Blog

Der Zuschuss beträgt 900.000 € und das Projekt hat eine Laufzeit von zwei Jahren. Ermöglicht wird das Projekt durch die Hochschule Osnabrück Lingen, Institut für Duale Studiengange und die Hochschule Hanze Groningen, Institut für Ingenieurwesen, HBO-IKT und Bioinformatik.

Künstliche Intelligenz für ein optimales Raumklima

Die meisten Menschen verbringen im Durchschnitt etwa 40 Stunden pro Woche bei der Arbeit. Ein großer Teil dieser Arbeit wird an einem Schreibtisch in einem uninspirierten Bürogebäude erledigt. Als ob das nicht schon schlimm genug wäre, ist es dort oft zu kalt oder zu heiß, stickig oder stinkt. All diese Dinge tragen nicht zur Zufriedenheit Ihrer Mitarbeitenden bei der Arbeit bei und in manchen Fällen führt ein schlechtes Raumklima auf Dauer sogar zu Krankheiten. Letzteres ist auch als „Sick-Building-Syndrom“ bekannt. Dies ist die Summe der gesundheitlichen Beschwerden (u. a. Reizung der Augen, der Nase und der Atemwege, Kopfschmerzen, Müdigkeit und Konzentrationsschwäche), die auf den langfristigen Aufenthalt in einem bestimmten Gebäude mit schlechtem Raumklima zurückzuführen sind.

Warum ein optimales Raumklima?

Ein schlechtes Raumklima ist nicht nur schädlich für die Menschen, die dort arbeiten müssen, sondern auch für die Unternehmen, die diese Menschen beschäftigen. Untersuchungen von Wyon (2004) und Wargocki et al. (2004) zeigen, dass Arbeitnehmende bei gutem Raumklima 5-10 % produktiver sind. Die Investition in ein gutes Raumklima für die Mitarbeitenden ist daher eine Selbstverständlichkeit geworden: Es ist kurz- und langfristig gesünder für die Arbeitnehmenden, führt zu größerer Arbeitszufriedenheit und höherer Produktivität.

Woher kommt dieses schlechte Raumklima?

Die meisten Bürogebäude, in denen wir heute arbeiten, wurden gebaut, um uns vor den Elementen zu schützen, und sie wurden für die alte Arbeitsweise zu Beginn des Informationszeitalters konzipiert (effizient und eng beieinander in einem großen Betonkasten um ein zentrales Informationssystem). Kurz gesagt, viele Menschen auf engem Raum zusammen. Dabei stößt der Mensch selbst das meiste CO2 in einem Gebäude aus und ist auch eine der größten Wärmequellen.

Natürlich verfügen auch diese Gebäude über Klima-, Lüftungs- und Aufbereitungsanlagen, aber eine optimale Belüftung oder Temperaturregelung stand beim Bau dieser Gebäude nicht auf der Prioritätenliste. Infolgedessen sind die meisten Bürogebäude, in denen die Menschen heute arbeiten, alles andere als ein angenehmer oder gesunder Arbeitsort.

Warum ist es so schwierig, ein gutes Raumklima zu erreichen?

Obwohl die meisten Bürogebäude über Lüftungs-, Kühl- und Heizungsanlagen verfügen, ist es in der Praxis äußerst schwierig, ein gutes Raumklima zu erreichen. Der erste und wichtigste Grund ist, dass der Versuch, das Raumklima manuell zu regeln, oft ein hoffnungsloses Unterfangen ist. Sie ist ineffizient und ineffektiv. Es gibt zu viele Faktoren, die dies beeinflussen. Zum Beispiel könnte jemand ein Fenster öffnen, um frische Luft zu bekommen, oder versehentlich eine Tür offen lassen, wodurch es ungewollt kalt wird, und jemand anderes könnte die Heizung aufdrehen. Im Sommer saugt die Lüftungsanlage warme Luft von außen an, was wiederum die Klimaanlage zwingt, stärker zu blasen. Es gibt also zahlreiche Situationen, in denen Lüftung, Heizung und Kühlung untrennbar miteinander verbunden sind, um ein angenehmes Raumklima zu erreichen.

