Antworten auf Deine Fragen

Im Testbetrieb möchten wir zum einen herausfinden, ob die Technik funktioniert. Haben Sensoren überall Empfang? Funktionieren alle Features der Plattform? Vor allem aber möchten wir mehr über die Anforderungen aus der Praxis lernen. Welche Unterstützung ist bei der Installation eines Sensors nötig? Wie genau sollten die Daten visualisiert werden? Wie werden die Daten tatsächlich genutzt? zusätzlich möchten wir gemeinsam mit der HTW Berlin die Messdaten betrachten und daraus abgeleitete Metriken entwickeln die einfacher verständlich sind, wie z.B. einen Risiko-Score oder eine empfohlene Aufenthaltsdauer.

CO2 ist ein Gas. Ein CO2-Sensor nimmt daher die Umgebungsluft auf und bestimmt den Anteil an CO2-Molekülen, typischerweise in der Einheit PPM, Parts per Million (Anzahl pro Million). Viele kommerziell erhältliche Geräte messen noch weitere Größen, wie z.B. Temperatur und Luftfeuchtigkeit. Vernetzte CO2-Sensoren verfügen über einen Netzwerkanschluss, so dass sie die Messdaten über das Internet an einen Server schicken können - wie die Clair Plattform. Derzeit nutzen wir das freie Community Funknetzwerk The Things Network, welches auf der LoRaWAN Funktechnologie beruht. Aber auch für andere Kommunikationskanäle wie z.B. SigFox, NB-IoT oder WiFi ist die Clair Plattform offen. Vernetzte CO2-Sensoren sind kommerziell erhältlich. Die meisten Modelle sind etwa so groß wie ein Smartphone nur dicker (3-4cm). Sie sind zumeist batteriebetrieben; eine Batterieladung hält ein bis vier Jahre.

Für den Testbetrieb haben wir ein kleines Kontingent an CO2-Sensoren, die wir Testnutzern unentgeltlich zur Verfügung stellen. Weiterhin verfolgen wir verschiedene Fördermöglichkeiten, über welche wir hoffentlich weitere Sensoren bereitstellen können. Darüber hinaus steht es allen Interessenten frei, sich selbst CO2-Sensoren zu beschaffen. Je nach Stückzahl und Modell belaufen sich die Kosten auf 100€-200€. Die Geräte können auch ohne die Clair-Plattform betrieben werden.

Clair Berlin ist als offenes System konzipiert und verschiedenste Sensoren können leicht angebunden werden. Voraussetzung ist lediglich eine Internetanbindung. Momentan unterstützten Clair Berlin die folgenden Sensoren:

Die ersten Sensoren wurden über LoRaWAN und das Berliner The Things Network angeschlossen. Es werden grundsätzlich aber alle IP-kompatiblen Protokolle unterstüzt, wie z. B. NB-IoT.

Die Genauigkeit hängt vom verwendeten Sensor ab. Der von uns derzeit verwendete Elsys ERS CO2 Lite nutzt das Sensor-Modul Senseair LP8, mit einer Genauigkeit von 3% oder +/- 50PPM. In einem typischen Innenraum schwankt die CO2-Konzentration zwischen 400PPM und 1500PPM, so dass 50PPM Genauigkeit gut ausreicht. Darüber hinaus kommt es bei Clair Berlin - im Interschied zu einer CO2-Ampel - nicht so sehr auf den Absolutwert an, sondern auf die Veränderung der CO2-Konzentration über der Zeit.

Die meisten CO2-Sensoren haben eine automatische Kalibration die verhindert, dass die Messwerte mit der Zeit “weglaufen”. Damit diese automatische Kalibration funktioniert, sollte der Sensor je nach Modell zwischen einer halben Stunde und einer Stunde die Woche mit Frischluft versorgt werden. In den meisten öffentlich zugänglichen Räumen ist dies gewährleistet während der Zeit ohne Publikumsverkehr.

Anhand des Zeitverlaufs der Messwerte ist ersichtlich, ob der Sensor tatsächlich in einem belebten Raum steht oder einfach an der frischen Luft. Über zusätzliche Messgrößen wie Temperatur und Luftfeuchtigkeit können wir darüber hinaus die Messwerte plausibilisieren.

Die Clair Berlin Plattform ist zu 100% ein Open-Source Projekt. Alle Software haben wir entweder selbst geschrieben, oder wir nutzen Bibliotheken und Anwendungen, die ebenfalls als Freie Software verfügbar sind. Der Quellcode sowie die Dokumentation des Systems sind auf GitHub verfügbar. Die Software auf dem jeweiligen Sensor ist Sache des Herstellers.

Die Daten liegen in einer PostgreSQL Datenbank. Während der Testphase liegt diese auf einem Server, den wir privat bei einem Rechenzentrum in Deutschland angemietet haben. Für den Produktivbetrieb suchen wir noch finanzielle Unterstützung, um die Clair Plattform inklusive Datenbank gemäß Datenschutz-Grundverordnung in einem Rechenzentrum in der EU zu betreiben.

