Luftsensor mit CO2-Molekülen

Mit Smarthome-Sensoren vor Coronaviren schützen

Ein Sensor zum Schutz vor Infektionen mit dem SARS-CoV-2-Virus? Das hört sich zunächst einmal merkwürdig an. In der Tat können Sensoren im Smarthome aber die Ansteckungsgefahr verringern. Denn eine Maßnahme, die von Ärzten und Virologen regelmäßig empfohlen wird ist: Lüften, Lüften und nochmals Lüften. Alle Hygienekonzepte in Schulen setzen zum Beispiel darauf.

Nun kann man es so machen, wie in unseren Lehreinrichtungen und regelmäßig alle halbe Stunde die Fenster aufreißen. Das hat in der Wintersaison allerdings den Nachteil, dass bei jedem Stoßlüften der Raum nicht nur Viren, sondern auch Heizwärme verliert. Eine Energieverschwendung, wenn es unnötig oft geschieht. Gekippte Fenster sind unter energetischen Gesichtspunkten ein noch größerer Humbug. Hier kommen Luftsensoren ins Spiel, wie es sie in vielen Smarthome-Lösungen gibt. Sie messen die Qualität der Raumluft und signalisieren, wann es Zeit zum Lüften ist. Bei der Arbeit im Homeoffice sind sie ohnehin eine gute Idee, weil verbrauchte Luft nicht gerade die Konzentration steigert.

Dauerlüften ist aus energetischen Gesichtspunkten keine Lösung. Bild: Lazi + Lazi
Dicke Luft begünstigt Infektionen

Im Zusammenhang mit Corona haben sie allerdings noch einen anderen Nutzen. Er hängt mit der Verbreitung des Virus zusammen. Nach mehreren Monaten der Forschung scheint sich die Erkenntnis durchzusetzen, dass die Übertragung auch durch Aerosole erfolgt – kleinste Schwebeteilchen in der Luft, die von infizierten Menschen ausgeatmet werden und die sich dann über viele Meter hinweg ausbreiten. Fast alle sogenannte „Superspreader-Events“ gehen auf Situationen zurück, bei denen Teilnehmer in geschlossenen Räumen die Aerosole anderer eingeatmet haben.

Ein Indikator für die mögliche Konzentration an Aerosolen ist der CO2-Gehalt der Luft. Denn beim Ausatmen gibt der Mensch Kohlendioxid an die Umgebung ab. Das trifft natürlich auf jeden zu, auf Kranke genauso wie Gesunde. Aber sollte sich unter den Besuchern beim Abendessen oder unter den Gästen der Geburtstagsparty ein Infizierter befinden, steigt mit dem CO2-Gehalt auch die Viruslast und damit die Ansteckungsgefahr. Rechtzeitiges Lüften verdünnt dann die Aerosole. Idealerweise so weit, dass die Zahl vermehrungsfähiger Viren für eine Ansteckung nicht mehr ausreicht.

Anzeige der Luftqualität
Ab einem Kohlendioxid-Gehalt von etwa 1000 ppm sollte gelüftet werden. @digitalzimmer
Mehr als 2000 ppm sind unhygienisch

Vorteil des Sensors: Er merkt viel früher als der Mensch, wenn die Menge an Kohledioxid im Raum ansteigt. CO2 ist geruchlos und muss schon ordentliche Konzentrationen erreichen, ehe sich Symptome wie Konzentrationsschwäche oder Müdigkeit bemerkbar machen. In Schulmessungen wurden in der Vergangenheit während des Unterrichts Werte von 2000 bis 5000 ppm (parts pro million = Teilchen pro Million) ermittelt (LINK).

Laut Umweltbundesamt ist eine Konzentration ab 2000 ppm aber bereits „hygienisch inakzeptabel“. Gemäß geltender Normen sollte sie 1500 ppm nicht übersteigen. Im Durchschnitt seien 1000 ppm anzustreben, so die Kommission Innenraumlufthygiene am Umweltbundesamt (LINK). Diesen Wert hat der Münchner Hygieneforscher Max von Pettenkofer auch schon 1858 empfohlen.

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Sensoren für die Luftqualität im Smarthome können also nicht schaden. Es gibt drei Arten davon: CO-, CO2– und VOC-Sensoren. Die erste Kategorie scheidet für diesen Zweck aus, weil sie das hochgiftige Kohlenmonoxid (CO) misst, das bei unvollständiger Verbrennung entsteht. Es ist ebenfalls geruchlos, hochgiftig und kann in Konzentrationen ab 1000 ppm nach 30 Minuten zum Tode führen. Aber es hat nichts mit der allgemeinen Atemluft zu tun. Ein CO-Melder ist eher Alarmsensor als Messgerät für die Luftgüte.