Auf den ersten Blick scheint die Lösung dieses Problems ein System zu sein, das nach einem vorgegebenen Programm das Gebäude optimal belüftet und kühlt/heizt. Dies bringt jedoch folgende Herausforderung mit sich: Lüftung, Kühlung und Heizung sind die größten Energieposten in einem Gebäude. Die Klimatisierungssysteme des Gebäudes auf Hochtouren laufen zu lassen, ist daher keine praktikable Option. Zum einen ist dies aus wirtschaftlicher Sicht nicht möglich, zum anderen ist es aus Sicht einer nachhaltigen Umwelt und eines nachhaltigen (Außen-)Klimas keine Option.

Wie können wir also ein ideales Raumklima erreichen?

Ein gesundes und angenehmes Raumklima wird durch eine Kombination verschiedener Faktoren erreicht. Obwohl mehrere Faktoren eine Rolle spielen, sind „Luftqualität“ und „Temperatur“ sicherlich die wichtigsten Faktoren, die zu einem gesunden und angenehmen Raumklima beitragen. Die manuelle oder vorprogrammierte Steuerung der Systeme, die diese Faktoren regeln, hat sich bisher als keine gute Option erwiesen. Ganz abgesehen davon, dass „Luftqualität“ und „Temperatur“ oft von zwei verschiedenen Systemen gesteuert werden müssen und die meisten der derzeit auf dem Markt befindlichen Systeme kaum aufeinander abgestimmt werden können.

Ein „intelligentes“ System auf der Grundlage von IoT (Internet der Dinge) und KI (Künstliche Intelligenz) könnte die Lösung sein. Ein solches System kann auf der Grundlage von Sensordaten (Temperatur, CO2, Lüftungsgeschwindigkeit und Wettervorhersage) und Nutzerdaten (Anwesenheit, gefühlte Temperatur und Luftqualität) intelligente Vorhersagen treffen und so die Klimatisierungssysteme steuern, um ein optimales Raumklima zu erreichen.

Was genau ist dafür erforderlich?

Um ein solches System zu realisieren, sind mehrere Dinge erforderlich. Zunächst müssen die für das System erforderlichen Daten gesammelt werden. Dies kann mit einer Reihe verschiedener Sensoren geschehen, die an strategischen Stellen im Gebäude installiert werden müssen. Da das Raumklima ein komplexes Konzept ist, das von vielen verschiedenen Faktoren abhängt, kann das System umso intelligenter werden, je mehr Daten wir messen können. Dies hat jedoch auch einen großen Nachteil. Das Sammeln großer Mengen unterschiedlicher Daten stellt nicht nur eine technische Herausforderung dar, sondern ist auch aus ethischer Sicht interessant zu betrachten. So haben beispielsweise die Anwesenheit und die Bewegung von Personen in einem Gebäude einen großen Einfluss auf das Raumklima, aber aus Sicht des Datenschutzes ist es vielleicht nicht unbedingt wünschenswert, dies für jeden einzelnen Mitarbeitenden innerhalb des Systems zu erfassen. Es gibt viele weitere Beispiele, die bei der Einführung eines solchen Systems berücksichtigt werden müssen.

Neben der Erstellung und Verarbeitung der Daten muss auch ein „intelligentes“ System entwickelt und trainiert werden, das auf der Grundlage dieser großen Datenmengen Vorhersagen treffen kann, um die tatsächliche Klimaregelung im Gebäude zu optimieren.

Alles in allem ist die Lösung des Problems, ein gutes Raumklima zu erreichen, kein Fall mit einer einfachen Antwort. Wir arbeiten derzeit mit Ultraware aus Assen zusammen, um dieses komplexe Problem zu lösen.

by
Michele Peiffert
18 November 2021