereich der
Türen und zum Ein- und Ausbau von Geräten
• Es sollten zusätzlich ca. 20% der Raumgröße als Rüst- und
Arbeitsfläche bereitgehalten werden
01.02.2011 Seite 18 von 46
Raumgröße im
Vorfeld sinnvoll
wählen.

3.1.3 Aufbau des Raumes
Doppelboden
Raumgröße Auswirkung
A B C D g m h
Bei der Planung eines Serverraumes ist zu prüfen, ob die Notwendigkeit
eines Doppelbodens besteht. Hier sind die Installationskosten (z. B. bei
Umwidmung eines Büroraumes) den energetischen und organisatorischen
Vorteilen gegenüber zu stellen.
Bei der Planung des Doppelbodens sollte zudem beachtet werden, ob der
Boden zur Klimatisierung und / oder zur Kabelführung genutzt werden soll.
Dies hat Einfluss auf die lichte Höhe (mind. 16 cm), die zur Verfügung
stehen muss. Als Regel sollte hier gelten, dass die Trassenführung von
Kabeln und Rohren im Boden nicht mehr als 30 % des zur Verfügung
stehenden Raumes nutzen sollte. Außerdem muss bei der Installation
eines Doppelbodens auf die notwendige Tragfähigkeit geachtet werden.
Ein voll bestücktes Serverrack kann auf einer Stellfläche von ca. 1 m²
mitunter eine Last von 1t erzeugen. Dies muss in der Planungsphase
berücksichtigt werden.
Soll der Doppelboden zur Klimatisierung genutzt werden, so ist bereits in
einer frühen Planungsphase festzulegen, wie die Serverracks positioniert
werden sollen. Dies ermöglicht die genaue Verteilung der Luftführung, die
so gestaltet werden sollte, dass nicht kühllastige Teile des Bodens durch
luftleitende Maßnahmen (Abschottung) vom Transport der Kühlluft
ausgenommen werden.
Fenster
Raumgröße Auswirkung
A B C D g m h
Bei der Wahl des Serverraumes müssen neben der geografischen Lage im
Gebäude auch die Anzahl und die Größe der Fenster beachtet werden. Der
Wärmeeintrag in den Serverraum ist selbst durch mehrfach
wärmeverglaste Fenster hoch genug, um einen signifikanten Einfluss auf
die notwendige Klimaleistung zu bewirken. Maßgeblich für die Höhe des
thermischen Eintrags ist der Wärmedurchgangskoeffizient der verwendeten
01.02.2011 Seite 19 von 46
Der Einsatz von
Doppelböden kann
sinnvoll sein.
Die Verglasung der
Räume ist von
entscheidender
Bedeutung.

Fenster. Herkömmliche Isolierverglasung hat hier einen Wert von
2,8 - 3 W/m²K, spezielle Wärmeschutzverglasung erreicht Werte knapp
über 1,3 W/m²K. Demgegenüber steht der Wert einer isolierten
Porenbeton- oder Hohlziegelwand mit 0,2 - 0,3 W/m²K.
Daraus lässt sich in erster Instanz folgern, dass ein fensterloser Raum
- möglichst noch zur Nordseite des Gebäudes gelegen - die Anforderungen
optimal erfüllt. Allerdings bietet das Vorhandensein von Fenstern den
Vorteil, im Falle des Ausfalls der Klimatisierung eine „Notfall-Belüftung“
über die Fensterflächen zu ermöglichen. Dies ist beim
Klimatisierungskonzept zu bedenken.
Keine Vorteile hingegen bieten Fenster, wenn bereits die Möglichkeit der
direkten freien Kühlung über eine Kernbohrung in der Außenwand genutzt
wird. Hier werden evtl. vorhandene Fensterflächen idealerweise von außen
verspiegelt und auf der Raumseite gedämmt und verkleidet. Dies reduziert
den Wärmedurchgang maximal.
Beleuchtung
Raumgröße Auswirkung
A B C D g m h
Ein nicht zu vernachlässigender Faktor bei der Energieeffizienz ist - vor
allem bei größeren Serverräumen - die Beleuchtung des Raumes. Hier
bietet sich aufgrund der Tatsache, dass ein Serverraum in der Regel nicht
regelmäßig betreten wird, die Nutzung von automatischen
Bewegungsmeldern an. Diese sollten über eine nicht zu lang gewählte
Abschaltautomatik verfügen. Die Sicherheit der Mitarbeiter muss dabei
jedoch jederzeit gewährleistet sein.
Ist dies aufgrund der Größe des Raumes möglich, sollte die Beleuchtung
kaskadierend geschaltet werden. Hier bietet sich eine räumliche Trennung
durch die Serverracks und die eventuell vorhandene Einhausung an.
01.02.2011 Seite 20 von 46
Der Einfluss der
Beleuchtung auf die
Energienutzung
darf nicht
vernachlässigt
werden.

3.2 Empfehlungen Energieversorgung
Je nach Größe der Serverräume sind weitere Vorgaben an die
Energieversorgung zu beachten, sowohl was Anforderungen an die
Verfügbarkeit und Redundanz der Versorgung als auch die Strukturierung
angeht. Im Folgenden sollen die wichtigsten Punkte kurz betrachtet
werden.
3.2.1 Netzanbindung
Redundanz der Anbindung
Raumgröße Auswirkung
A B C D g m h
Weniger für die Energieeffizienz als für die Ausfallsicherheit ist die Struktur
der Anbindung an die Energieversorgung der Netzanbieter von Bedeutung.
In den Serverraumklassen C und D kann eine redundante Versorgung
aufgrund der eingestellten IT-Systeme notwendig werden. In diesem Fall
muss darauf geachtet werden, dass die Zuleitungen physisch getrennt und
auch auf Seiten des Energieversorgers unabhängig voneinander sind
(separate Umspannwerke). Eine redundante Versorgung ist hauptsächlich
für größere Rechenzentren wichtig. Diese Trennung muss
notwendigerweise sowohl innerhalb des Gebäudes (getrennte
Unterverteilungen) als auch außerhalb des Gebäudes (getrennte
Gebäudeeinspeisungen, wenn möglich auch andere Verteilerringe des
Energieversorgers) erfolgen.
Nutzung von Gleichstrom in der Einspeisung
Raumgröße Auswirkung
A B C D g m h
Sofern von Seiten des Energieversorgers möglich, sollte geprüft werden,
ob eine Einspeisung von Gleichstrom bis zur USV erfolgen kann. Dies hat
den Vorteil von verringerten Leitungsverlusten, welche bei Wechselstrom
deutlich höher ausfallen als bei Gleichstrom. Allerdings werden die
anfallenden Wandlungsverluste damit zum Energieversorger hin
verschoben.
Beim Anschluss der USV an Gleichstrom entfällt zudem die Nutzung eines
verlustbehafteten Gleichrichters für die Ladung der Batterien, was einen
01.02.2011 Seite 21 von 46
Die richtige
Anbindung an die
Energieversorger
beachten.
Die Nutzung von
Gleichstrom bis zur
USV in Erwägung
ziehen.

