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Mit CO2-Ampeln das Infektionsrisiko in Innenräumen senken

Im Zuge der Corona-Pandemie konnten über die letzten Monate hinweg immer mehr Erkenntnisse darüber gewonnen werden, wie sich das Virus verbreitet und welche Schutzmaßnahmen effektiv gegen eine Ansteckung helfen. Die Einhaltung eines Mindestabstands von 1,5m z.B. wurde bereits zu Beginn der Pandemie als sehr effektiv eingestuft. Neue Untersuchungen haben ergeben, dass Aerosole – winzige Flüssigkeitströpfchen in der Luft, die bei der Ausatmung entstehen – wohl einer der größten Träger des Virus sind. Regelmäßiges Lüften ist daher äußerst wichtig. Der CO2-Gehalt in der Luft gibt Auskunft darüber, wann Lüften nötig ist. Sensoren, die den CO2-Gehalt in der Luft messen, helfen dabei, das Ansteckungsrisiko in Innenräumen zu verringern.

Bild: Deuta Controls GmbH

Laut Robert-Koch-Institut (RKI) gelten virushaltige Flüssigkeitspartikel als einer der Hauptübertragungswege, die zur Ansteckung mit SARS-CoV-2 führen. Diese Partikel entstehen beim Husten und Niesen, aber auch bereits beim Sprechen und Atmen. Wie groß die ausgestoßenen und potenziell virushaltigen Partikel sind und wie viele davon ausgestoßen werden, ist von Mensch zu Mensch unterschiedlich, je nach Atemfrequenz und Aktivität. Doch selbst im Ruhezustand, also bei ruhiger Atmung, ist es möglich, dass virushaltige Partikel ausgeatmet werden. Je mehr Personen sich in einem Gebäude befinden und je enger der Raum ist, desto größer wird gleichzeitig das Infektionsrisiko. Bei Aktivitäten wie Singen, Rufen oder lautem Sprechen werden besonders viele Partikel freigesetzt. Ein Indikator für gute oder schlechte Luft im Innenraum ist der Kohlenstoffdioxidgehalt in der Luft.¹

Funksensoren unterstützen gezieltes Lüften

Bild: Deuta Controls GmbH

Als Richtwert gilt dabei ein CO2-Gehalt von 1.000ppm (parts per million): Liegt die CO2-Konzentration unter dieser Zahl, lässt dies auf eine hygienisch saubere Luft im Raum schließen. Bei einem Wert über dieser Zahl sollte schleunigst gelüftet werden, um das Infektionsrisiko so gering wie möglich zu halten. CO2-Sensoren sind eine kostengünstige und einfach zu installierende Lösung, um den Gehalt in der Luft dauerhaft zu monitoren und zu reagieren, wenn der Wert über den Richtwert steigt. Sogenannte CO2-Ampeln, die über die Farbgebung ‚Rot, Gelb, Grün‘ die Notwendigkeit zum Lüften anzeigen, sind vor allem für Schulen empfehlenswert, da in den meisten Schulgebäuden bisher keine raumlufttechnischen Anlagen (RLT-Anlage) installiert sind.² Im Zuge dessen fördert die bayerische Staatsregierung „CO2-Sensoren für Klassen- und Fachräume zur Verwendung der CO2-Konzentration als Surrogat-Parameter für die Regelung von Lüftungsmaßnahmen“³. Geräte wie die EnoPuck CO2-Ampel von Deuta Controls vereinen CO2-Sensor und Anzeige in einem Gerät: Bei einem Wert unterhalb von 1.000ppm leuchtet die Ampel grün, ab 1.000ppm gelb und ab 2.000ppm rot. Die Werte zur Farbänderung können nachträglich angepasst werden, falls neue medizinische Erkenntnisse andere Grenzwerte hervorbringen.

Zur Realisierung einer zentralen Datenerfassung und Informationsbereitstellung, aber auch zur Systemergänzung mit weiteren Sensoren nutzt die EnoPuck CO2-Ampel die EnOcean-Funktechnologie zur Datenübertragung. Der offene Funkstandard (ISO/IEC14543-3-1X) ist etabliert in der Gebäudeautomation und erlaubt eine einfache und flexible Erweiterung des Systems um die CO2-Ampel herum. Energieautarke Funksensoren von EnOcean eignen sich für eine Nachrüstung, da diese dank der Energy-Harvesting-Technologie weder Kabel noch Batterien benötigen. Hierbei wird Energie aus der unmittelbaren Umgebung gewonnen (Licht, Bewegung, Temperatur). Ein Beispiel: Ein solarbetriebener Funksensor, angebracht am Fenster, überwacht mittels eines Magnetkontakts das Öffnen und Schließen des Fensters. Erst wenn der Funksensor ‚Fenster geöffnet‘ meldet, springt die Anzeige des EnoPuckCO2 von rot auf grün. Bedarfsgerechtes Lüften ist nicht nur wichtig zur Reduzierung des Infektionsrisikos, sondern sollte auch nachhaltig gestaltet sein. Das Zusammenspiel aus solarbetriebenen Fensterkontakten und energieautarken Funksensoren an Heizkörpern regelt genau dies: Wenn Fenster geöffnet sind, werden die Heizkörper automatisch heruntergeregelt.

Erweiterbares Funksystem

Die rasch voranschreitende Digitalisierung der Dinge und deren Vernetzung im IoT erfordert erweiterbare Systeme. Im aktuellen Hinblick auf die Einhaltung von Schutz- und Hygienemaßnahmen können zukünftig wichtige weitere Sensordaten und Anwendungen ergänzt werden: Z.B. erfassen an der Decke angebrachte Bewegungsmelder, wie Räume tatsächlich besetzt sind und genutzt werden. Personenzähler an Eingangstüren messen, wie viele Personen ein Gebäude oder einen Raum betreten und wieder verlassen. Mittels dieser Daten lassen sich detaillierte Auswertungen darüber führen, wann ein Gebäude besonders häufig genutzt wird oder wann sich wenige oder gar keine Personen dort befinden. Dies unterstützt zum einen weitere Infektionsschutzmaßnahmen wie die Einhaltung des Mindestabstands und eine maximale Personenanzahl in Innenräumen. Zum anderen lassen sich dadurch auch unnötige Heizkosten einsparen. Es wird nur geheizt, wenn tatsächlich nötig. Energy-Harvesting-Funksensoren sind in jedem Fall eine sinnvolle Ergänzung im Maßnahmenmix gegen die Ausbreitung von Covid-19. Sie sind flexibel nachzurüsten und einfach zu installieren, wartungsfrei, nachhaltig und liefern zuverlässig die Daten, mit denen Infektionsschutzmaßnehmen bedarfsgerecht umgesetzt werden können.

¹,² Umwelt Bundesamt (PDF)

³: Bayrisches Staatsministerium für Unterricht und Kultus (PDF)

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