Zusammenfassung: Dieser Artikel hebt hervor, dass die IBWPT (Intelligent Building Low-Voltage Technology) eine wichtige Komponente des interdisziplinären Wissenschaftssystems IBWP (Intelligent Building Low-Voltage Technology) darstellt. Er erläutert Definition, theoretische Grundlagen, Ursprung, Position und Rolle der IBWPT innerhalb der dreischichtigen Struktur des IBWP-Systems. IBWPT wird als moderne Niederspannungstechnologie mit Schwerpunkt auf Informationswissenschaft dargestellt. Die wichtigsten aktuellen IBWPTs und ihre Auswirkungen auf IB (Intelligent Building) werden kurz vorgestellt. Einleitung: In den letzten Jahren haben wir die Theorie und das System intelligenter Niederspannungsgebäude (IBWP) erforscht und entwickelt. Die IBWPT bildet die mittlere Schicht (Methodenschicht) dieses Systems, darüber die theoretische Schicht IBWFFh und darunter die Schicht der Systemimplementierung IBWPS. Sie bilden die eng miteinander verbundene dreischichtige Struktur des IBWP-Systems. IBWPT spielt eine zentrale Rolle in der Entwicklung intelligenter Gebäude. Dieser Artikel erläutert ihre theoretischen Grundlagen, Definition, Bedeutung, Rolle und Beziehung zu den darüber und darunter liegenden Schichten. Beschreibung von IBWPT im IBWP-System 1. Dreischichtige Struktur des IBWP-Systems Die dreischichtige Struktur des IBWP-Systems ist in der Abbildung dargestellt. (1) Theoretische Schicht IBWFTh. (obere Schicht) ist die abgeleitete Theorie und Anwendungstheorie der „drei Theorien“ der Informationswissenschaft, angewendet auf intelligente Gebäude. (2) Methodenschicht IBWPT (mittlere Schicht) sind die spezifischen Methoden, Ansätze und Mittel, die im Prozess der Integration der Informationswissenschaft und der „drei Theorien“ mit der Gebäudewissenschaft und -technik entstanden sind. Es handelt sich um die moderne Niederspannungstechnologie, die in intelligenten Gebäuden angewendet wird. Abbildung: Die Hauptbedeutung von IBWPT und seine Position in der dreischichtigen Struktur (3) Implementierungsschicht IBWPS (untere Schicht) ist die endgültige Manifestation und das Ergebnis der funktionalen Umgebung intelligenter Gebäude, basierend auf der IBWP-Theorie und unter Verwendung von IBWPT-Methoden. 2 Methodenschicht IBWPT des IBWP-Systems Die Methodenschicht ist die mittlere Schicht des IBWP-Systems. Es handelt sich um die Methoden, Ansätze und Mittel zur Umsetzung der IBWP-Theorie und zur Steuerung der Implementierung spezifischer Systementwicklungsprojekte. Diese Methoden, Ansätze und Mittel entstehen durch die Anwendung der IBWP-Theorie. Daher bildet die theoretische Ebene das Fundament dieser Ebene und nimmt eine logische Position ein, indem sie die darüber- und darunterliegenden Ebenen verbindet. Ohne die mittlere Ebene können die IBWP-Theorie und ihre Ausrichtung nicht realisiert werden und bleiben leere Theorie. Ohne die Unterstützung fortschrittlicher Technologien können die verschiedenen Systementwicklungsprojekte der unteren Ebene nicht optimiert werden. Die Hauptinhalte der Methodenebene: (1) IBWPT ist eine Methode, die durch die interdisziplinäre Integration und Anwendung moderner Wissenschaft und Technologie, wie beispielsweise der Informationswissenschaft und der Gebäudetechnik, entsteht. (2) IBWPT ist die Verkörperung moderner Niederspannungstechnologie für intelligente Gebäude, die auf der IBWP-Theorie basiert. (3) IBWPT ist eine Kombination moderner Niederspannungstechnologien auf Basis von Informationstechnologie, darunter: moderne Kommunikationstechnologie, moderne Computertechnologie, moderne Steuerungstechnik, moderne