weiteren energetischen Vorteil bringt. Die Weiterführung des Stroms zu den
Endgeräten erfolgt in diesem Falle weiterhin mit Wechselstrom.
Die energetisch günstigste Lösung wäre darüber hinaus die zusätzliche
Versorgung der Server - selbst mit Gleichstrom. Dies würde in der USV
auch den verbleibenden Wechselrichter, der ebenfalls verlustbehaftet ist,
unnötig machen.
Aktuell kann die Weiterführung von Gleichstrom aus der USV zu den IT-
Endgeräten jedoch nicht empfohlen werden, da die Verfügbarkeit
entsprechender Hardware noch nicht flächendeckend gegeben ist. Für eine
langfristige, strategische Entwicklung sollte dieser Punkt jedoch erneut
geprüft werden.
3.2.2 USV
Dimensionierung und Skalierbarkeit der USV
Raumgröße Auswirkung
A B C D g m h
Die Dimensionierung der USV muss an die tatsächlich abgerufenen
Leistungswerte angepasst werden. Je aktiv verwendeter USV ist eine
Auslastung von 70 – 80% anzustreben. Um auf spätere Skalierungen
vorbereitet zu sein, empfiehlt sich die Verwendung von USV-Systemen mit
dynamischen Betriebsmodi, die sich je nach benötigter Leistung um weitere
Teilkomponenten (Batterie-Sets) erweitern lassen. Hier wird neben dem
notwendigen Grundsystem nur die Anzahl an Batterien zugeschaltet, die für
die anfallende Last unbedingt benötigt wird.
Abbildung 4: Skalierbare USV-Systeme
Quelle: Rittal GmbH & Co. KG
01.02.2011 Seite 22 von 46
USV realistisch
dimensionieren und
modular aufbauen.

Zur Umrüstung von bestehenden USV-Systemen empfiehlt es sich, falls
eine höhere Sicherheit erreicht werden soll, zwei oder mehr USV-Systeme
in Reihe zu schalten bzw. diese (n+1) redundant auszulegen. Durch die
höhere Auslastung wird ein besserer Wirkungsgrad erreicht, was wiederum
einen Effizienzgewinn bedingt. Es sollten grundsätzlich nur online
USV-Anlagen mit Doppelwandlertechnologie gemäß VSI-SS-111 nach
IEC/EN 62040-3 zum Einsatz gelangen.
Zur sicheren Überbrückung von kurzzeitigen Netzausfällen und
gegebenenfalls gesichertem Shutdown der Systeme muss eine
Überbrückungszeit vorgesehen werden. Diese setzt sich zusammen aus
einer Zeit t1 für die Anwender (um nach Warnung offene Änderungen zu
speichern), einer Zeit t2 für das Herunterfahren der Server und einer Zeit t3
als Sicherheitsreserve. Sofern keine Netzersatzanlage vorhanden ist und
die Server für ein automatisches Herunterfahren konfiguriert wurden, liegt
die Summe aus t1 + t2 + t3 in der Größenordnung von 15 Minuten. Im Falle
von hochverfügbaren Systemen greifen andere Betrachtungen, welche im
Rahmen dieses Dokuments jedoch unbeachtet bleiben.
Bei jeder USV-Konstellation muss jedoch berücksichtigt werden, dass die
Klimatisierung der USV-Batterie sichergestellt ist. Vielmals wird bei einem
Klimatisierungskonzept die USV-Klimatisierung nicht beachtet. Dies führt
zwar im Fehlerfall nicht zu einem Versagen der Stromversorgung, kann
dann jedoch aufgrund der steigenden Temperatur der USV zu einer
drastischen Reduzierung der Stützzeit führen (Vgl. unten).
USV-Einbau im Rack
Raumgröße Auswirkung
A B C D g m h
Kleinere einphasige USV-Systeme sind so ausgelegt, dass sie in 19“-
Racks eingebaut werden können. Hierbei ist dann entweder der
Batteriepack direkt in die USV integriert oder besteht aus zusätzlichen 19“-
Modulen. USV-Anlagen dieser Bauart sind typischerweise in Größen bis
ca. 8 kVA erhältlich.
Diese Einbauweise bietet sich beispielsweise für Konfigurationen an, in
denen nicht alle Komponenten einer IT in einem Serverraum an die USV
01.02.2011 Seite 23 von 46
Die notwendige
Überbrückungszeit
muss genau
ermittelt werden.
Die thermische Last
im Rack muss
beachtet werden.

angeschlossen werden müssen bzw. wenn die IT-Last so gering ist, dass
die USV-Leistung zur Übernahme aller Lasten ausreicht.
Bei einem solchen Einbau ist die zusätzliche thermische Last im Rack zu
beachten, welche ebenfalls gekühlt werden muss. Eine redundante
Stromversorgung der Geräte kann nur über eine weitere einphasige USV
erfolgen.
USV in einem separaten Raum
Raumgröße Auswirkung
A B C D g m h
Je nach verwendetem Klimatisierungskonzept (Serverraumtemperatur)
kann es sich anbieten, die USV-Anlage in einen anderen Raum
auszulagern. Dies bietet vor allem die Möglichkeit, diesen Bereich auf einer
für die Batterien günstigeren Temperatur zu halten. Moderne Gel-Batterien,
wie sie vielmals bei USV-Anlagen zum Einsatz kommen, haben eine
optimale Lebensdauer bei einer Temperatur von 18 - 20 °C. Bereits bei 25
°C Umgebungstemperatur kann die Lebensdauer um 30%, bei 30 °C sogar
um bis zu 75% sinken.
Bei der Ausbildung eines USV-Raumes ist allerdings auch der Anschluss
an die Löschmittelversorgung (siehe auch Kap. 4) zu beachten. Eine
parallele Nutzung des Raumes, auch als Löschtechnik-Raum, kommt in der
Regel aus baurechtlicher Sicht nicht in Betracht.
3.2.3 Netzersatzanlage
Raumgröße Auswirkung
A B C D g m h
Die Notwendigkeit einer Netzersatzanlage sollte vor Installation gegen die
Nutzung einer zweiten, unabhängigen Netzanbindung durch den
Energieversorger abgewogen werden.
Wichtigstes Kriterium bei der Entscheidung ist die benötigte
Überbrückungszeit. USV-Anlagen können normalerweise in einer
sinnvollen Skalierung nicht mehr als rund 30 Minuten abdecken (vgl. auch
vorheriger Abschnitt zur Skalierung). Andernfalls werden sie in einer
unrentablen Auslastung betrieben. Bis zum wirksamen Anlaufen einer NEA
01.02.2011 Seite 24 von 46
Die Auslagerung
der USV in einen
separaten Raum
prüfen.
Den Einsatz einer
Netzersatzanlage
gegen eine weitere
Netzanbindung
abwägen.

