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Projekt CLAIRYFI: gesunde und energieeffiziente Gebäude dank IoT

Smart Buildings für Gesundheit, Energiesicherheit und Klimaschutz:
Ein Civic-Science-Projekt unter Einsatz Kollaborativer Mensch+Maschine Intelligenz

Fybra_for_SchoolsHohe Energiepreise, schlechtes Raumklima und dadurch erhöhtes Risiko von Infektionskrankheiten, die über die Atemluft übertragen werden, stellen Menschen im Winter vor das Dilemma, Innenräume einerseits rechtzeitig und ausreichend lüften zu wollen, ohne aber andererseits den Energieverbrauch unnötig zu erhöhen.

Im Rahmen des Projekts CLAIRYFI werden die Potenziale eines durch Datenanalyse optimierten Heiz- und Lüftungsverhaltens in geschlossenen Räumen untersucht:
Wie sehen „normale“ und „intuitive“ Verhaltensweisen in privat genutzten Räumen / beruflich genutzten Räumen aus?
Und inwieweit ändern Individuen ihre Verhaltensweisen zugunsten von Gesundheit und Energieeinsparung, wenn ihnen jederzeit die entsprechenden Messwerte in leicht verständlicher Form zur Verfügung stehen?

Grundlagen

Aktuelle Forschungsergebnisse zeigen, dass Luftqualitätsfaktoren wie z.B. Luftfeuchtigkeit und CO2-Konzentration Indikatoren für die Gefahr einer Ansteckung mit Infektionskrankheiten wie z.B. COVID-19 darstellen. [1]

So ist beispielsweise in trockenen Innenräumen die Wahrscheinlichkeit der Übertragung von SARS-CoV-2 über die Luft höher als in feuchten Räumen. Allerdings kann zu hohe Luftfeuchtigkeit auch Schimmelwachstum begünstigen. Zudem ist es energetisch aufwändiger, feuchte Luft zu erwärmen.

Die Korrelation eines erhöhten CO2-Gehalts in der Raumluft mit einem erhöhten Infektionsrisiko ist gut belegt. Die CO2-Konzentration kann durch Lüften verringert werden. [2][3][4]

Wenn die Außentemperaturen im Herbst zu sinken beginnen, befindet sich ein Mensch, der zugleich von Gesundheitsrisiken durch schlechtes Raumklima und steigende Energiekosten bedroht ist, in einem Dilemma:

Fybra DashboardZum Einen beeinträchtigen zu hoher CO2-Gehalt der Atemluft und zu niedrige Raumtemperaturen die menschliche Leistungsfähigkeit und letztere stellen sogar ein Gesundheitsrisiko dar, weshalb die Technischen Regeln für Arbeitsstätten (ASR) in Arbeitsräumen (also auch im Homeoffice) bei einer überwiegend sitzenden Körperhaltung eine Lufttemperatur von mindestens +20°C bei „leichter Hand-/Armarbeit bei ruhigem Sitzen bzw. Stehen verbunden mit gelegentlichem Gehen“ vorschreiben. [5]

Zum Anderen wird durch übermäßiges Lüften unnötig Energie vergeudet und somit insbesondere bei der Beheizung der Räume mit einer Gasheizung das von der Industrie dringend benötigte Erdgas. [6][7]

Laut Norm DIN EN 15232 lässt sich der Heizenergiebedarf durch Gebäudeautomation im Durchschnitt um 19 Prozent senken; oft sind die erzielbaren Einsparungen sogar noch deutlich höher.
Studien zeigen, dass sogar Energieeinsparungen von durchschnittlich 26 Prozent möglich sind. Hier spielt jedoch das Heiz- und Lüftungsverhalten der Gebäudenutzer:innen und somit der Wissenstransfer in die Gesellschaft eine maßgebliche Rolle, für den sich der Bundesverband Smart City als gemeinnützige Forschungs- und Bildungseinrichtung einsetzt.

Vorgehensweise

Der BVSC berät die Teilnehmenden im Rahmen des Projektes bei Auswahl, Installation und Betrieb der notwendigen Sensoren und Software-Lösungen, die übersichtlich dargestellte, leicht verständliche Echtzeit-Daten, Analysen, Prognosen sowie nützliche Berichte und Tipps zu Energieverbrauch und Raumklima liefern.

Um Gebäudenutzer:innen und Bewohner:innen in die Lage zu versetzen, die höchstmöglichen Energieeinsparungen zu erzielen, bietet der BVSC entsprechende Workshops an.

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Zudem unterstützt der BVSC Schulen bei der Integration des forschenden Lernens in den Unterricht, bei dem Schüler:innen z.B. die Luftaustauschraten anhand von CO2-Daten berechnen und lernen, wie man die Belüftung im Hinblick auf Gesundheit und Energieeffizienz optimieren kann.

Dieses wird z.B. durch die extrem niedrigschwellige Lösung “Air Coach” unseres Mitglied-Unternehmens Fybra seit Frühjahr 2024 an 7 Hamburger Schulen in 61 Klassenzimmern für zeitgleich über 1.500 Schüler:innen ermöglicht.

Da bei einem Smart-Building oder Smart-Home neben dem intelligenten Lüften und vielen anderen Mehrwerten auch die Überwachung und Steuerung des Energieverbrauchs ein wesentlicher Bestandteil ist, empfiehlt es sich, ggf. auch die eigene Photovoltaik-Anlage zu integrieren.
Letzteres ermöglicht, den erzeugten PV-Solarstrom weitestgehend selbst zu verbrauchen, anstatt ihn ins Stromnetz einzuspeisen und somit den höchstmöglichen Autarkiegrad und die maximale Wirtschaftlichkeit der eigenen PV-Anlage erreichen.

Auch hier setzt das Projekt CLAIRYFI des BVSC an: Wie kann mittels modernster Technologien auch die intelligente Nutzung des Stroms, insbesondere des selbstproduzierten Solar-Stroms, ermöglicht und der Rebound-Effekt unterbunden und somit das immense Einsparpotenzial ausgeschöpft werden?
Die Kombination unser Projekte CLAIRYFI und BASIS.solar wird zu diesem Zweck in einem verbandseigenen Forschungs-Projekt in Form eines Real-Labors untersucht.

Sollten Sie Interesse haben, an unserem Projekt mitzuwirken, zögern Sie nicht, uns zu kontaktieren.
Wir freuen uns auf Ihre Anfrage!

Für die vertiefende Lektüre finden Sie hier Quellen und weiterführende Informationen:

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