Grafik- und Bildtechnologie, integrierte Verkabelungstechnik, Systemintegration usw. IBWPT und seine theoretischen Grundlagen 1.1 Definition von IBWPT Wir definieren die Niederspannungstechnologie für intelligente Gebäude auf Basis des Konzepts der intelligenten Niederspannung in Gebäuden. Die Elektrotechnik intelligenter Gebäude umfasst zwei Hauptkategorien: Hochspannung und Niederspannung. Niederspannung bezieht sich auf Hochspannung (bzw. elektrische Energie). Niederspannung wird weiter unterteilt in Niederspannungs-Steuerungs- und Systemniederspannung sowie Informationsniederspannung. Informationsniederspannung ist die wichtigste Unterkategorie, und die üblicherweise verwendete Bezeichnung bezieht sich auf Informationsniederspannung. Informationsniederspannung bezieht sich hauptsächlich auf die Erzeugung, Übertragung, Steuerung und Verarbeitung von Informationen wie Sprache, Daten und Bildern. Basierend auf dem obigen Konzept von IBWPT wird die Niederspannungstechnologie allgemein als Niederspannungstechnologie bezeichnet. Sie umfasst zwei Arten von Niederspannungs-Steuerungs- und Systemtechnologien (mit sicherer Spannung) sowie informationsbasierte Technologien. Informationsbasierte Niederspannungstechnologien zur Übertragung von Sprache, Daten und Bildern stehen weiterhin im Mittelpunkt. Die organische Integration moderner Computertechnologie, moderner Kommunikationstechnologie, moderner Automatisierungstechnik, moderner Bilddarstellungstechnik, integrierter Verkabelungstechnik, Systemintegrationstechnik und anderer moderner Niederspannungstechnologien mit der Gebäudetechnik bildet die Grundlage für intelligente Gebäude. Die in intelligenten Gebäuden eingesetzten Niederspannungstechnologien werden als intelligente Gebäude-Niederspannungstechnologien bezeichnet. Diese sind Schlüsseltechnologien für intelligente Gebäude. Die auf Informationstechnologie basierenden intelligenten Gebäude-Niederspannungstechnologien sind das wichtigste technische Mittel zur Realisierung der Funktionen intelligenter Gebäude. 2. Entstehung und theoretische Grundlagen von IBWPT 2.1 IBWPT ist ein Produkt multidisziplinärer Integrationsforschung. Die Entstehung des IBWPT-Systems zeigt, dass die rasante Entwicklung und die weltweite Verbreitung der Informationswissenschaft und -technologie seit den 1980er Jahren das Informationszeitalter eingeläutet haben. Insbesondere seit den 1990er Jahren haben die rasante Entwicklung der Informationswissenschaft und -technologie sowie die übergreifende Integration von Informationswissenschaft und Gebäudetechnik die rasante Entwicklung intelligenter Gebäude weiter vorangetrieben. Der entscheidende Faktor für IBWPT ist die interdisziplinäre und umfassende Anwendung verschiedener Disziplinen sowie die Integration mehrerer Niederspannungs- und Gebäudetechnologien. Computertechnologie und Internet, Kommunikationsnetzwerktechnik, Automatisierungstechnik und grafische Bilddarstellungstechnik werden als 4C-Technologien bezeichnet und finden breite Anwendung im Bauwesen. Die Integration dieser Niederspannungswissenschaften und -technologien mit der Gebäudewissenschaft und -technik führt zu IBWPT. 