Bau von Rechenzentren: Planung, Architektur und Technologien

Ohne Rechenzentren gibt es kein Internet, keine mobilen Apps und auch keine vernetzten Objekte. Diese Infrastrukturen sind das Rückgrat der modernen digitalen Gesellschaft, und die Nachfrage nach Rechenzentren war nie größer. Das erklärt, warum sich die Anzahl der Märkte, in denen Data4 tätig ist, von drei im Jahr 2016 auf sechs im Jahr 2023 verdoppelt hat.

Der Bau eines Rechenzentrums ist ein komplexes und strategisches Vorhaben, das höchste Sorgfalt bei der Planung, der Architektur, der Technik und der technologischen Integration erfordert. Dies gilt umso mehr, als Rechenzentren derzeit fast 3 % der gesamten weltweit erzeugten Energie verbrauchen. Ob durch Energieeffizienz oder die operative und strategische Umsetzung, sehen wir uns an, wie Data4 die Zukunft von Rechenzentren gestaltet, indem das Unternehmen die Anforderungen an Leistung, Sicherheit und Nachhaltigkeit in Einklang bringt.

Strategische Planung des Baus eines Rechenzentrums

Der Bau eines Rechenzentrums beginnt lange vor der Grundsteinlegung. Die erste Planungsphase umfasst eine detaillierte Bedarfsbewertung für die Verarbeitung und Speicherung digitaler Daten. Aus dieser sorgfältigen Analyse ergibt sich eine Rechenzentrumsarchitektur, die nicht nur den aktuellen Anforderungen entspricht, sondern auch skalierbar ist, um zukünftigen Anforderungen gerecht zu werden.

Die Standortwahl ist ein weiterer wichtiger Aspekt der strategischen Planung. Data4 bewertet mehrere Kriterien, um den richtigen Standort zu finden, darunter die Nähe zur Netzinfrastruktur, die Verfügbarkeit von Energieressourcen – vor allem erneuerbare Energien – und Gebiete mit einer geringen Wahrscheinlichkeit für Naturkatastrophen. So zeichnet sich beispielsweise die Region Île-de-France aufgrund ihrer zentralen Lage und ihres Zugangs zu einem vielfältigen Netz und vielfältigen Energiequellen als strategischer Standort aus und fördert so einen verantwortungsvollen Stromverbrauch.

Planung und Architektur eines Rechenzentrums

Schlüsselprinzipien wie Redundanz, Modularität und Energieeffizienz des Gebäudes stehen bei einem Rechenzentrum im Vordergrund. Die Redundanz wird auf mehreren Ebenen gewährleistet, von den Stromversorgungssystemen bis hin zu den Datennetzen, und garantiert so eine maximale Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit der Data-Hosting-Dienste. Die Modularität wiederum ermöglicht es, die Ressourcen an veränderte Bedürfnisse anzupassen, ohne bestehende Abläufe zu stören.

Parallel dazu steht die Sicherheit im Mittelpunkt der Planung der Architektur von Rechenzentren, mit kontrolliertem und überwachtem Zugang und speziellen Protokollen, einschließlich biometrischer Zugangskontrolle, 24/7-Videoüberwachung und Anti-Intrusionssystemen.

Technische und technologische Infrastruktur

Angesichts der von den IT-Geräten erzeugten Wärme ist die Kühlung einer der kritischsten Aspekte bei der Verwaltung eines Rechenzentrums. Die Wahl der richtigen Kühllösungen, sowohl aus technischer als auch aus ökologischer Sicht, ist ein zentrales Thema.

Herkömmliche Klimaanlagen spielen in Rechenzentren zwar immer noch eine Rolle, gibt es jedoch auch andere Ansätze. Dies gilt insbesondere für die Luftkühlung, die den Energieverbrauch mit einem intelligenten architektonischen Design optimiert, das darauf ausgelegt ist, eine effiziente Luftzirkulation zu fördern und den Bedarf an mechanischer Kühlung zu reduzieren. Erwähnenswert ist auch das „Liquid Cooling“, das die Wärme besser leitet als die Luft, und mit der zunehmenden Dichte eines Rechenzentrums effizienter umgehen kann, um Anwendungen und Racks mit hoher Rechenkapazität unterzubringen.