können bei üblichen zwei bis drei Startversuchen rund 5 Minuten vergehen.
Diese Last muss von den USV-Anlagen abgedeckt werden können.
Bei Installation einer NEA ist hierfür ein separater Raum vorzusehen, der
nach Möglichkeit nicht in unmittelbarer Umgebung zu dem Serverraum
liegen sollte. Grund dafür sind zum einen Brandschutzbetrachtungen und
zum anderen die entstehende thermische Last, die nicht nur im Betrieb
auftritt, da eine NEA mittels Kühlsystem-Vorwärmung ständig auf
Betriebstemperatur gehalten werden muss. Auch dieser Verbrauch ist dem
Energieprofil des Serverraumes zuzurechnen.
Die Installation einer NEA ist in der Regel nur für Hochverfügbarkeits-
Serverräume sinnvoll. Weiterhin ist zu beachten, dass in einem solchen
Fall auch spezielle Bevorratungsräume für den Treibstoff der Anlage (bei
HV-Lösungen ausreichend für 72 Stunden Betrieb) bereitgestellt werden
und diese auch mit Versorgungsfahrzeugen erreicht werden müssen. Der
Verbrauch für die regelmäßigen Testläufe der NEA muss bei Bemessung
des Tanks berücksichtigt werden.
3.2.4 Blindleistungskompensation
Raumgröße Auswirkung
A B C D g m h
Bei großem Energieverbrauch in Serverräumen, die nicht mit Gleichstrom
versorgt werden, ist auch die Installation einer Anlage zur
Blindleistungskompensation in Betracht zu ziehen.
Die in einem Wechselstromnetz auftretenden Blindströme können von
Verbrauchern nicht genutzt werden, müssen aber bei der Skalierung eines
Leitungsnetzes beachtet werden, da sonst Überlasten auftreten können.
Bei Großverbrauchern wird zudem oftmals durch die Energieversorger ein
Blindstromzähler installiert, welcher die im Leitungsnetz auftretenden
Blindleistungsverluste misst. Diese werden dem Endverbraucher dann in
Rechnung gestellt. Diese Kosten können durch eine Kompensation der
Blindleistung verringert oder sogar unterdrückt werden.
01.02.2011 Seite 25 von 46
Blindströme nicht
unterschätzen.

3.3 Empfehlungen Klimatisierung
Ein wichtiger Ansatzpunkt zur Optimierung des Energieverbrauchs ist die
Klimatisierung des Serverraumes. Das Kühlkonzept muss sowohl an die
infrastrukturellen Gegebenheiten der Liegenschaft als auch an die
anfallende thermische Last angepasst werden, um energieeffizient arbeiten
zu können. Zudem kommen je nach verwendeter Kühlungsmethode auch
weitere Potentiale zum Tragen, die nachfolgend aufgezeigt werden sollen.
3.3.1 Temperatur
Raumgröße Auswirkung
A B C D g m h
Die Temperatur des Serverraumes ist ein entscheidender Faktor in Bezug
auf die Energieeffizienz. Grundlegend lässt sich festhalten, dass bei den
normalerweise vorherrschenden Temperaturen von 20 °C eine um 1 °C
höhere Temperatur im Raum den Energieverbrauch der Klimatisierung um
ca. 3 - 4 % senkt. Dies würde bei einer Steigerung der Temperatur von
durchschnittlich 20 °C auf 26 °C bereits in einer Reduktion der
Klimatisierungskosten von etwa 20 % resultieren.
Eine Raumtemperatur von 26 °C ist ein Wert, der in wissenschaftlichen
Dokumentationen (Schweizer Bundesamt für Energie und TU Berlin) als
Optimum zwischen den konkurrierenden Anforderungen nach
Betriebssicherheit und Energieeffizienz genannt wird. Durch Laborversuche
und Best-Practice-Studien testen Hersteller und Betreiber von
Rechenzentren höhere Temperaturen.
Darüber hinaus zeigt sich, dass Server der neueren Generationen auch bei
Temperaturen im Bereich von 28 - 32 °C sicher betrieben werden können.
Dies gilt insbesondere für Blade-Systeme, die aufgrund ihrer Architektur
besonders robust sind. Verbindliche oder abschließende Aussagen zur
Betriebssicherheit und Energiebilanz sind zum jetzigen Stand von Seiten
der Hersteller noch nicht erhältlich. Dieser Sachverhalt sollte weiter
beobachtet werden.
Da ein Serverraum regelmäßig als „bedienerloser Raum“ gefahren wird, ist
die Temperatur auch aus arbeitstechnischer Sicht unkritisch. Für geplante
Wartungsfenster, in denen umfangreichere Arbeiten im Raum notwendig
01.02.2011 Seite 26 von 46
1 °C Temperaturunterschied
hat bis
zu 4% Auswirkung
auf den Energieverbrauch.
Auch bei 28 - 32 °C
können Server
sicher betrieben
werden.

werden, ist es möglich, die Temperatur temporär auf ca. 20 - 22 °C zu
senken.
3.3.2 Einhausung
Die effektivste Nutzung von Klimakälte ist möglich, wenn die kalten und
warmen Zonen in einem Serverraum möglichst gut voneinander getrennt
sind. Das aus der herkömmlichen Raumklimatisierung bekannte Konzept,
die Kälte dorthin zu bringen, wo die Wärme ist, um eine möglichst
gleichmäßige Temperaturverteilung zu erreichen, trifft nicht für IT-Räume
zu. Hier ist es gewünscht, dass die Kalt- und Warmseiten der Serverracks
eine deutliche Temperaturdifferenz aufweisen. Am besten lässt sich dies
durch Einhausung der Serverracks erreichen.
Bei allen Einhausungsmaßnahmen ist zu beachten, dass die Rackbelegung
ordnungsgemäß vorgenommen wurde und dass keine Blindöffnungen in
den Racks vorhanden sind. Damit werden thermische Kurzschlüsse
innerhalb der Racks verhindert. Die Kühlluft muss gezielt durch die
Servergehäuse geführt werden, um einen optimalen Kühleffekt zu
erreichen.
Neben festen Einhausungen (beispielsweise durch Stellwände aus
Plexiglas) kann auch die flexible Variante mit Streifenvorhängen aus
Weich-PVC zum Einsatz kommen. Diese lassen sich individuell an die
räumlichen Gegebenheiten anpassen und bieten eine günstige Alternative
zu festinstallierten Raumtrennern. Außerdem lassen sich
Streifenvorhängen bei Erweiterungen der Racks leichter anpassen.
Kaltgang-Einhausung
Raumgröße Auswirkung
A B C D g m h
Die Kaltgang-Einhausung schottet die Vorderseite der Racks vom übrigen
Raum ab. Diese Methode ist nur bei der Kühlluft-Führung über den
Doppelboden wirklich effektiv möglich. Hierzu werden bei einem
mehrreihigen Rackaufbau die Rack-Vorderseiten einander zugewandt und
oben und an den Seiten der Racks eine Einhausung angebracht.
Anschließend wird die Kühlluft über Öffnungen im Doppelboden in die
Einhausung eingeblasen. Die Vorderseiten der Racks sollten dazu
01.02.2011 Seite 27 von 46
Die Trennung von
kalten und warmen
Zonen sollte
angestrebt werden.
Der Kühlluftstrom
darf nicht unterbrochen
werden.

