[Zusammenfassung] Technologische Innovation ist der einzige Weg zur Entwicklung intelligenter Gebäude. Insbesondere intelligente Hochhäuser stellen hohe Anforderungen an die Systemintegration, verfügen über umfangreiche Informationssysteme, zahlreiche Überwachungspunkte und ein hohes Sicherheitsniveau, was ihre Planungstechnologie besonders wichtig macht. Seit der Reform- und Öffnungspolitik hat sich die nationale Stärke meines Landes rasant entwickelt. Zu Beginn dieses neuen Jahrhunderts steht mein Land vor vielen Herausforderungen, hat aber auch die Chance, zu den Industrieländern aufzuschließen. Eine dieser Chancen besteht darin, dass mein Land in der Welle der sozialen Informationstechnologie-Revolution in der postindustriellen Gesellschaft eine gute Ausgangsposition und einen relativ geringen Rückstand gegenüber den Industrieländern aufweist. Technologische Innovation auf Basis traditioneller Informationstechnologie sollte unsere strategische Politik sein, um die Industrieländer in mancher Hinsicht einzuholen und sogar zu übertreffen. Insbesondere im Bereich der sozialen Informatisierung verfügen wir über viele günstige Bedingungen. Erstens ermöglicht uns unser sozialistisches System, unter der Aufsicht und Führung der Partei und der Regierung, intellektuelle, finanzielle und natürliche Ressourcen für eine landesweite Anstrengung zu bündeln. Tatsächlich hat die Informationstechnologie in den letzten 20 Jahren alle Bereiche der chinesischen Gesellschaft durchdrungen, und der Grad der Digitalisierung hat sich kontinuierlich verbessert. So zählen beispielsweise die Anzahl der Telefone, Mobiltelefone und PCs sowie die Zahl der Internetnutzer und der Nutzer von Radio- und Fernsehsendern zu den höchsten weltweit, und die Entwicklungsgeschwindigkeit ist international beispiellos. Zweitens verfügen wir über einen großen Pool an IT-Fachkräften mit Millionen von Mitarbeitern aus Industrie und Wissenschaft. Die meisten sind jung und hochqualifiziert, viele haben im Ausland studiert. Drittens herrscht landesweit Begeisterung für die Digitalisierung der Gesellschaft, die als entscheidender Indikator für die gesellschaftliche Entwicklung gilt. Nachdem die Amerikaner vor einigen Jahren das Konzept der „Digitalen Erde“ vorschlugen, entwickelten zahlreiche große, mittlere und kleine Städte in China Entwicklungspläne für „Digitale Städte“ und initiierten eine Reihe von Digitalisierungsprojekten. Intelligente Gebäude und smarte Wohnanlagen sind bekanntlich die „Zellen“ einer digitalen Stadt, die wiederum das Zentrum einer Informationsgesellschaft und ein wichtiger Knotenpunkt im Informationsnetz darstellt. Die Entwicklung intelligenter Gebäude und die Fokussierung auf technologische Innovationen bilden eine strategisch wichtige Grundlage für die gesellschaftliche Informatisierung und sind ein wesentlicher Weg zur Stärkung der nationalen Gesamtkraft und zur Verwirklichung der Vier Modernisierungen. Um Chinas gesellschaftliche Informatisierung schrittweise voranzutreiben, müssen wir in dieser Phase mit großem Engagement intelligente Gebäude (einschließlich Hochhäuser und Wohnanlagen) errichten und so den Standard und die Komplexität der Informatisierungsintegration kontinuierlich verbessern, um letztendlich eine landesweite Digitalisierung und Informatisierung zu erreichen. In den letzten Jahren hat sich der Modernisierungsprozess meines Landes deutlich beschleunigt. Mit der zunehmenden Urbanisierung entwickelt sich die städtische Informatisierung sowohl in der Tiefe als auch in der Breite. Intelligente Gebäude sind in diesem Zeitraum als Grundlage der Informatisierung zu einem unvermeidlichen Trend geworden, und neue sowie sanierte intelligente Gebäude schießen wie Pilze aus dem Boden. Intelligente Hochhäuser dienen oft als Wahrzeichen und ziehen aufgrund ihrer enormen Größe, ihrer beeindruckenden Höhe und ihrer hohen Kosten die Aufmerksamkeit auf sich. Intelligente Gebäude spielen somit eine entscheidende Rolle im Informatisierungsprozess. Aktuelle