2.2 Theoretische Grundlagen von IBWPT (1) Die theoretische Grundlage von IBWPT ist die IBWP-Theorie. Wie aus der dreischichtigen Struktur des IBWP-Systems ersichtlich, bildet IBWPT die Methodenschicht (mittlere Schicht). IBWPT basiert auf der IBWP-Theorie und realisiert die Methoden, Ansätze und Mittel der IBWP-Systemtechnik. IBWPT entsteht durch die Anwendung der IBWP-Theorie. Daher basiert die Methodenschicht sowohl faktisch als auch logisch auf der IBWP-Theorie. Die IBWP-Theorie ist somit die theoretische Grundlage von IBWPT. Dies lässt sich auch deutlich an der Untersuchung der Entwicklungsgesetze der Dinge erkennen. Wie bereits erwähnt, offenbart die IBWP-Theorie im Wesentlichen die Randdisziplin, die durch die interdisziplinäre Integration moderner Wissenschaften wie der Informationswissenschaft und der Bauwissenschaft im heutigen Informationszeitalter entstanden ist. Diese Integration erfordert eigene Wege, Methoden und Mittel. Diese Wege, Methoden, Ansätze und Mittel, die durch Überschneidung und Integration entstehen, bilden die IBWPT. Das gegenwärtige Informationszeitalter hat intelligente Gebäude hervorgebracht und die IBWP-Theorie und -Technologie generiert. Die Beziehung zwischen IBWP-Theorie und IBWPT ist die Beziehung zwischen grundlegender Theorie und praktischen technischen Methoden. (2) Die Beziehung zwischen IBWPT und Informationswissenschaft und -technologie: Die Informationswissenschaft und die „drei Theorien“ bilden den Kern der IBWP-Theorie und sind die theoretische Grundlage der IBWPT. Die Informationswissenschaft ist die theoretische Grundlage der Informationstechnologie, während die IBWPT eine moderne Niederspannungstechnologie ist, deren Hauptinhalt die Informationstechnologie ist. Wie aus der Definition von IBWPT hervorgeht, handelt es sich dabei hauptsächlich um informationsbezogene Niederspannungstechnologie. Diese umfasst moderne Technologien wie die Erzeugung, Übertragung, Steuerung und Verarbeitung von Informationen wie Sprache, Daten und Bildern. Beispiele hierfür sind: Informationserfassungstechnologie (Informationserkennungstechnologie), Informationsübertragungstechnologie (Kommunikations- und Netzwerktechnologie), Informationsverarbeitungstechnologie (Computertechnologie und Digitalisierung), Informationsnutzungstechnologie (Steuerungstechnologie) und Informationsdarstellungstechnologie (optoelektronische Technologie, elektroakustische Fernsehtechnik usw.). Diese Technologien bilden den Kern der Informationstechnologie. Die Niederspannungstechnologie intelligenter Gebäude findet vorwiegend Anwendung in verschiedenen Informationstechnologien dieser Gebäude. Wichtige Niederspannungstechnologien in intelligenten Gebäuden und ihre Auswirkungen auf die Informationstechnologie (IT): 1. Informationstechnologie (IT): Informationstechnologie umfasst typischerweise: Informationserfassungstechnologie, Informationsübertragungstechnologie, Informationsverarbeitungstechnologie, Informationsabruftechnologie, Informationsspeichertechnologie, Informationsdarstellungstechnologie und Informationssicherheitstechnologie. Die in intelligenten Gebäuden angewandte Informationstechnologie umfasst die sogenannten 4C-Technologien: moderne Kommunikationstechnologie, moderne Computertechnologie, moderne Steuerungstechnologie sowie moderne Grafik- und Bildtechnologie. Die 4C-Technologien repräsentieren jedoch nicht die gesamte Informationstechnologie. Wird Informationstechnologie als Niederspannungstechnologie in intelligenten Gebäuden eingesetzt, wird sie das Arbeits- und Privatleben der Menschen grundlegend verändern und zahlreiche Dienste im Büro oder zu Hause ermöglichen. Dazu gehören E-Commerce, Online-Shopping, Videotelefonie, Videokonferenzen, Fernunterricht, Telemedizin, Homeoffice, Online-Spiele, Video-on-Demand, Büroautomation, Gebäudemanagement-Automatisierung, Geräteautomatisierung und komfortable Kommunikationsmethoden. Dies schafft ein effizientes, komfortables und praktisches Gebäudeumfeld in der Informationsgesellschaft. 