Netatrmno Wetterstation
Die Netatmo Wetterstation misst in Innenräumen auch CO2. @digitalzimmer
CO2-Sensoren messen Kohlendixoid direkt

CO2-Sensoren messen direkt den entscheidenden Kohlendioxid-Gehalt in der Luft. Es gibt sie als Zubehör für Smarthome-Systeme mit EnOcean-, Z-Wave- oder Zigbee-Funk. Allerdings hängt die Unterstützung stark von der Zentrale ab. Das Innenmodul der Netatmo Wetterstation und der Healthy Home Coach desselben Herstellers besitzen ebenfalls einen CO2-Fühler. Gleiches gilt für den Multisensor von AirThings, der insgesamt sechs Messwerte von der Temperatur bis hin zum radioaktiven Gas Radon ermittelt. Außerdem bieten zahlreiche Hersteller Modelle für das Hausbus-System KNX an – darunter Busch-Jaeger, Elsner und Jung.

Die dritte Kategorie versteht sich stattdessen auf flüchtige organische Verbindungen, sogenannte Volatile Organic Compounds (VOC). Darunter versteht man Ausdünstungen aller möglichen Materialien, etwa von Kunststoffen in elektronischen Geräten, Teppichböden, Lacken, Lösemitteln sowie Gerüche in Bad und Küche oder Nikotin. Die Luftqualitätsmesser von Eve Systems arbeiten damit, genauso wie der Twinguard von Bosch Smart Home.

Automation in der Eve-App
Diese Smarthome-Automation schaltet bei schlechter Luft eine Warnlampe ein. @digitalzimmer
VOC-Sensoren lassen Rückschlüsse zu

Obwohl diese Geräte gar kein Kohlendioxid messen, lässt sich trotzdem indirekt eine Aussage darüber treffen. Denn auch Menschen scheiden VOCs aus. Die Atemluft enthält Spuren von Aceton, Ethanol und Isopren. Über die Haut werden Alkohole wie Decanal, Nonanal und Kohlenwasserstoffe abgegeben, wie sie auch in ätherischen Ölen vorkommen. Nicht zu vergessen die weniger gut duftenden Abgase aus Verdauungsprozessen. Über die VOC-Konzentration kann ein Algorithmus im Sensor auf die Menge an Kohlendioxid schließen und einen internen Vergleichswert errechnen.

Das hat nicht die Präzision einer CO2-Messung, weil es das Ergebnis einer Mischkalkulation ist. Gibt es andere VOCs im Raum, überlagert ihre Konzentration vielleicht die menschengemachten Ausdünstungen. Im Ergebnis löst der Sensor dann zu früh aus. Aber ist das ein Problem? In Corona-Zeiten gilt doch ohnehin: Lieber einmal zu viel Lüften als zu wenig.

VOC-Sensoren wie der Eve Room geben einen Sammelwert für die Luftqualität an. @digitalzimmer

4 Gedanken zu „Mit Smarthome-Sensoren vor Coronaviren schützen“

  1. Kompletter Bullshit.
    Jaja,Viren sind erst 2019 erfunden worden.

    Allein schon „nach monaten“. Erstmal gucken wie Lange bei HIV oder Grippe es keine Lösung gibt. Wenn die „Experten“ erst seit Monaten erkennise haben, dann sind es keien Experten.

    Aerosole ist nen Wort fürs Abendliche Bullshit Bingo,und nicht mehr. „Frische Luft“ ist seit es die Menscheit gibt ne gute Idee,peinlich wenn man Leute als Experten bezeichnet,die erst jetzt auf die Idee kommen.

    1. >Aber ist das ein problem?

      Das Problem sind die Geschloßenen Systeme.
      Alles wird wegen dem Corona Unsinn eingeschränkt,
      aber wo bleibt die Pflicht Sensor Daten offen zugänglich zu machen, statt sie in einer Proberitären App einzusperren?

    2. Hallo Stefan,

      ich habe kurz überlegt, ob ich den ersten Kommentar überhaupt freischalten soll. Der Blog ist eigentlich nicht der richtige Ort für Meinungsäußerungen zur Corona-Politik und zum gesellschaftlichen Umgang mit der Pandemie. Hier soll es um Smarthome-Themen gehen und Aussagen wie „Kompletter Bullshit“ sind einem Dialog nicht unbedingt zuträglich.

      Bitte beim nächsten Mal daran denken
      Viele Grüße aus dem digitalzimmer

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