Schwerpunktthemen der technologischen Innovation im Bereich intelligenter Gebäude sind Systemintegration, drahtlose Technologien und intelligente Hochhäuser. Dieser Artikel befasst sich mit den Designmerkmalen intelligenter Hochhaustechnologien, wie beispielsweise den hohen Anforderungen an die Systemintegration, umfangreichen Informationssystemen, zahlreichen Überwachungspunkten, komplexen vertikalen Leitungen und hohen Sicherheitsstandards. Gemäß der Definition gelten Gebäude mit einer Höhe von über 100 Metern als Hochhäuser und fallen unter besondere Schutzbestimmungen. Die Systemintegration von Hochhäusern basiert in der Regel auf einem Gebäudemanagementsystem (BMS) und ist auf ein intelligentes Gebäudesystem (IBMS) vorbereitet. Zu den intelligenten Subsystemen gehören: integrierte Verkabelungs- und Computernetzwerksysteme, Gebäudeautomationssysteme, automatische Brandmelde- und Löschanlagen, Sicherheitssysteme, Hintergrundmusik- und Beschallungsanlagen, Satelliten- und Kabelfernsehsysteme, Telefonsysteme, automatische Tiefgaragenmanagementsysteme, unterirdische Kommunikationssysteme, Breitband-Internetzugangssysteme, Gebäudemanagementsysteme, Videokonferenzsysteme und die Integration intelligenter Systeme. Neu errichtete intelligente Hochhäuser verfügen in der Regel über umfassende Systemintegrationsfunktionen, die die meisten der zuvor genannten Niederspannungselektroniksysteme umfassen und ein vernetztes Informationssystem bilden. Strukturell gliedern sie sich in drei Schichten: die Managementschicht, die Zwischensteuerungsschicht und die Feldschicht. Pyramidenförmig dargestellt, bildet die oberste Schicht das intelligente Gebäudemanagementsystem IBMS, die mittlere Schicht umfasst das Gebäudemanagementsystem INS und BMS sowie das Kommunikations- und Netzwerksystem CNS, und die unterste Schicht beinhaltet Subsysteme wie Textdatenverarbeitungssysteme, drahtgebundene/drahtlose Kommunikationssysteme, Satellitenfernsehen, Festnetztelefone, gemeinsam genutzte Fernsehantennen und Zutrittskontrolle. „Planung ist die Seele der Ingenieurskunst.“ Bei der Planung intelligenter Hochhäuser sollte die Systemplanung strategisch und praktisch betrachtet ein ganzheitliches Konzept mit anschließender schrittweiser Implementierung berücksichtigen. Am Beispiel der strukturierten Verkabelung lässt sich dies verdeutlichen: Die Nutzung und die Endnutzer einiger Etagen sind unklar, und selbst die Aufteilung großer Räume ist nicht immer eindeutig. Die gleichzeitige Installation aller Sprach- und Datenpunkte kann zu erheblicher Verschwendung führen, während das Vernachlässigen einzelner Punkte später größere Bauschwierigkeiten verursacht. Eine alternative Lösung ist das TP-Verfahren (Transportation-to-Package). Dabei wird in jedem virtuellen Raum seitlich am Hauptträger ein zentraler Verteilerkasten installiert. Die Verkabelung von den Bodenverteilern (einschließlich der Netzwerk-Switches) jedes Stockwerks führt ausschließlich zum zentralen Verteilerkasten. Bei Renovierungsarbeiten kann die Verkabelung entlang der Wände und Teppiche zu den einzelnen Informationsanschlüssen verlegt werden. So wird der Grundriss festgelegt und eine Nachbearbeitung der Verkabelung vermieden. Da die Informationssysteme in intelligenten Hochhäusern umfangreich sind und zahlreiche Überwachungspunkte aufweisen, können Glasfaserkabel bis zum Arbeitsplatz erforderlich sein. Dies führt zu einer großen Anzahl vertikaler Leitungen für Sprachkabel, Glasfaserkabel, Videoüberwachungskabel, Rundfunkleitungen, Brandmeldeanlagen usw. Daher ist es unerlässlich, die Belegung der vertikalen Kabelrinnen sorgfältig zu berechnen und deren räumliche Anordnung zu planen. Darüber hinaus erhöhen die große Höhe und Länge der Niederspannungs-Elektroschächte in intelligenten Hochhäusern den atmosphärischen Druckunterschied zwischen den oberen und unteren Bereichen. Bei aufsteigendem Wind verstärkt sich der Kamineffekt im Brandfall. Daher sollte eine Verlegung der Schächte im oberen Mittelteil in Betracht