Obtention de la certification LEED avec la modélisation de centre de données IES

Date Published

15th May 2020

Michael Pollock
LCC, LEED AP, MEng
Project Leader, Special Projects

IES Consulting’ a pu démontrer des économies énergétiques importantes - environ 40% sur les charges d'énergie de refroidissement, grâce à la simulation de stratégies de refroidissement libre diverses. 

Le crédit ‘LEED Optimize Energy Performance’ permet aux équipes de conception d'atteindre jusqu'à 18 points, tout en démontrant que le coût opérationnel du bâtiment proposé est inférieur à celui d'un modèle de base. Une réduction de 5% est le minimum requis et une réduction de 50% atteindrait le maximum de 18 points.

Un point supplémentaire est disponible pour l'innovation, si la conception dépasse une amélioration de 54% de l'efficacité énergétique par rapport à la ligne de base.  Par conséquent, la modélisation énergétique LEED est une étape clé vers l'obtention d'une certification ‘Gold’ ou ‘Platinum’. Il est donc impératif que les équipes de conception étudient soigneusement comment maximiser le rendement potentiel du crédit.

Le modèle énergétique LEED considère la consommation énergétique de l'ensemble du bâtiment, y compris les utilisations des ascenseurs et des escaliers mécaniques, la ventilation du parking, l'éclairage extérieur, la cuisine, les serveurs, etc.

Normalement, les charges non réglementées sont traitées de manière identique entre le bâtiment de conception et celui de référence. Cela peut présenter un problème dans ces types de bâtiments où ces charges représentent une proportion importante de son énergie globale.

C'est en effet le cas d'un ‘Data Center’ où la consommation d'énergie associée au serveur et à leurs charges, pourrait dépasser 70% de l'énergie totale du bâtiment. Par conséquent, pour respecter la réduction obligatoire de 5%, les équipes de conception devraient atteindre une réduction de ~ 17% pour toutes autres utilisations d'énergie.

Le graphique ci-dessous illustre le pourcentage de réduction nécessaire de l'équipement non serveur pour atteindre des points différents de crédits ‘LEED’. 

Par exemple, dans le cas décrit ci-dessous, une équipe de conception devrait réduire la consommation d'énergie non-serveur de 47% pour atteindre seulement 5 points LEED, ou 80% pour atteindre 10 points.

Heureusement, il existe un chemin de conformité alternatif (ACP) qui permet aux équipes de conception d'inclure les avantages des serveurs à faible consommation d’énergies, de la virtualisation et de la conception efficace de systèmes électriques. L'USGBC a produit un fichier dans lequel les caractéristiques de l'équipement du centre de données peuvent être décrites. Ce calculateur génèrera ensuite une charge équivalente pour le cas de référence. Cette feuille de calcul est accessible à partir de ce lien https://www.usgbc.org/resources/minimum-energy-performance-data-center-calculator.



Avec l'augmentation de charge et du cout énergétique associée au fonctionnement du serveur dans le cas de base, il y a également une charge accrue sur les équipements de climatisations qui aideront à cibler des économies d'énergie.

En utilisant le chemin de conformité alternatif (ACP), il est nécessaire d'exécuter d'autres variantes du modèle énergétique. Le manuel d'utilisation LEED décrit ces variantes de modèle comme suit :

  1. Modèle proposé avec pleine charge IT (modèle normal de la méthode PRM)
  2. Modèle proposé avec charge IT initial
  3. Modèle ASHRAE avec pleine charge IT  (modèle PRM normal)
  4. Modèle ASHRAE avec charge IT initial (facultatif)
  5. Modèle ASHRAE avec chargement IT «Baseline» (facultatif)

En plus des deux chargements informatiques déterminés par le fichier (variantes 4 et 5), des scénarios qui rendent compte des performances sous chargement informatique complet et chargement informatique initial doivent être développés. 

Cela considère que de nombreux centres de données ne fonctionneront pas à pleine capacité jusqu'à certain point après la mise en service. Ceci permet également à l'équipe de projet d'être récompensée pour la minimisation des pertes en utilisant un équipement à charge partiel pendant le chargement informatique initial. Tel est réalisé en démontrant les économies en moyenne entre les économies calculées à partir des modèles 1 et 5 et des modèles 2 et 4.

Même lors de l'application du chemin de conformité alternative (ACP), les équipes de projet doivent encore développer un modèle énergétique de base avec une charge informatique identique à celle du cas proposé. En effet, il est nécessaire de démontrer au moins 2% d'économie d'énergie dans les systèmes de construction indépendamment de la charge informatique et cela est obtenu en comparant les variantes de modèle 1 et 3.

La variante de modèle 2 sert également à déterminer l'efficacité de la consommation d'énergie du cas proposé lors du chargement initial.

Bien que ce chemin de conformité alternatif puisse aider à démontrer des économies d'énergie considérablement plus importantes et à débloquer des crédits LEED supplémentaires, il nécessitera des informations détaillées sur l'équipement du serveur. Il conduit donc une approche d'équipe grâce à la coopération de l'opérateur du Data Center et de l'équipe de conception.

Les centres de données présentent un ensemble unique de défis, car la charge informatique interne élevée nécessitera une quantité importante de refroidissement pour maintenir les conditions de conception. Établir des moyens de minimiser cette charge de climatisation en exploitant les options de refroidissement sans ventilation peut aider à réduire considérablement l'énergie de conditionnement et à atteindre des points LEED supplémentaires. La simulation dynamique est l'outil idéal pour étudier les risques de conception et démontrer l'efficacité de ses solutions de conception dans diverses zones climatiques.

La fourniture de climatisation du centre de données dépend du climat, les plus froids offrant la possibilité de conditionner par une ventilation naturelle, des refroidisseurs de liquide humides et secs et des systèmes à haut rendement lorsque cela est possible.

Une autre mesure d'économie d'énergie importante que l'équipe ‘IES Consulting’ a modélisée a été la virtualisation des serveurs. Les ordinateurs et les serveurs des centres de données représentent 80 à 90% de l'énergie des bâtiments, c’est alors que la virtualisation contribue énormément aux économies d'énergie.

IES a modélisé des centres de données pour un grand nombre d'organisations mondiales, qui ont tous obtenus ou obtiendront les certifications LEED pour New Construction (NC) Gold ou Platinum. Nous avons permis aux projets d'obtenir des scores très élevés. Jetez un œil à notre portefeuille de centres de données.

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