Saubere Luft für klare Gedanken

Saubere Luft für klare Gedanken

Gute Luft in Klassenräumen – in Corona-Zeiten wichtiger denn je. Die Kommune Gersheim behält den CO2-Gehalt in ihren Schulräumen dank LoRaWAN-Sensoren minütlich im Blick und sorgt so für coronakonforme Lüftungskonzepte. Gleichzeitig kann sie die erfassten Daten für andere Zwecke nutzen, zum Beispiel, um Energie zu sparen.

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AUSLESE - DARUM GEHT'S HIER:

  • Dank LoRAWAN-Sensoren den CO2-Gehalt im Klassenraum überwachen

  • Energiedaten-Monitoring und Zählerauslese ebenfalls möglich

  • Nachhaltige Alternative zu CO2-Ampeln und Luftreinigern

CO2-Ampeln oder Luftreiniger? Viele Anwendungen werden gerade diskutiert, um die Konzentration von Aerosolen in Klassenräumen möglichst gering und damit den Schulbetrieb trotz Corona-Pandemie aufrecht halten zu können. Denn nachgewiesen ist: hat die Raumluft einen hohen CO2-Gehalt in Klassenzimmern, muss sie ausgetauscht werden. Denn wenn viel ausgeatmetes CO2 in der Luft ist, sind auch viele Aerosole in der Luft. Und damit auch unter Umständen der Coronavirus SARS-CoV-2.

Michael Clivot, Bürgermeister der Gemeinde Gersheim, geht einen neuen Weg: Er setzt in der Grundschule der Gemeinde LoRAWAN-Sensoren ein. „Die Sensoren liefern uns Daten zum CO2-Gehalt – aber sie können noch viel mehr“, so Clivot. Denn auch das Gebäudemanagement und die Zählerauslese im Ort ist dank der LoRAWAN-Technik zentral steuerbar. Eine nachhaltige Investition. Doch der Reihe nach.

Buergermeister clivot gersheim
Michael Clivot, Bürgermeister von Gersheim

IoT-Lösungen für die Kommune

„Das Thema LoRaWAN beschäftigt uns schon länger“, erzählt Michael Clivot. Nach den kommunalen Partnertagen im vergangenen Jahr kam der Bürgermeister mit unserem IoT-Experten Stefan Lang ins Gespräch. Schnell war klar: Wir setzen die innovative LoRaWAN-Technik in einem gemeinsamen Projekt um. Eine erste Idee war es, die Füllstände in den Müllcontainern der Gemeinde mit Sensoren zu überwachen. Doch dann kam Corona.

Was messen die LoRaWAN-Sensoren im Klassenzimmer?

  • CO2-Gehalt

  • Temperatur

  • Luftfeuchte

  • Anwesenheit

  • Licht

„Wir haben die LoRaWAN-Sensoren zunächst in fünf Klassenzimmer installiert und zwei Wochen lang Daten gesammelt“, erzählt Stefan Lang. Die Sensoren messen neben dem CO2-Gehalt auch die Temperatur, die Luftfeuchte, die Anwesenheit von Personen und ob Licht angeschaltet ist. Die Ergebnisse werden in einem individuellen Dashboard dargestellt und sind von den Lehrkräften jederzeit einsehbar.

Genaue CO2-Anlayse und Lüftungskonzepte

„Anhand der Daten, die wir jetzt von den Pfalzwerken bekommen, können wir Entscheidungen fällen. Zum Beispiel sehen wir sehr gut, ob genug gelüftet wird bzw. wie oft wir einen bestimmten Raum mit einer gewissen Anzahl von Schülerinnen und Schülern und mit einer bestimmten qm-Größe lüften müssen, um den Kohlenstoffdioxidgehalt im Raum niedrig zu halten. So lüften die Lehrkräfte den genau richtigen Zeitraum und nicht nach Gefühl vielleicht zu lang oder zu kurz“, erzählt Clivot.
Dabei sind die Sensoren sehr genau. Der CO2-Gehalt wird in „parts per million“, kurz „ppm“, gemessen. Ab 1.000 ppm sollte gelüftet werden, 400 ppm ist der Wert in der freien Luft. „Die LoRaWAN-Sensoren messen in Einser-Schritten“, sagt Stefan Lang. Demnächst werden die Daten auf Tablets visualisiert werden, die in den Klassenzimmern den Lehrkräften durch den Schulträger bereitgestellt werden. Diese könnten bei einem zu hohen CO2-Gehalt ein Warnsignal anzeigen.