Derzeit finanziert uns niemand. Alle Entwicklungs- und Organisationsarbeit leisten wir in unserer Freizeit. Kosten für den Testbetrieb tragen wir aus eigener Tasche. Sensoren für den Testbetrieb haben das CityLAB Berlin, die IHK Berlin sowie das HPI angeschafft und uns zum Testen überlassen. Die genannten Partner unterstützen über ihre Kontakte, organisieren Hintergrundgespräche und helfen uns, eine Finanzierung für den Produktivbetrieb und die Weiterentwicklung zu finden. Darüber hinaus suchen wir selbst nach Mitarbeit und Finanzierung. Seit November sind wir offiziell ein Projekt des CityLAB und erhalten von dort Unterstützung bei der Öffentlichkeitsarbeit wie auch konkrete technische Zuarbeit für diese Website.

Weil es frustrierend ist zuzusehen, wie mangelnde Digitalisierung die Pandemiebekämpfung behindert; und weil wir mit unserem Wissen und unserer Erfahrung lieber zur Lösung beitragen, anstatt zu jammern. Unser Beitrag ist klein, aber allemal besser als kein Beitrag. Darüber hinaus bietet Clair Berlin uns die Chance, zu lernen wie man ein komplexes technisches Projekt innerhalb kurzer Zeit (seit September 2020) auf die Beine stellen kann. Last but not least befördert die Öffentlichkeit um die Initiative Clair-Berlin auch unsere sonstigen Projekte und Unternehmungen.

Die Idee entstand Anfang September 2020. Zu Beginn haben wir als Proof-of-Concept einen eigenen CO2-Sensor gebaut und an das Things Network angeschlossen. Eigene Sensoren in großer Stückzahl zu produzieren übersteigt jedoch unser Budget und dauert zu lange. Daher haben wir Hersteller gesucht, Muster besorgt und mit diesen angefangen, die Clair-Plattform aufzubauen. Seitdem haben wir über 1000 Stunden Arbeit in die Entwicklung und Organisation gesteckt. Aus ersten Kontakten zum HPI und zur IHK ergaben sich weitere, so dass wir inzwischen als ein Projekt des CityLAB organisatorisch verankert sind. Seit November kooperieren wir mit Prof. Müller von der HTW Berlin, zur wissenschaftlichen Begleitung der Initiative. Wir arbeiten daran, dass aus dieser bislang losen Kooperation rasch ein gefördertes Forschungsprojekt wird.

CO2-Sensoren helfen nicht nur bei der Pandemiebekämpfung. Eine gute Luftqualität hilft auch gegen andere Infektionen, und gute Luft steigert das Konzentrationsvermögen. Beide Punkte sprechen dafür, dass es auch langfristig einen Bedarf an Informationen über die Luftqualität in öffentlich zugänglichen Räumen geben wird. Dazu sehen wir einen Aspekt als sehr wichtig an, der bislang noch kaum diskutiert wird: Die Energieeffizienz von Lüftungsmaßnahmen. Gebäudewärme macht ca. 30% unseres gesamten CO2-Ausstoßes aus. Optimierte Lüftung sowie gut geplante Lüftungsanlagen können dafür sorgen, dass beim Luftaustausch nicht die ganze Wärme mit nach draußen befördert wird. Die Datenbasis vernetzter CO2- und Temperatursensoren wollen wir in Zukunft nutzen für die Planung von Energiesparmaßnahmen.

Unseres Wissens nach gibt es zumindest in Deutschland bislang kein vergleichbares Projekt. Wir starten in Berlin, aber die Clair-Plattform kann auch andernorts eingesetzt werden. Idealerweise finden sich in verschiedenen Regionen eigene öffentliche oder gemeinnützige Betreiber, die jeweils eine eigene Instanz der Clair-Plattform aufsetzen. Technisch ist dies ohne weiteres möglich, da die komplette Clair-Plattform Open-Source verfügbar ist. Bei Interesse unterstützen wir gerne!

  • Werde Testnutzer, besorge Dir einen Sensor und binde Deinen Raum in die Clair Plattform ein.
  • Mache Werbung für die Initiative. Teile den Link zur Clair Berlin Website sowie der Clair-Präsenz in den sozialen Medien, und sprich darüber mit Betreiberinnen und Betreibern Deiner Lieblingsräume.
  • Hilf uns bei der Akquise von Fördermitteln, indem Du uns Tipps gibst zu Förderprogrammen, Stiftungen und Organisationen, oder dort direkt Deine Kontakte ansprichst.
  • Unterstütze uns direkt finanziell durch Spenden. Da wegen der aktuellen Lage alles ganz schnell gehen muss, sind wir noch nicht als Verein organisiert und können leider noch keine Spendenquittungen ausstellen.
  • Mach mit! Du entwickelst qualitativ hochwertige Software? Erstellst tolle Grafiken? Kannst ein Erklärvideo drehen? Texte schreiben? Stakeholder in Verbänden, Politik und Verwaltung abtelefonieren? Dann melde Dich bei uns, es gibt viel zu tun.