möglichst keine Türen bzw. nur gut durchlässige Gittertüren besitzen, um
den Kühlluftstrom möglichst nicht zu behindern.
Die Warmluft wird bei diesem Konzept in den Raum ausgeblasen, wo sie
erneut von den Wärmetauschern der Klimaanlage herunter gekühlt wird.
Eine gezielte Wärmeabsaugung ist nicht zwingend notwendig. Dieses
Konzept ist auch bei der Verwendung von direkter freier Kühlung möglich.
Abbildung 5: Kaltgang-Einhausung
Quelle: BITKOM
Warmgang-Einhausung
Raumgröße Auswirkung
A B C D g m h
Eine Warmgang-Einhausung stellt konzeptionell das Komplement der
Kaltgang-Einhausung dar. Hierbei wird (über Doppelboden- oder
Raumklimatisierung) der Serverraum auf die Zuluft-Temperatur herunter
gekühlt. Die auf der Rückseite der Serverracks entstehende Warmluft wird
gezielt abgesaugt und den Klimakühlern zugeführt.
01.02.2011 Seite 28 von 46

Abbildung 6: Nachträgliche Einhausung von Rackreihen
Quelle: Schroff GmbH
Eine weitere Möglichkeit bietet sich bei der Nutzung von direkter freier
Kühlung. Hier kann die abgesaugte Warmluft über die bereits vorhandenen
Frischluftkanäle direkt ins Freie geleitet werden.
Kaltgang-Einhausung Warmgang-Einhausung
Nur mit Doppelboden-Belüftung
sinnvoll möglich
Absaugung der Abluft
nicht zwingend notwendig
Tabelle 1: Vergleich Kalt- und Warmgang-Einhausung
Einzelrack-Abschottung
Raumgröße Auswirkung
A B C D g m h
Art der Zuluft egal
Abluftabsaugung bzw. -
leitung zwingend notwendig
Eine noch gezieltere Form der Einhausung stellt die Einzelrack-
Abschottung dar. Hier wird auf der Rückseite der Racks eine Absaugeinheit
montiert, die mit einem hohen Volumenstrom die Kühlluft durch die Racks
saugt und die entstehende Warmluft über dafür vorgesehene Kanäle
entweder den Klimageräten zuführt oder ins Freie abbläst. Dieser
Volumenstrom begünstigt die Kühlung bei höheren Zulufttemperaturen,
01.02.2011 Seite 29 von 46
Die Einzelrack-
Abschottung ist ein
effektiver Ansatz
besonders für
kleinere Serverräume.

weshalb eine Nutzung dieser Methode vor allem in kleineren Räumen eine
gute Grundlage zur Erhöhung der Serverraumtemperatur darstellt.
Diese Abschottung bietet eine hohe Effektivität bei der Klimatisierung,
verbraucht jedoch durch die zusätzlichen Lüfter in der Absaugung mehr
Energie. Hier sind Vor- und Nachteile genau gegeneinander abzuwägen.
Eine Einzelrack-Abschottung kann auch zusätzlich zu einem anderen
Klimatisierungskonzept eingesetzt werden, um gezielt Racks mit einer sehr
hohen Energiedichte zusätzlich zu kühlen.
Abbildung 7: Warmluftabsaugung
Quelle: BITKOM
3.3.3 Aufbau der Klimatisierung
Neben den verschiedenen Klimatisierungsmethoden ist zu untersuchen,
wie die Klimaleistung in den Raum gebracht werden soll. Hierzu bieten sich
vor allem die folgenden Methoden an.
Raumklimatisierung (ungerichtet)
Raumgröße Auswirkung
A B C D g m h
Eine ungerichtete Raumklimatisierung erfolgt durch die Verwendung von
Wärmetauschern, die den gesamten Raum unabhängig von ihrer
Positionierung auf einen bestimmten Soll-Wert kühlen. Hierbei erfolgt keine
gezielte Luftleitung zu den Verbrauchern. Diese Klimatisierung bietet sich
aufgrund der Kombination aus günstiger Installation und suboptimaler
Effizienz aus „Green IT“-Sicht nur für Kleinst-Serverräume an.
01.02.2011 Seite 30 von 46
Die ungerichtete
Raumklimatisierung
nur für Kleinst-
Serverräume in
Betracht ziehen.

Oftmals erfolgt in dieser Größenordnung die Kühlung durch herkömmliche
Komfort-Klimageräte ohne spezielle Mess- und Regeltechnik. Der
Wirkungsgrad dieser Geräte ist auch in der Regel nicht mit denen von
speziellen IT-Klimageräten vergleichbar.
Der Einsatz dieser Kühlmethode sollte nur bei Räumen der Kategorie A
und fehlender Anbindung an andere Klimasysteme erfolgen.
Raumklimatisierung (gerichtet)
Raumgröße Auswirkung
A B C D g m h
Eine Verbesserung der zuvor genannten Methode ist die gerichtete
Raumklimatisierung. Hier wird mit den Wärmetauschern immer noch der
gesamte IT-Raum gekühlt, allerdings wird die Kühlluft durch luftleitende
Maßnahmen näher an die thermischen Lasten gebracht. Dies kann z. B.
durch eine Einhausung geschehen, bei der der Wärmetauscher mit in die
Einhausung eingebunden wird.
Zur optimalen Ausnutzung der Kühlung sollte nach der Installation einer
solchen Anlage eine Luftstrom-Messung erfolgen und anhand der
Ergebnisse die Luftführung optimiert werden.
Reihenklimatisierung
Raumgröße Auswirkung
A B C D g m h
Bei einer Reihenklimatisierung wird über eine Doppelboden-Kühlung oder
über seitlich angebrachte Reihen-Wärmetauscher die Kühlluft in eine quer
verbundene Rack-Reihe geleitet. Die Rack-Vorderseiten sind hierbei durch
luftdichte Türen verschlossen, was den Luftstrom gezielt durch die
Verbraucher auf die Rückseite leitet.
Diese Klimatisierung ist aus energetischer Sicht nur sinnvoll, wenn die
Rack-Reihe aus rein aktiven Racks besteht, in denen die thermischen
Lasten gleichmäßig verteilt sind. Eine verstärkte Kühlung von Hot-Spots ist
bei dieser Methode nicht möglich.
Bei ungleicher Verteilung der thermischen Lasten oder bei kombinierten
Aktiv-Passiv-Reihen sollte diese Methode aus Effizienzgründen nicht
verwendet werden.
01.02.2011 Seite 31 von 46
Die gerichtete
Raumklimatisierung
der ungerichteten
vorziehen.
Eine Reihenklimatisierung
nur bei
Racks mit gleichen
thermischen Lasten
anwenden.