2. Moderne Computertechnologie: Computertechnologie ist eine Schlüsseltechnologie in der Informationsverarbeitung. Computernetzwerktechnologie ist Teil der Computertechnologie; sie manifestiert sich in Computernetzwerksystemen und entwickelt sich in Richtung Parallelverarbeitung und verteiltes Rechnen. Computertechnologie findet breite Anwendung in intelligenten Gebäuden und spielt durch Informations-, Kommunikationsmanagement und Steuerung eine entscheidende Rolle in zentralen Netzwerksystemen (CNS), Gebäudeautomationssystemen (OAS) und Gebäudeautomationssystemen (BAS). Zu den Hochgeschwindigkeits-Backbone-Netzwerktechnologien gehören vor allem Fast Ethernet, FDDI, ATM und verschiedene Arten von Hochgeschwindigkeits-Netzwerkverbindungsgeräten. Lokale Netzwerke (LANs) nutzen im Allgemeinen Ethernet und Ringtoken-Netzwerke, um den Informationsaustausch verschiedener Dienste innerhalb eines Gebäudes zu gewährleisten. Eines der wichtigsten Kommunikationsnetzwerke zwischen intelligenten Gebäuden und der Außenwelt ist ein Computernetzwerk, das von LANs und Weitverkehrsnetzen wie dem Internet gemeinsam betrieben wird. Computertechnologie ist die Kerntechnologie der Gebäudeautomation. Basierend auf Computernetzwerken (wie LonWorks und BACnet) werden Computer mit verschiedenen Geräten im Gebäude, wie Klimaanlagen und Aufzügen, verbunden, um die automatische Geräteüberwachung und -verwaltung sowie die Systemintegration zu realisieren und die automatische Steuerung und Verwaltung von Brandschutz- und Sicherheitssystemen zu ermöglichen. In der Büroautomation spielt die Computertechnologie eine unverzichtbare Rolle und ermöglicht es den Nutzern, verschiedene Büro- und Informationsdienstaufgaben von zu Hause aus zu erledigen. Die Kombination von Computer-, Kommunikations- und Multimediatechnologie schafft die Voraussetzungen für das Arbeiten im Homeoffice. 3. Moderne Kommunikationstechnologie: Kommunikationstechnologie ist ein wichtiger Bestandteil der modernen Informationstechnologie. Moderne Kommunikationstechnologien umfassen ISDN (N-ISDN/B-ISDN), Breitband-Multimedia-Netzwerktechnologie, ATM (Asynchronous Transfer Mode), SDH (Synchronous Data Host), Zugangsnetztechnologie, Internet/Intranet, IP (Internet Protocol), Satellitenkommunikation, Mobil- und persönliche Kommunikationstechnologien, digitale Mikrowellenkommunikation und Datenkommunikationstechnologie. Die Anwendung von Kommunikationstechnologien in intelligenten Gebäuden bildet das Intelligente Gebäudekommunikationsnetz (CNS). Kommunikationsnetze und -technologien sind entscheidende Komponenten der Niederspannungstechnik in intelligenten Gebäuden und bilden die Grundlage für weitere Niederspannungstechnologien. Sie sind grundlegend für die Realisierung der Kommunikationsfunktionen intelligenter Gebäude und die Automatisierung von Gebäudetechnik und Büros. Mithilfe verschiedener Kommunikationsnetz-Subsysteme und zugehöriger Kommunikationstechnologien werden Informationen wie Sprache, Daten und Bilder innerhalb und außerhalb des intelligenten Gebäudes empfangen, gespeichert, verarbeitet, ausgetauscht und übertragen, um zufriedenstellende Kommunikations- und Steuerungsdienste zu gewährleisten. 