Das Dashboard zeigt genau, wie sich Temperatur, CO2, Luftfeuchte, die Beleuchtung und die Raumbelegung verändern.
In den Daten eines einzelnen Klassenzimmers ist deutlich sichtbar, wann gelüftet wurde und somit Temperatur und CO2-Werte gesunken sind.

Entscheidungen auf Datengrundlage fällen

Klein, schnell zu installieren und sehr genau: Der LoRaWAN-Sensor

Die Gemeinde Gersheim rollt die LoRaWAN-Technik nun auf alle Klassenzimmer, den Räumlichkeiten der Freiwilligen Ganztagsschule und die Turnhallen aus.
Michael Clivot ist überzeugt davon, dass diese Lösung nachhaltiger ist, als CO2-Ampeln oder Lüftungsgeräte zu installieren. „Ich denke, wenn die Pandemie vorbei ist, sind diese Geräte nutzlos – zudem sind sie teuer“, meint Michael Clivot. Gerade Luftreiniger seien zudem mit bis zu 60db im Höchstbetrieb sehr laut. Auch das Bundesumweltamt sieht Luftreiniger nicht als alleinige Lösung.
Die LoRaWAN-Technik kann die Gemeinde dagegen vielfältig und langfristig einsetzen.

Energie sparen und unnötigen Energieverbrauch vermeiden

Zum Beispiel für das Energiemonitoring. Da die IoT-Technik u.a. auch die Temperatur, die Luftfeuchte, die Helligkeit und Bewegungen in den Räumen misst, wird unnötiger Energieverbrauch schnell erkannt.
„Wir haben so festgestellt, dass wir nachts in den Klassenräumen zu viel Energie verbrauchen und haben die Heiztemperatur nun angepasst. Und das schon nach wenigen Tagen.“, sagt Clivot.
Diese Erkenntnisse sind auch für die Gemeindehäuser relevant. Wenn im Dorfgemeinschaftshaus nach einer Nutzung Licht und Heizung angelassen werden, falle das zurzeit manchmal erst nach einer Woche auf. „Diese Energieverbrauchsfalle können wir mit der Installation von LoRaWAN-Sensorik einfach vermeiden, indem wir z.b. nach 12 Stunden eine Warnung aussenden lassen. Nach dem Motto: „Ist es richtig, dass in dem Gebäude trotz Abwesenheit von Menschen das Licht brennt?“, erläutert Elmar Wagner aus unserem IoT-Team.

Zentrale Zählerablese – Vorsorge statt Nachsorge

Auch die Zählerablese möchte die Gemeinde nun zentralisiert über LoRaWAN-Sensoren durchführen. Dies ist sowohl für Strom, als auch für Gas und Wasser möglich. So werden defekte Geräte erkannt, bevor es zu spät ist: „Heute merken wir einen Defekt am Wasserrohr erst, wenn der Wasserschaden schon entstanden ist“, sagt Clivot. Das selbe gelte für Stromzähler: Mit der IoT-Technik kann ein defektes Gerät ersetzt werden, bevor der Stromverbrauch noch weiter unnötig in die Höhe geht. Und all das ohne den Einsatz von Smart Metern.
„Die Daten durch die LoRaWAN-Technik sind für uns von hohem Nutzen und tragen entscheidend zur Nachhaltigkeit hier in der Gemeinde bei“, resümiert Clivot.

LoRaWAN Netz aufbauen

Gemeinsam mit der Gemeinde Gersheim bauen wir in der Region um den Ort das schon bestehende LoRAWAN-Netz weiter aus.
Große Teile des Netzgebietes sind inzwischen mit Gateways ausgestattet. Der Ringschluss um den Pfälzerwald ist geschafft. Damit sind nahezu 90 Prozent des rund 6.000 Quadratkilometer großen Netzgebiets mit der Zukunfts-Technologie LoRaWAN (Long Range Wide Area Network) erschlossen.

Welche Voraussetzungenmuss meine Kommune oder Schule für den Einbau von LoRaWAN-Sensorik erfüllen?

Keine! Der Sensor ist klein und batteriebetrieben. Die Batterien haben eine mehrjährige Lebensdauer. Wenn es vor Ort kein verfügbares LoRAWAN-Netz gibt, bringen unsere Kolleginnen und Kollegen eines mit. In Gersheim haben sie ein Gateway im Keller der Schule installiert. Der Einsatz der Sensoren ist also sofort umsetzbar.

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