Rackklimatisierung über Raumklimageräte
Raumgröße Auswirkung
A B C D g m h
Eine effektivere Nutzung der Kühlluft als bei einer Reihen-basierten
Kühlung ist bei einer Nutzung von Raumklimageräten auf Rack-Ebene
möglich. Diese Methode entspricht quasi einer Einhausung eines jeden
Racks. Hierzu ist es unbedingt erforderlich, dass eine Belüftung über den
Doppelboden unter Nutzung von luftleitenden Maßnahmen erfolgt.
Die Racks sind bei dieser Methode quer zueinander abgeschottet. Die
Luftzufuhr erfolgt über den Doppelboden und über regelbare Luftauslässe
auf der Rack-Vorderseite.
Rein passiv bestückte Racks können hier gezielt von der Klimatisierung
ausgenommen werden. Für besonders thermisch intensive Racks bietet
sich die Kombination aus einer Rack-Kühlung und einer Warmluft-
Absaugung an.
Rackklimatisierung über Schrankklimageräte
Raumgröße Auswirkung
A B C D g m h
Die am besten anpassbare Kühlmethode ist eine Rack-basierte Kühlung
über spezielle Schrankklimageräte, die zwischen den Racks montiert
werden. Hierbei gibt es Ausführungen, die nur ein Rack mit Kühlluft
versorgen können, oder solche Geräte, die zwei Racks (links und rechts)
zu kühlen vermögen. Eine Beispielinstallation findet sich nachfolgend.
Abbildung 8: Klimatisierung über Rack-Klimageräte
Quelle: Cassini Consulting
01.02.2011 Seite 32 von 46
Der Einsatz von
Raumklimageräten
benötigt gleichzeitig
luftleitende
Maßnahmen.
Schrankklimageräte
sind teuer, aber
effektiv.

Für besonders energieintensive Racks oder für Komponenten, die
redundant gekühlt werden müssen, ist diese Installationsmethode
empfehlenswert.
Diese Kühlung wird immer als Umluftkühlung ausgeführt, weshalb die
Nutzung einer direkten freien Kühlung bei dieser Methode nicht in Frage
kommt.
Bei großen Serverräumen ist diese Kühlung aufgrund des durch die hohe
Anzahl an notwendigen Geräten ungünstigen Kosten-Nutzen-Verhältnisses
nur für die zusätzliche Kühlung einiger Komponenten sinnvoll, jedoch nicht
als Gesamtlösung.
3.3.4 Art der Klima-Rückkühlung
Neben den Methoden, die Kälteleistung im Serverraum optimal zu
verteilen, ist auch die Erzeugung der Kälte ein wichtiger Faktor bei der
Energieeffizienz. Daher wird im Folgenden auf die gängigen Methoden zur
Kälteerzeugung eingegangen.
Kompressor-Rückkühler
Raumgröße Auswirkung
A B C D g m h
Die Kompressor-Klimatisierung ist derzeit noch die am weitesten
verbreitete Methode zur Kälteerzeugung. Sie basiert auf dem „Kühlschrank-
Prinzip“ und erzeugt Kälte durch Verdampfung eines Kältemittels, welches
zuvor mittels Hochdruck verflüssigt wurde.
Da diese Methode jedoch energetisch zu den ungünstigen Lösungen zählt,
muss bei der Verwendung einer Kompressor-Klimatisierung ein
besonderes Augenmerk auf die angepasste Skalierung der Kühlanlage
gelegt werden.
Bei Kleinst-Räumen ist diese Kälteerzeugung oft die einzig sinnvoll
nutzbare Methode, wenn Komfort-Klimageräte zum Einsatz kommen.
Eine Möglichkeit, das Energieprofil einer Kompressor-Klimaanlage zu
verbessern, ist die Nutzung von Wärmerückgewinnung zur Heizung von
übrigen Räumen. Hierzu kann ein zweiter Wärmekreislauf aufgebaut
werden, der über die Abwärme des Klimakompressors gespeist wird.
01.02.2011 Seite 33 von 46
Die Kompressor-
Klimatisierung kann
auch zur Wärmerückgewinnung
genutzt werden.

Freie Kühlung
Raumgröße Auswirkung
A B C D g m h
Die freie Kühlung setzt auf die Nutzung der Umgebungsluft als Kühlmittel.
Diese Art der Kältenutzung ist energetisch sehr effizient, da bei den in
Deutschland vorherrschenden Jahrestemperaturen im Mittel 30 - 40 %
Energieeinsparung im Vergleich zu einer reinen Kompressorkühlung
erreicht werden kann. Wie aus der nachfolgenden Grafik (Quelle:
freikuehlung.info - Umweltdaten für Frankfurt a.M.) deutlich wird, muss erst
ab einer Außentemperatur von ca. 16 °C eine Zusatzkühlung mittels eines
Verdichters mitgenutzt werden.
Abbildung 9: Nutzung von freier Kühlung
Quelle: air2000 GmbH / freikuehlung.info
Direkte freie Kühlung
Bei der direkten freien Kühlung wird die Außenluft nach Aufbereitung
(Reinigung, Be- bzw. Entfeuchtung) direkt zur Kühlung der IT genutzt. Dies
kann mit mehreren der bereits zuvor genannten Methoden geschehen. Es
wird allgemein angenommen, dass für 7.000 Stunden pro Jahr die direkte
freie Kühlung als Kühlmethode zum Halten der notwendigen Serverraum-
Temperatur ausreichend ist (Klimadaten für Frankfurt a.M., angenommene
Übergangstemperatur 16 °C, vgl. Fachinstitut Gebäude-Klima e.V).
01.02.2011 Seite 34 von 46
Die Umgebungsluft,
wenn möglich, zur
effektiven Kühlung
nutzen.
Direkte freie
Kühlung benötigt
luftaufbereitende
Maßnahmen.

Allerdings ist der erhöhte Aufwand für Luftaufbereitung und Luftleitung zu
berücksichtigen.
Systembedingt muss jedoch eine weitere Klimatisierungstechnik in vollem
Umfang verfügbar sein, damit auch bei Hitzeperioden eine Klimatisierung
gewährleistet ist.
Indirekte freie Kühlung
Bei der indirekten freien Kühlung wird die Außenluft nicht direkt in die zu
kühlenden Räume eingeleitet, sondern zur Kühlung des Kältemittels
genutzt, welches anschließend die Kaltwassersätze in den Serverräumen
versorgt. Diese Methode hat den Vorteil, dass diese sich leicht mit einer
weiteren Klimatisierungsmethode wie z. B. einer Kompressorkühlung
verknüpfen lässt, um bei Außentemperaturen über 16 °C und natürlich in
Hitzeperioden eine ausreichende Klimaleistung zur Verfügung zu stellen.
Abbildung 10: Schema indirekte Zweikreis-Kühlung
Quelle: air2000 GmbH / freikuehlung.info
Nutzung von Gebäudeklimatisierung
Raumgröße Auswirkung
A B C D g m h
Vor allem bei der nachträglichen Planung eines Serverraumes ist oftmals
bereits eine Gebäudeklimatisierung vorhanden, welche mit relativ geringem
Aufwand auch für die Kühlung der IT genutzt werden kann. Hierbei sind
jedoch mehrere Punkte zu beachten.
01.02.2011 Seite 35 von 46
Die indirekte freie
Kühlung kann mit
weiteren Methoden
kombiniert werden.
Die Nutzung der
vorhandenen
Gebäudeklimatisierung
prüfen.