4. Moderne Automatisierungstechnik. Moderne Automatisierungstechnik ist eine Informationsverarbeitungstechnologie, wobei die integrierte Gebäudetechnik (IBWPT) eine führende Rolle spielt. Moderne Automatisierungstechnik basiert primär auf digitaler Steuerungstechnik, insbesondere Computer- und Netzwerktechnik. Sie nutzt netzwerkintegrierte Steuerungstechnik zur Bildung eines intelligenten Gebäudemanagementsystems (IBWS). Aktuell ist das Gebäudeautomationssystem (BMS) am weitesten verbreitet. In meinem Land werden Gebäudeautomationssysteme derzeit auf offene, verteilte Netzwerkstrukturen und zugehörige Protokolle umgestellt. Unter den zahlreichen neuen offenen Systemprodukten und -standards sind LonWorks und BACnet gängige Feldbussysteme. Mit der zunehmenden Verbreitung von Internet und Intranet hat sich das Gebäudeautomationssystem (BAS) zu einem offenen, netzwerkintegrierten System entwickelt. Kurz gesagt: Die BAS-Zentrale verfügt über einen integrierten Webserver mit Webfunktionen und arbeitet webbasiert. Dadurch wird das BAS mit dem Intranet zu einem BAS-Netzwerkintegrationssystem verbunden. 5. Moderne Grafik- und Bildtechnologie. Bildtechnologie ist eine wichtige Technologie in der Informationstechnologie. Moderne Bildtechnologie für intelligente Gebäude umfasst im Wesentlichen zwei Aspekte: Zum einen die fortschrittliche Bildinformationstechnologie, also die grafische Darstellung von Informationen; Die andere Komponente ist die computergestützte Verarbeitung von Bildinformationen und zugehörigen Managementinformationen, die Komprimierung und Codierung von Bewegtbildern sowie die Netzwerksteuerungstechnologie, also die computergestützte Bildverarbeitung und Netzwerksteuerung. Bildverarbeitung und Netzwerksteuerungstechnologie sind im MPEG-Systemstandard verankert. Der MPEG-Systemstandard ist ein internationaler Standard, der die Entwicklung der Bildtechnologie fördert. Er ist ein Standard für die Komprimierung, Dekomprimierung, Verarbeitung und Codierung von Bewegtbildern, Audio und deren Kombinationen. MPEG-1, MPEG-2 und die erste Version von MPEG-4 sind bereits fertiggestellt, die zweite Version von MPEG-4 und MPEG-7 befinden sich in der Entwicklung. Moderne Bilddarstellungstechnologie wird in vielen Bereichen und wichtigen Systemen intelligenter Gebäude eingesetzt, beispielsweise in öffentlichen Einrichtungen, Unterhaltungsstätten, Konferenzräumen, Multifunktionshallen, Studios, Sicherheitsüberwachungssystemen, Brandmeldezentralen und Brandmeldeanlagen, Gebäudeleittechnik (GLT), intelligenten Gebäudemanagementsystemen (IBMS), Büroautomation und Multimedia-Computersystemen, Multimedia-Kommunikationssystemen sowie Heim- und Videokommunikationssystemen. Mit der rasanten technologischen Entwicklung werden zudem immer mehr fortschrittliche Anwendungsformen entstehen. 6. Strukturierte Verkabelungstechnologie Die strukturierte Verkabelungstechnologie ist eine spezielle Technologie zur Informationsübertragung. Sie dient der kabelgebundenen Informationsübertragung in Gebäuden und Gebäudekomplexen und überträgt Sprache, Daten, Bilder und andere Informationen innerhalb von Gebäuden oder zwischen Gebäudekomplexen, um den vielfältigen Informationsbedürfnissen der Nutzer gerecht zu werden. Daher zählt sie zu den Kerntechnologien des IBWPF. Die strukturierte Verkabelungstechnologie stellt einen revolutionären Fortschritt im Bereich intelligenter Gebäude dar und ersetzt die traditionelle Verkabelung. Ihre Bedeutung und Rolle in intelligenten Gebäuden lassen sich wie folgt zusammenfassen: (1) Die integrierte Verkabelung bildet den grundlegenden Übertragungskanal für die Informationsübertragung in intelligenten Gebäuden und ist eine wichtige Brücke für deren „Intelligentisierung“. (2) Das integrierte Verkabelungssystem ist das zentrale Übertragungsnetz für Informationen in intelligenten Gebäuden. Es kann als physisches Netzwerk und Träger für öffentliche Telefonnetze, lokale Computernetzwerke und Multimedia-Kommunikationsnetze fungieren und so