Für die Versorgung des Gebäudes ist eine zuverlässige Stromversorgung für die Aufrechterhaltung des Betriebs in einem Rechenzentrum unerlässlich. Es werden redundante Stromversorgungssysteme und USV-Geräte (Unterbrechungsfreie Stromversorgung) eingebaut, um auch bei einem Ausfall des Hauptstromnetzes eine Versorgungsunterbrechung zu verhindern. Data4 legt zudem besonderen Wert auf die Effizienz dieser Systeme, indem es auf Technologien setzt, die Energieverluste minimieren, und erneuerbaren Energien den Vorzug gibt.

Nachhaltigkeit und Klimabilanz beim Bau eines Rechenzentrums

13 % des weltweiten Stromverbrauchs im Jahr 2030.  Diese Menge könnten digitale Aktivitäten weltweit laut der Studie zu den räumlichen und energetischen Auswirkungen von Rechenzentren Impact spatial et énergétique des data centers sur les territoires (Ademe-Bericht, 2019) verbrauchen. In einem Rechenzentrum werden 2/3 des verbrauchten Stroms für den Betrieb der Hardware und 1/3 für die Abführung der von ihr erzeugten Wärme verwendet.

Nachhaltigkeit und der Bau von Rechenzentren gehen also Hand in Hand. Aus diesem Grund verpflichtet sich Data4, die nachhaltigste digitale Infrastruktur zu entwerfen und zu bauen, indem es in jeder Bau- und Verwaltungsphase seiner Rechenzentren ökologisch verantwortungsvolle Praktiken integriert.

Und um einen nachhaltigen Ansatz zu verfolgen, wurden bereits konkrete Lösungen umgesetzt:

• Wahl von so genannten „Free Cooling“- und „Free Chilling“-Technologien, die nach Möglichkeit kalte Außenluft zur Kühlung von IT-Räumen nutzen
• Optimierung der Anlagenleistung durch Überarbeitung der elektrischen Architektur
• Installation von Solarmodulen auf einigen unserer Campus
• Verwendung von Kältemitteln mit einem niedrigeren Emissionsfaktor
• Verwendung von Beton mit geringeren Umweltauswirkungen für das Fundament eines neuen Rechenzentrums
• Reduzierung der Umweltauswirkungen unserer zukünftigen Rechenzentren durch eine längere Lebensdauer der Batterien mit der Verwendung von Lithiumbatterien als Ersatz für die alten Bleibatterien
• Recycling und Behandlung der Abfälle, die bei der Renovierung von Gebäuden anfallen, wie es auf dem Campus in Marcoussis der Fall war:
  • 6 % der Abfälle wurden wiederverwendet
  • 47 % der Abfälle wurden recycelt
  • 47 % der Abfälle wurden zur Energiegewinnung verwertet
  • 0 % der Abfälle aus der Renovierung des Gebäudes D4 (Campus Marcoussis, Essonne) wurden auf Deponien entsorgt

Integration von Normen und Vorschriften beim Bau eines Rechenzentrums

Die Einhaltung von Normen und Vorschriften ist ein grundlegender Aspekt beim Bau und Betrieb von Rechenzentren und gewährleistet nicht nur die Sicherheit und Zuverlässigkeit der Anlagen, sondern auch ihre Nachhaltigkeit und Umweltverantwortung.

Um die BREEAM-Zertifizierung zu erhalten, geht die Nachhaltigkeit weit über die Energieeffizienz hinaus. Sie umfasst neun weitere verpflichtende Kriterien: Materialien, Abfall, Landnutzung, Verschmutzung, Management, Gesundheit, Wohlbefinden, Transport und Wasser. Die BREEAM-Zertifizierung wird nun in jede Phase des Planungsprozesses unserer Rechenzentren integriert. Es handelt sich um einen kontinuierlichen Prozess, und mit jedem neuen Rechenzentrum erzielen wir bessere Ergebnisse und erhöhen die Stufe unserer Zertifizierung.

Beim Bau und Betrieb von Rechenzentren durch Data4 steht die Synergie zwischen technologischer Innovation, Engagement für die Umwelt und der Einhaltung gesetzlicher Vorschriften im Vordergrund. Angesichts der Herausforderungen, die sich aus dem exponentiellen Wachstum digitaler Daten und der Notwendigkeit eines sparsamen Energieverbrauchs ergeben, ebnen die Praktiken von Data4 den Weg für weitreichendere Überlegungen zur Zukunft der digitalen Infrastruktur. Sie fordern die Industrie auf, ihre Methoden zu überdenken, um technologische Effizienz mit ökologischer Verantwortung in Einklang zu bringen und so eine nachhaltige digitale Zukunft für alle zu gestalten.