Die vorhandene Klimatisierung muss genügend Reserven bieten, um die
durch einen Serverraum entstehenden Kühllasten aufzufangen. Daher
müssen die benötigte Kälteleistung und die bereits genutzte Kapazität der
bestehenden Klimaanlage genau bekannt sein.
Sehr wichtig ist die Prüfung, ob eine vorhandene Klimatisierung des
Gebäudes auch in den Wintermonaten genutzt werden soll. Vielmals sind
Gebäudeklimaanlagen im Winter außer Betrieb. Sollte eine entsprechend
dimensionierte Anlage normalerweise im Winter außer Betrieb gesetzt
werden können, wenn keine IT-Last vorhanden wäre, so ist es fast immer
günstiger, eine dezidierte IT-Klimatisierung zu etablieren. Die
Gebäudeklimatisierung würde in einem solchen Fall außerhalb jeglicher
Auslastungs- und Effizienzparameter laufen, weshalb sich die zusätzliche
Installation einer IT-Klimaanlage schon nach kurzer Zeit amortisiert.
3.3.5 Berechnung der Klimalasten
Raumgröße Auswirkung
A B C D g m h
Zur genauen Betrachtung der notwendigen Klimaleistung ist es wichtig, den
auftretenden Wärmeeintrag durch die IT-Last und andere Faktoren genau
zu bestimmen.
Zur Bestimmung der Wärmelast ist es zum Beispiel möglich, die in den
Datenblättern der Hersteller angegebenen Werte zu verwenden. Viele
Unternehmen publizieren in den technischen Daten ihrer Hardware den
Wärmeeintrag in der Einheit BTU (British Thermal Unit). Zur Umrechnung
in andere, gängige Werte kann die nachfolgende Tabelle benutzt werden.
Wert in Umrechnungsfaktor Ergebnis in
BTU pro Stunde 0,293 Watt
Watt 3,41 BTU pro Stunde
Tonnen 3.530 Watt
Watt 0,000283 Tonnen
Tabelle 2: Umrechnung von Wärmelasten
Weiterhin kann als Richtwert die Wärmelastberechnung nach VDI 2078
verwendet werden. Diese Norm berücksichtigt jedoch nur wenige
Rahmenparameter, weshalb die hier ermittelten Werte nur als Anhaltspunkt
dienen sollten.
01.02.2011 Seite 36 von 46
Die Angaben der
Hersteller können
bei der Berechnung
unterstützen.

3.4 Empfehlungen Struktureller Aufbau
3.4.1 Trassierung
Kabelführung in den Racks
Raumgröße Auswirkung
A B C D g m h
Zur effektiven Nutzung der Klimakälte ist es notwendig, dass der Luftstrom
ungehindert die Server in den Racks passieren kann. Dies kann vor allem
durch eine unstrukturierte Verkabelung verhindert werden. Werden die
Daten- und Stromkabel ohne Führung an den Servern hängen gelassen,
bilden sich schnell sogenannte „Kabelvorhänge“, welche den Luftstrom
blockieren und die Bildung von Hot-Spots begünstigen können.
Sinnvoll ist eine strukturierte Verkabelung, bei der die Datenleitungen zur
einen und die Stromleitungen zur anderen Seite eines Racks geführt
werden. Dies trägt außerdem zur Übersichtlichkeit der Verkabelung bei.
Abbildung 11: Vergleich unstrukturierte und strukturierte Verkabelung
Quelle: Cassini Consulting
Trennung von Signal- / Daten- / Stromleitungen und Wasser (Klima)
Raumgröße Auswirkung
A B C D g m h
Bereits in der Planungsphase sollte evaluiert werden, wie die Kabelführung
zu den Racks hin erfolgen sollte. Die Kabelführung z. B. von
Datenleitungen unter der Decke, die Verwendung von Stromschienen im
Doppelboden oder ebenfalls unter der Decke sind weitere Möglichkeiten
zur Leitungsführung – insbesondere bei Raumgrößen D und größer. Hier
wird allgemein auch aus Übersichtlichkeitsgründen empfohlen, Signal-,
Daten- und Stromleitungen voneinander zu trennen. Auch die Zuführung
01.02.2011 Seite 37 von 46
Eine unstrukturierte
Verkabelung
behindert oftmals
den Luftstrom.
Unterschiedliche
Leitungsarten
voneinander
trennen.

des Kaltwassers (vgl. 4.5 Leckageüberwachung), bei der Verwendung von
Schrankklimageräten, muss beachtet werden.
Erfolgt die Führung der Leitungen in einem Doppelboden, der auch zur
Klimatisierung genutzt werden soll, so ist darauf zu achten, dass nicht mehr
als 30 % der lichten Höhe des Bodens durch Kabel belegt werden. Auch
die vorzuhaltenden Kabelreserven sind hierbei zu berücksichtigen.
Idealerweise erfolgt die Führung der Leitungen in speziell dafür
vorgesehenen Kabeltrassen. Die Austrassierung sollte so nah am
Endverbraucher erfolgen wie möglich.
3.4.2 Messtechnik
Erfassung von Umweltdaten
Raumgröße Auswirkung
A B C D g m h
Zur Regelung und Verbrauchssteuerung von Klima- und Netztechnik ist es
unerlässlich, Messwerte zu erheben (möglichst an mehreren aktiven
Punkten). Hieraus sollte eine Regelung der Klimatisierung abgeleitet
werden können und zwar über den Mittelwert der erfassten Messwerte.
Nach Möglichkeit sollte eine getrennte und automatisierte Erfassung von
Verbrauchswerten vorgesehen werden. Dazu sind die einzelnen
Stromkreise der Kühltechnik und der IT-Technik mit Impulszählern
auszustatten. Die Server-Racks sind mit Messfühlern für Temperatur und
Luftfeuchtigkeit auszustatten. Hierdurch sollen Hot Spots und Fehler im
thermischen Abgleich identifiziert werden.
Als Voraussetzung müssen valide Messdaten generiert werden: Die
generierten Messwerte werden dann an eine Auswertungseinheit
übertragen. Mit einer solchen „Smartbox“ lassen sich die
Energieverbräuche und Messwerte bestimmter Systeme zeitgesteuert und
automatisch ermitteln. Hierunter ist zu verstehen, dass je nach Art der
Zwischenschaltung und Programmierung, Verbrauchsdaten bis auf
einzelne Geräte oder bis auf einzelne Cluster (z. B. alle Server in einem
Rack) genau ermittelt und an ein zentrales System gesendet werden. Die
Auswertung der Daten erfolgt an einem PC.
01.02.2011 Seite 38 von 46
Messwerte erheben,
um gezielte
Regelungen
definieren zu können.