gezogen werden. Dies erhöht zwar die bauliche Komplexität, mindert aber effektiv den Kamineffekt und erhöht somit die Gebäudesicherheit. Intelligente Hochhäuser zeichnen sich durch einen hohen Vernetzungsgrad, eine hohe Informationsdichte und hohe Standards aus und realisieren damit im Wesentlichen die Digitalisierung. Dies ermöglicht eine schnelle Punkt-zu-Punkt-Kommunikation innerhalb des Gebäudes und erleichtert Büroautomation und papierloses Arbeiten. Zudem schafft es die Grundlage für die Implementierung eines einheitlichen Kartensystems im Betrieb, das Zutrittskontrolle, Zeiterfassung, Parken, Gastronomie, Lagerung und Unterhaltung in einer einzigen Karte integriert und so den Komfort der Informationstechnologie eindrucksvoll demonstriert. Um das Hochhaus zu einem Knotenpunkt im Informationsnetz zu machen, kann ein Breitbandzugang die Kommunikationsengpässe durch schwierigen Internetzugang wirksam beheben. Das Computernetzwerk des Gebäudes nutzt ein vollständig digitales Kommunikationsverfahren und bildet damit die physische Basis für die zukünftige Integration von Telefon-, Computer- und Fernsehnetzen. Da die meisten Hochhäuser Bürogebäude oder Mischnutzungsgebäude mit zahlreichen Wasser-, Strom-, Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagen sind, benötigen intelligente Hochhäuser vernetzte Systeme für Gebäudeleittechnik, Brandschutz und Sicherheit. Diese Systeme koordinieren den Systembetrieb, verbessern die Energieeffizienz und optimieren die Reaktionsfähigkeit im Notfall. Hochhäuser verfügen häufig über Tiefgaragen. Aufgrund der großen Anzahl an Fahrzeugen (typischerweise Hunderte von Stellplätzen) und der konzentrierten Ein- und Ausfahrtszeiten während der Hauptverkehrszeiten sollte das Parkhaussystem neben Funktionen wie Parkplatzanzeige, temporärer Fahrzeugbezahlung und Bildvergleich ein- und ausfahrender Fahrzeuge idealerweise eine kontinuierliche, schnelle und präzise Identifizierung von geparkten Fahrzeugen ermöglichen. Die kontinuierliche, passive Identifizierungstechnologie mit großer Reichweite ermöglicht es Fahrzeugen, mit Geschwindigkeiten von bis zu 100 km/h vorbeizufahren und so Verkehrsstaus während der Hauptverkehrszeiten effektiv zu vermeiden. Die Integration des Gebäudeleitsystems (BMS) ermöglicht die Vernetzung der Subsysteme, darunter Gebäudeleittechnik, Brandschutz, Sicherheit, Überwachung und Parkhaussysteme. Da Gebäudeautomationssysteme (BAS) die wichtigste Säule intelligenter Gebäudesysteme darstellen, basiert das allgemeine Integrationsmodell im Engineering auf BAS und nutzt Technologien wie LONWORKS. Das obere LAN des BAS verwendet Ethernet-Technologie, während die untere Schicht die langsamere RS485-Schnittstelle und den industriellen LONWORKS-Steuerbus nutzt. Die Netzwerkstruktur verwendet eine freie Topologie, die sich für Steuerungssysteme mit großen Bereichen und verteilten Punkten eignet und sowohl eine zentrale Verwaltung als auch eine dezentrale Steuerung ermöglicht. Die Systemintegration ist entscheidend für die Bewertung und Einstufung intelligenter Gebäude nach ihrer Fertigstellung. Die Integrationstechnologie nutzt in der Regel eine große Datenbank, um die von den unteren Schichten erfassten Daten an die obere Schicht weiterzuleiten. Das Netzwerk dient dabei als physische Grundlage für den Datenaustausch, die Aktionskoordination und die gemeinsame Nutzung von Informationsressourcen zwischen den Subsystemen und trägt so zur Energieeffizienz bei. Aufgrund des hohen Sicherheitsniveaus intelligenter Hochhäuser und des Fehlens entsprechender technischer Spezifikationen stellt deren Planung eine Herausforderung dar. Beispielsweise werden in allgemeinen Gebäuden Durchsagen in öffentliche Durchsagen, Hintergrundmusik und Notfalldurchsagen unterteilt, während hier meist ein System mit doppelter Funktion zum Einsatz kommt. Gemäß dem Prinzip höchster Sicherheit werden in jedem Alarmkreis Bus-Isolatoren installiert. Doppelte Einstellungen für Bereichsalarmsteuergeräte und Etagenanzeigen sind