Ein Würfel misst den CO2-Wert in der Luft und fordert zum Lüften auf

Dass regelmäßiges Lüften in Arbeitsräumen für eine bessere Konzentrationsfähigkeit sorgt und zudem Kopfschmerzen, Übelkeit und andere Unannehmlichkeiten vorbeugt war auch schon vor Corona klar. Mit COVID-19 kommt jedoch eine weitere Gefahr auf, die für unsere Gesundheit ein immenses Risiko darstellt: Unsichtbar verbreiten sich Coronaviren in schlecht durchlüfteten Räumen und sorgen für ein erhöhtes Risiko sich zu infizieren. Durch regelmäßiges Lüften kann laut dem Umweltbundesamt (siehe Artikel) dieser Gefahr entgegengewirkt und das Risiko zur Übertragung durch die Luft reduziert werden. Doch wann ist der richtige Zeitpunkt zum Lüften bzw. in welchen Intervallen sollte gelüftet werden? Dieser Frage ist Dirk Herrendörfer, langjähriger Kollege und Betreuer am JFZ, mit technischen Mitteln auf die Spur gegangen und hat einen innovativen Würfel entwickelt, der in Arbeitsräumen installiert die Luftqualität misst und den Anwesenden das Zeichen gibt: Es ist einmal wieder Zeit zum Lüften!

Die Entscheidung, ob gelüftet werden soll, trifft der Würfel durch die Messung der CO2-Konzentration in der Luft. Im Projekt wird die Annahme getroffen, dass zwischen der Verbreitung von Coronaviren in der Luft und dem CO2-Wert ein Zusammenhang besteht. Desto höher der gemessene CO2-Gehalt in der Luft, desto verbrauchter ist die Luft. Das heißt im Umkehrschluss, dass die Menge an Luft bereits von vielen im Raum Anwesenden ein- und wieder ausgeatmet wurde. Ist nun eine mit COVID-19 infizierte Person anwesend, sind die Folgen fatal, denn ein hoher CO2-Gehalt deutet nun nicht nur daraufhin, dass die vorhandene Luft bereits viele Lungen der Anwesenden durchlaufen hat, sondern auch mit ihr die Coronaviren der infizierten Person auf andere Anwesende übertragen wurden. Sollte sich daher eine infizierte Person im Raum befinden und der gemessene CO2-Wert in der Luft hoch sein, ist das Risiko für alle anderen Anwesenden enorm. Durch eine regelmäßige Frischluftzufuhr (beispielsweise durch regelmäßiges Lüften) sinkt der CO2-Gehalt in der Luft und das Risiko, dass mit Coronaviren kontaminierte Luft eingeatmet wird. Das Ziel des CO2 Würfels ist es daher ständig den CO2-Gehalt in der Luft durch einen eingebauten Sensor zu messen und zu überwachen.

Die Bezeichnung CO2 Würfel soll jedoch nicht die Bauform der Apparatur zum Ausdruck bringen, sondern symbolisiert vielmehr die Art der Ausgabe. Angelehnt an einen Spielwürfel kann der CO2 Würfel über neun LEDs die Werte eins bis sechs in Form von Augen darstellen. Soll beispielsweise eine Vier dargestellt werden, leuchten die vier äußeren LEDs äquivalent zur Darstellung auf einem Spielwürfel auf. Der gemessene CO2-Wert verhält sich dabei proportional zur dargestellten Augenzahl: Desto höher die CO2-Konzentration, desto größer ist der dargestellte Wert. Ab einer Fünf beginnen die LEDs zudem zu blinken, da der CO2-Grenzwert von 1000 ppm (parts per million, dt. Teile pro Millionen) überschritten wurde und es allerhöchste Zeit zum Lüften ist.

Ein Anliegen von Dirk Herrendörfer ist es, die Aufwände und die Kosten für die Fertigung eines CO2 Würfels so gering wie möglich zu halten, sodass die CO2 Würfel während aber auch nach der COVID-19 Pandemie in einer großen Stückzahl in Schulen und Büros eingesetzt werden können. Verbaut werden frei verfügbare Komponenten, wie das WeMos D1 Mini Board, das auf dem im Internet of Things Umfeld weit verbreiteten ESP8266 Mikrokontroller zurückgreift. Zudem ist sowohl die restliche, von Dirk Herrendörfer entwickelte Hardware wie auch die Software vollständig Open-Source. Das heißt, Pläne zur Hardware wie auch die Software können im Internet heruntergeladen, für eigene Projekte modifiziert und erweitert werden. Eigene Projekte sind zudem nicht verpflichtet, an dem Prinzip einer CO2-Ampel anzuknüpfen, sondern können beispielsweise die Würfelanzeige auch für andere Anwendungsfälle nutzen. Der Einsatz des C02-Würfels ist zudem nicht nur auf Bildungseinrichtungen beschränkt, sondern kann auch an jedem anderen beliebigen Ort erfolgen.

Aktuell ist der CO2 Würfel am JFZ sowie Striftsgymnasium im Einsatz.

Weitere Information und Materialien zu diesem spannenden Projekt finden Sie unter:

Ein dazugehöriges Video finden Sie auf YouTube.

Fotos: Dirk Herrendörfer

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