Erfassung von Lastdaten
Raumgröße Auswirkung
A B C D g m h
Neben der Erfassung und Verarbeitung der Umweltdaten ist es auch
sinnvoll, gleichzeitig die Lastdaten der IT-Systeme zu erheben. Dies ist
besonders relevant, wenn Virtualisierungstechniken zum Einsatz kommen
sollen.
Die Messwerte, welche entweder direkt von der Serverhardware oder auch
von speziellen Software-Tools erhoben werden können, sollten mit den
Umweltdaten verknüpft werden, um eine qualitative und quantitative
Bewertung der IT zu ermöglichen.
Im Rahmen eines solchen Messkonzepts ist es möglich, bereits frühzeitig
Tendenzen zur Lastentwicklung und somit auch zur Wärmeabgabe von
Systemen zu erkennen. Dies ermöglicht eine rechtzeitige Ansteuerung der
Klimatisierung. Des Weiteren werden auch Nutzungsprofile von bestimmten
Systemen gebildet, was unter anderem dabei helfen könnte, Test- und
Entwicklungssysteme bedarfsgesteuert herunterzufahren.
01.02.2011 Seite 39 von 46
Umwelt- und
Lastdaten
miteinander
verknüpfen.

4 Weitere Empfehlungen
Dieses Kapitel beinhaltet weitere Empfehlungen, die sich entweder nicht
direkt auf die Energieeffizienz eines Serverraumes auswirken oder je nach
verwendeter Infrastruktur nicht bewerten lassen.
Dennoch sollten die hier angesprochenen Punkte in die genauere Planung
bei Neubauten von Serverräumen mit aufgenommen werden.
4.1 Virtualisierung
Die Virtualisierung von Systemen und Speicher darf mittlerweile als
gängige Praxis betrachtet werden. Auch aus „Green IT“-Sicht ist die
effektivere Ausnutzung von Ressourcen durch Virtualisierung
wünschenswert.
Allerdings bringt ein steigender Grad an Virtualisierung auch neue
Gefahren mit sich. So lässt sich ein virtuelles Abbild eines Systems
eventuell leichter manipulieren oder entwenden als ein kompletter
physikalischer Server. Aus diesem Grund sind beim Aufbau von virtuellen
Umgebungen besondere Vorkehrungen zu treffen. Die Beschreibung
möglicher Sicherheitsmaßnahmen ist nicht Bestandteil dieses Dokuments.
Hierzu empfiehlt sich die Beachtung der Richtlinien, die das Bundesamt für
Sicherheit in der Informationstechnik (BSI) mit dem Grundschutz-Baustein
„Virtualisierung“ herausgegeben hat.
Abbildung 12: Sicherheit bei der Virtualisierung (BSI)
Quelle: Bindesamt für Sicherheit in der Informationstechnik
4.2 Storage-Technik
Bei der Verwendung von Netzwerkspeicher-Lösungen sollten mehrere
Punkte zur Energieeffizienz beachtet werden. Zurzeit kommen
hauptsächlich noch Festplatten im 3,5“-Formfaktor für Netzwerkspeicher
zum Einsatz. Hier sollte geprüft werden, ob es aus energetischer Sicht
sinnvoller ist, auf Festplatten im 2,5“-Formfaktor umzustellen. Diese sind
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Virtualisierungen
birgen neben
Chancen auch
Gefahren in sich.
Moderne Storage-
Speicher einsetzen.

von den Leistungsdaten mittlerweile mit den größeren Exemplaren
vergleichbar, haben allerdings aufgrund der geringeren Größe und somit
kleineren mechanischen Teilen auch einen geringeren Energieverbrauch.
Weiterhin sollte, vor allem bei Neuaufbau eines Netzwerkspeichers, die
Etablierung eines Hierarchical Storage Management Systems (HSM) in
Betracht gezogen werden. Diese Technologie ermöglicht eine geordnete
Verteilung und Archivierung der Daten auf einem Netzwerkspeicher, so
dass selten benötigte Daten zusammengefasst und auf langsameren
Speichermedien ausgelagert werden können. Dies erhöht in der
Gesamtheit die Energieeffizienz.
Zusätzlich zu einem HSM sollten auch Systeme zur Deduplizierung von
Daten eingesetzt werden. Dies ermöglicht eine noch effektivere
Ausnutzung des zur Verfügung stehenden Speichers. Hier ist genau die
technische Entwicklung zu beobachten, da zusätzlich zu den aktuell
verfügbaren Systemen – welche auf Dateiebene deduplizieren – bald auch
Dedup-Systeme verfügbar werden, die auf Bit-Ebene arbeiten. Diese
Systeme werden höhere Leistungen bei geringerem Ausfallrisiko bringen.
4.3 Netzanbindung
Neben der eventuell redundant ausgeführten Anbindung an die
Stromversorgung ist auch bei der Datenanbindung die Ausfallsicherheit zu
beachten. Hier gelten zunächst die gleichen Vorgaben wie bei der
Stromversorgung. Je nach Verfügbarkeitsanforderung der Systeme sollte
untersucht werden, ob zum Versorger eine dezidierte Anbindung (z. B.
„Dark Fiber“) notwendig ist. Auch diese Trassierung hat in einem solchen
Fall physisch getrennt zu erfolgen. Sollte der Serverraum eine Anbindung
an die Netze des Bundes (NdB) erfordern, so sind vorrangig die
entsprechenden Richtlinien dazu zu beachten.
4.4 Sicherheit / Zutrittsschutz
Für einen Serverraum gelten gesteigerte Anforderungen an den
Zutrittsschutz und die Sicherheit. So sollte ein Serverraum von der
Gebäudeaußenseite nicht eindeutig als solcher zu erkennen sein, was
unter Umständen Konflikte mit der Notwendigkeit des Sonnenschutzes mit
sich bringt (Verspiegelung). Hier sind Nutzen und Risiken genau
gegeneinander abzuwägen. Im Zweifelsfall sollte von der Positionierung
eines Serverraumes an einer exponierten Stelle abgesehen werden.
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Neue Systeme zur
Deduplizierung sind
bald verfügbar.
Die Platzierung des
Serverraums gründlich
prüfen.