zu vermeiden. Der Schutzradius der Brandmelder muss bei der Installation genau kontrolliert werden; insbesondere der Schutzradius von Meldern an Ecken muss den Anforderungen entsprechen. Brandmelder sind in Räumen ab 5 Quadratmetern Fläche sowie in Treppenhäusern und Elektroschächten zu installieren. In Umspannwerken, Generatorräumen und ähnlichen Bereichen sind neben Gaslöschanlagen auch kabelgebundene Rauchmelder vorzusehen. Die Planung muss spezifische Probleme individuell berücksichtigen; andernfalls entsteht eine unzweckmäßige Auslegung. Analoge Geräte sind kostengünstiger und wurden in der Vergangenheit häufiger für Brandmeldeanlagen eingesetzt. Für Hochhäuser sind jedoch digitale Brandmeldeanlagen vorzuziehen. Digitale Anlagen bieten eine höhere Kapazität, digitalisierte Signale und sind technisch fortschrittlicher als analoge Systeme. Da Hochhäuser oft Zehntausende von Meldepunkten aufweisen, ist ein Mehrschleifen-Bussystem empfehlenswert. Dies reduziert effektiv die Schleifenlängen und minimiert die Fehleranfälligkeit. Die Kosten lassen sich durch den Einsatz von Meldern mit unterschiedlichen Empfindlichkeiten senken. Empfindlichkeitsstufe 1 eignet sich für Computerräume, Bibliotheken und Archive; Stufe 2 für allgemeine Bereiche; und Stufe 3 für Bereiche mit häufig auftretenden geringen Rauchmengen, wie z. B. Konferenzräume in Einkaufszentren. Die zunehmende Intelligenz von Brandmeldeanlagen ist ein Trend. Für die internen Komponenten von Brandmeldeanlagen in Hochhäusern werden in der Regel intelligente, adresscodierte Melder verwendet. Aufgrund der Größe und Fläche von Hochhäusern ist die Aufteilung der nutzbaren Räume sehr uneinheitlich. Um sich an Änderungen der Raumform, -fläche und -nutzung anzupassen, sollte daher jeder Alarmkreis eine Reserve von 30 % in der Anzahl der Melder aufweisen. Extern bezieht sich die Bedeutung von „intelligent“ in Brandmeldeanlagen hauptsächlich auf die Systemvernetzung. Die Nutzung der Systemvernetzung ist ein effektives Mittel, um in der Frühphase eines Brandes Zeit zu gewinnen und proaktiv zu handeln. Die Höhe von Hochhäusern ist der Hauptgrund für ihre besonderen Brandschutzanforderungen. Sie müssen sich auf die interne Selbstverteidigung konzentrieren, anstatt sich auf externe Brandbekämpfung zu verlassen. Innerhalb des Gebäudes hängt die effektive Funktion der Brandmeldeanlage vom zuverlässigen Betrieb der Sprinkleranlage ab. Darüber hinaus ist das Brandschutzsystem ein integriertes System, das Architektur, Gebäudetechnik und Elektrotechnik umfasst; eine enge Zusammenarbeit und Gesamtplanung dieser Disziplinen sind daher unerlässlich. Intelligente Hochhäuser beherbergen zahlreiche wertvolle elektronische Geräte, deren Widerstandsfähigkeit gegenüber Blitzüberspannungen, elektromagnetischen Impulsen und Oberschwingungen jedoch gering ist. Häufige Blitzunfälle, die Informationssysteme betreffen, können durch resistive Kopplung (Blitz erhöht das Erdpotenzial), magnetische Kopplung (das Wechselfeld des Blitzes induziert eine Spannung), elektrische Kopplung (Beeinträchtigung der drahtlosen Kommunikation) und elektromagnetische Kopplung (induzierte Überspannung in Informationsnetzen bei Blitzeinschlägen) verursacht werden. Um die Sicherheit von Informationssystemen zu gewährleisten, ist es daher unerlässlich, die Stromqualität sicherzustellen, eine unterbrechungsfreie Stromversorgung zu gewährleisten und umfassende und effektive Blitzschutzmaßnahmen zu implementieren. Zusätzlich zu diesen drei konventionellen Maßnahmen sollte auf der USV-Stromversorgungsseite ein Trenntransformator installiert werden, um Oberschwingungen und Blitzschäden zu verhindern. Oberschwingungen höherer Ordnung sind häufig die Hauptursache für Schäden an elektronischen Geräten. Die Technologie intelligenter Hochhäuser bedarf daher ständiger Verbesserungen von allen Beteiligten, insbesondere im Bereich der technologischen Innovation, um die gesunde Entwicklung der Digitalisierung und Informatisierung meines Landes zu fördern.