verschiedene Informationsübertragungsfunktionen in intelligenten Gebäuden realisieren. (3) Das integrierte Verkabelungssystem bildet die Netzwerkhardware für die Gebäudeautomationssysteme und die Gebäudetechnik-Automationssysteme. (4) Das integrierte Verkabelungssystem ist über die jeweiligen Zugangstechnologien mit externen Weitverkehrsnetzen, öffentlichen Telefonnetzen, Rundfunknetzen usw. verbunden und bildet so ein offenes Kommunikations- und Fernsteuerungssystem. (5) Das integrierte Verkabelungssystem erfüllt die mittel- und langfristigen Anforderungen an die Informationsübertragung in intelligenten Gebäuden. Insbesondere die horizontale Verkabelung, die mit geeigneten modernen Kabel- oder Glasfasertechnologien realisiert wird, ermöglicht eine problemlose zukünftige Erweiterung. 7. Systemintegration: Der Begriff Systemintegration ist derzeit nicht präzise definiert. Er wird allgemein als Computersystemintegration bezeichnet. Im Kontext intelligenter Gebäude spricht man von intelligenter Gebäudesystemintegration. Systemintegration gehört zur Informationswissenschaft und ist eine spezifische Anwendungstechnologie der Informationstechnologie. Die Systemintegration intelligenter Gebäude (IBSI) ist ein technischer Ansatz, der verschiedene intelligente Subsysteme innerhalb eines Gebäudes physisch, logisch und funktional verbindet, um Informationsintegration und Ressourcenteilung zu erreichen. In der Bauindustrie wird Systemintegration mit SI abgekürzt. Es gibt zwei Definitionen der intelligenten Gebäudesystemintegration: eine umfassende und eine enge. Aktuell existieren zwei Modelle der intelligenten Gebäudesystemintegration: die integrierte und die phasenweise Integration. Systemintegration ist eine Schlüsseltechnologie für die Realisierung der Funktionen intelligenter Gebäude. Sie ist ein ideales technisches Mittel auf hohem Niveau für die integrierte Entwicklung verschiedener Systeme in intelligenten Gebäuden. Sie ermöglicht die Ziele der Informationsintegration und Ressourcenteilung, spart Investitionen und sichert langfristige Wirtschaftlichkeit. Zudem ermöglicht sie die Offenheit und Fernsteuerung verschiedener Funktionen in intelligenten Gebäuden. Mithilfe von IBMS-Systemen kann sie die Gebäudeverwaltung und die Gerätesteuerung intelligenter Gebäude vollständig oder teilweise automatisieren. Sie repräsentiert die Entwicklungsrichtung intelligenter Gebäude und nutzt offene integrierte Systeme, um die Entwicklung der Systemintegrationstechnologie hin zu Offenheit, Zuverlässigkeit, Fehlertoleranz, Skalierbarkeit sowie Verwaltbarkeit und Wartungsfreundlichkeit voranzutreiben. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass IBWPT eine entscheidende Rolle im IBWP-System spielt und die mittlere Ebene seiner dreistufigen Struktur einnimmt. Es dient als Weg, Methode und Mittel zur Anwendung der IBWP-Theorie und unterstützt die technische Umsetzung des darunterliegenden IBWPS. Seine theoretische Grundlage liegt in der darüberliegenden IBWP-Theorie. Der Begriff IBWPT umfasst verschiedene moderne Niederspannungstechnologien, insbesondere Informationstechnologie. Diese Technologien sind miteinander vernetzt, durchdringen sich und verstärken sich gegenseitig. Sie bilden eine multidisziplinäre und umfassende Anwendung von IBWPT. IBWPT verkörpert die Schlüsseltechnologien für die Entwicklung intelligenter Gebäude im heutigen Informationszeitalter. Mit dem Aufkommen neuer Informationstechnologien wird die Bedeutung von IBWPT kontinuierlich erweitert und weiterentwickelt, wodurch die kontinuierliche Entwicklung von IB vorangetrieben wird.