Gleiches gilt auch für die Kennzeichnung des Raumes innerhalb des
Gebäudes. Ein Raum, der sich äußerlich nicht von anderen unterscheidet,
weckt keine „Begehrlichkeiten“. Sinnvoll ist es, den Zutritt zu einem
Serverraum nur über einen Vorraum zu ermöglichen, welcher eventuell
gesondert überwacht werden kann. Hier ist auch eine gleichzeitige Nutzung
dieses Raumes als Rüst- und Arbeitsfläche möglich.
Auch der Zugang zu dem Raum vom Gebäudeinneren muss streng
überwacht werden. Die Anbindung an eine zentrale Zutrittskontrollanlage
des Gebäudes hat zwar den Vorteil einer leichteren Kontrolle der
Zugangsberechtigungen, führt aber oftmals aufgrund der einfachen
Administration zur zu schnellen Vergabe von Zutrittsrechten. Hier ist ein
genaues Sicherheits- und Zutrittskonzept empfehlenswert, in dem genau
festgelegt wird, wer Zutritt zu den Räumen haben darf und wann diese
Rechte wieder entzogen werden.
4.5 Leckageüberwachung
Die Klimatisierung von Serverräumen erfolgt in vielen Fällen über Split-
Klimageräte, wobei die Nutzkälte durch Wasser / Wasser-Glykol oder
andere Flüssigkühlmittel transportiert wird. Da durch den Transport dieses
Kühlmittels bis zu den Wärmetauschern auch im Serverraum eine
Leitungsführung notwendig werden kann, müssen besondere
Vorkehrungen zur Leckagesicherheit getroffen werden.
Ein Austritt von Kühlmittel muss mit geeigneten Methoden (Feuchtigkeitssensoren,
Drucküberwachung der Kühlmittel-Leitungen) frühestmöglich
erkannt werden. Gegebenenfalls ist dafür Sorge zu tragen, dass die
betreffenden Kühlmittelleitungen sofort drucklos gesetzt werden, um eine
weitere Ausbreitung der Leckage zu verhindern. Da dadurch auch die
Klimatisierung unter Umständen vollständig ausfällt, ist dies in das
Notfallkonzept zu integrieren. Falls keine Klimaredundanz vorhanden ist,
kann eine Leckage der Klimaleitungen auch zum gezielten Abschalten der
Server führen.
4.6 Löschtechnik
Neben den Sicherheitskriterien, die den Zutrittsschutz betreffen, gilt auch
dem Brandschutz eines Serverraumes besondere Aufmerksamkeit. Neben
den ohnehin zu beachtenden Anforderungen des baulichen und
vorbeugenden Brandschutzes, die je nach Objekt unterschiedlich ausfallen
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Sicherheits- und
Zutrittskonzepte
sind zwingend
notwendig.
Sensoren müssen
Feuchtigkeits- und
Druckveränderungen
frühzeitig erkennen.

können, gibt es einige weitere Punkte, an denen Berührungsstellen mit den
in diesem Dokument erwähnten Empfehlungen auftreten.
Zu einer Brandschutz- und Löschanlage gehört die Installation einer
Rauchabsaugung, die sowohl auftretende Brandgase ableitet, als auch
nach dem Auslösen einer Löschanlage dazu verwendet wird, das Löschgas
nach Beendigung der Löschung aus dem Serverraum abzusaugen. Hier ist
genau zu prüfen, ob eine eventuelle Vorstreckung der
Rauchgasabzugsanlage auch als Wärmeabsaugung für die Klimatisierung
genutzt werden kann. Dies würde eine synergetische Nutzung der
Installation ermöglichen, was sowohl Hardwarekosten spart, als auch im
Betrieb energetisch sinnvoller ist.
Zu beachten ist weiterhin die Brandabschnittstrennung zwischen USV-,
Klima- und Serverraum. Aus Gründen der Ausfallsicherheit bzw. einer
„Continuity of Business“-Strategie ist es sinnvoll, diese Räume in
getrennten Brandabschnitten unterzubringen. Eine solche Separierung
sorgt dafür, dass bei einem Brandfall nicht die gesamte Infrastruktur
verloren geht, die zum Betrieb der IT notwendig ist.
4.7 Hochverfügbarkeit
Sollten in dem Serverraum Verfahren betrieben werden, die hochverfügbar
sein müssen, so sind bereits in der Planungsphase weitere Punkte zu
beachteten. Einige dieser Maßnahmen wurden bereits in den
entsprechenden Unterpunkten des Kapitels 3 genannt (siehe USV / NEA).
Da dieses Dokument allgemeine Richtlinien für den energieeffizienten
Aufbau eines Serverraumes bereitstellt, können nicht alle notwendigen
Fokusfelder beleuchtet werden. Es wird daher dringend empfohlen, unter
Zuhilfenahme von speziellen Dokumentationen die Anforderungen an einen
hochverfügbaren Serverraum zu prüfen und mit den hier genannten
Punkten abzugleichen.
4.8 IT-Notfallmanagement
Die in diesem Dokument betrachteten Punkte haben teilweise
Auswirkungen auf die Notfallsicherheit eines Serverraumes. Daher wird
empfohlen, die Maßnahmen zur Energieeffizienz auch bei der Erstellung
eines IT-Notfallkonzepts mit zu berücksichtigen.
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Der Brandschutz
ist von zentraler
Bedeutung.
Hochverfügbare
Systeme haben
besondere
Anforderungen.

Es ist ratsam, bereits in einer frühen Phase der Planung entsprechende
Richtlinien zum IT-Notfallmanagement (z. B. nach BSI Standard 100-4) zu
beachten und in den Notfall-Handbüchern Verweise auf die Auswirkungen
zur Energieeffizienz mit aufzunehmen.
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Literaturverzeichnis
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http://www.mckinsey.com/clientservice/bto/pointofview/pdf/Revolutionizing_Data_Center_Efficie
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3. Fachinstitut Gebäude-Klima e.V. Freie Kühlung. fgk.de. [Online] 2007.
http://www.downloads.fgk.de/131_8_ISH2007_Grauting.pdf.
4. Bundesagentur für Arbeit. Planungsrichtlinie der BA - Infrastruktur der Informations- und
Kommunikationstechnik. 2002.
5. Bundesverwaltungsamt. Analysemodell. BIT. [Online] 2010.
http://www.bit.bund.de/cln_170/nn_1721838/BIT/DE/Beratung/Green__IT/Werkzeuge/Analysem
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7. Biercamp, Joachim. Technische Umsetzung und Berücksichtigung von Energieeffizienz
sowie Nachhaltigkeit in der Planung des neuen DKRZ Gebäudes. DKRZ. [Online]
http://www.dkrz.de/dkrz/news/OekologischesBauen_de_DE.html.
8. Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik. IT-Grundschutz. BSI. [Online]
https://www.bsi.bund.de/DE/Themen/ITGrundschutz/Aktuelles/aktuelles_node.html.
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Ansprechpartner
Herr Dr. Reiner Henseler
Projektleiter Green IT im BVA
Telefon: 022899-358-3900
E-Mail: Reiner.Henseler@bva.bund.de
Frau Christiane Hopfe
Ansprechpartnerin Kompetenzzentrum Green IT
Telefon: 022899-358-3900
E-Mail: Christiane.Hopfe@bva.bund.de
Herr Michael Seipel
Autor
Telefon: 0151-11443841
E-Mail: Michael.Seipel@cassini.de
Herr Dennis Mohn
Autor
Telefon: 0151-11443864
E-Mail: Dennis.Mohn@cassini.de
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