IoT in Homeoffice & Büro: Gesundes Raumklima mit LoRaWAN® Teil 1 – Grundlagen & Sensorik
Ein angenehmes und vor allem gesundes Arbeits-/Raumklima ist für eine möglichst hohe Produktivität im Büro, egal ob vor Ort oder im Homeoffice, ein wichtiger Faktor. Doch wie könnt ihr ein solches sicherstellen? Eine praktische und kostengünstige Möglichkeit stellt der Einsatz von IoT-Sensoren und damit verknüpften Tools dar. In einer zweiteiligen Beitragsserie möchten wir euch daher am Beispiel von ausgewählten LoRaWAN®-Sensoren und dem Visualisierungstool B.One Gallery einmal aufzeigen, wie einfach sich das Ganze umsetzen lässt. In diesem Teil starten wir zunächst mit ein wenig Theorie und der Aufstellung der Sensoren. Im zweiten Teil gehen wir dann auf die Anbindung der B.One Gallery ein.
Was ist ein gesundes Arbeits-/Raumklima?
Bevor es an die praktische Umsetzung geht, stellt sich natürlich die Frage, was überhaupt ein gutes und gesundes Arbeits-/Raumklima ist und welche Faktoren/Parameter hier eine Rolle spielen. Auch wenn kein Anspruch auf Vollständigkeit besteht, gehören in jedem Fall die Folgenden dazu:
- CO2-Gehalt (in ppm = parts per million) = Luftqualität
- Relative Luftfeuchtigkeit (%)
- Temperatur (in °C)
- Beleuchtungsstärke/Lichtmenge & Lichtfarbe (in lx = LUX)
- Geräuschpegel (in dB)
Mit am wichtigsten und sowohl für das Büro vor Ort als auch das Homeoffice am relevantesten sind sicherlich der CO2-Gehalt, die relative Luftfeuchtigkeit, die Temperatur und die Lichtmenge/Beleuchtungsstärke. Deshalb fokussieren wir uns in diesem Beitrag zunächst auf diese vier Parameter.
Welche Werte die einzelnen Parameter haben sollten, hängt zum einen von der ausgeübten Tätigkeit ab und zum anderen natürlich auch ein Stück weit von den persönlichen Präferenzen. In unserem Beispiel gehen wir von einer typischen Bürotätigkeit aus, die Schreiben, Lesen sowie Datenverarbeitung beinhaltet.
Beleuchtungsstärke/Lichtmenge
Für die Beleuchtungsstärke/Lichtmenge gibt es in der Arbeitsstättenverordnung/-richtlinie (ArbStättV) ASR A3.4 ganz konkrete Vorgaben, wie hoch dieser Wert mindestens sein sollte. Demnach ist bei einer Bürotätigkeit mit Lesen, Schreiben und Datenverarbeitung ein Mindestwert von 500 lx vorgesehen, wobei Lichtexperten sogar einen noch höheren Wert von 1.000 lx empfehlen. Beschäftigte empfinden Letzteres wohl als besonders angenehm und konzentrationsfördernd. Zur besseren Einordnung: Bei Tageslicht im Sommer an einem wolkenlosen Tag kann der Wert durchaus bei 100.000 lx liegen, in der Mittagszeit an einem trüben Novembertag hingegen gerade einmal um die 6.000 lx (siehe unter anderem partner.mvv.de).
CO2-Gehalt = Luftqualität
Was den CO2-Gehalt der Raumluft betrifft, so gelten laut Gesundheitlicher Bewertung von Kohlendioxid in der Innenraumluft des Umweltbundesamtes Werte unter 1.000 ppm (= parts per million) Kohlendioxid als gut beziehungsweise unbedenklich. Werte zwischen 1.000 und 2.000 ppm als auffällig und Konzentrationen von mehr als 2.000 ppm als inakzeptabel. Andere Quellen legen die Schwelle sogar etwas niedriger an, sodass man sagen kann ab 1.400 ppm sollte am besten gelüftet werden. Bekräftigt wird dies dadurch, dass ab 1.500 ppm Müdigkeit und Schläfrigkeit einsetzen können (siehe unter anderem www.cik-solutions.com).
Relative Luftfeuchtigkeit
Die optimale Luftfeuchtigkeit in Büroräumen liegt laut der Arbeitsstättenverordnung (ArbStättV) bei 40 bis 60 Prozent, wenn die Raumtemperatur circa 20 Grad Celsius beträgt. Sinkt sie dauerhaft auf unter 30 Prozent können durch die trockene Luft die Haut und Schleimhäute an Augen, Nasen oder Rachen ebenfalls austrocknen. Die Folgen können zum Beispiel sein: Trockenheitsgefühl, Bindehautentzündungen, Reizhusten, ein erhöhtes Erkältungsrisiko und sogar Hautekzeme.
Temperatur
Gerade bei der Temperatur gibt es sicher große Unterschiede, ab wann sie als angenehm oder unangenehm wahrgenommen wird. Dennoch gibt es auch hier einen Richtwert in der Arbeitsstättenverordnung in Verbindung mit der hierzu erlassenen Arbeitsstättenregel ASR A3.5 – Raumtemperatur – (ASR) welche Temperaturen am Arbeitsplatz für Arbeitnehmer:innen geeignet sind. Demnach sollte in Räumen, in denen Bürotätigkeiten oder ähnliche ausgeführt werden, ein Temperaturbereich zwischen 19 und 25°C eingehalten werden.
So viel zur Theorie. Kommen wir im Folgenden zur praktischen Umsetzung, um diese Werte sicherzustellen.
IoT-Sensoren zur Überwachung des Arbeits-/Raumklimas
Um das Raumklima in eurem Büro, egal ob vor Ort oder im Homeoffice zu mithilfe von IoT zu überwachen, benötigt ihr natürlich entsprechende Sensoren, welche die oben genannten Parameter messen können. In diesem Beispiel verwenden wir die LoRaWAN®-basierten Funksensoren ZENNER CO2-Indikator L868 und Sensative Strips +Comfort. Ersteren zur Überwachung der Luftqualität anhand des Co2-Gehaltes und Letzteren zur Überwachung der Parameter Luftfeuchtigkeit, Temperatur und Beleuchtungsstärke/Lichtmenge.
Neben den Sensoren benötigt ihr außerdem Zugang zu einem LoRaWAN®-Netz und zu einem Tool wie der B.One Gallery, über die ihr eure Daten visualisieren und euch entsprechende Benachrichtigungen einrichten könnt. Beides bekommt ihr zum Beispiel beim Erwerb eines GatewayPLUS mit der Zusatzoption ZENNER IoT PLUG&PLAY.
CO2-Gehalt mit dem ZENNER CO2-Indikator überwachen
Für die Überwachung der Luftqualität verwenden wir hier den neuen ZENNER CO2-Indikator. Hierbei handelt es sich um einen kompakten LoRaWAN® Sensor zur Messung des CO2-Gehalts in Innenräumen, der entweder via USB-A zu USB-C Kabel an eine Stromquelle angeschlossen oder mit integriertem Akku betrieben wird.
Zur Erkennung der aktuellen CO2-Konzentration (gemessen in ppm = parts per million) nutzt das Gerät das sogenannte photoakustische Prinzip. Dank der Anzeige des aktuellen Wertes auf dem integrierten Display sowie der korrelierenden LED-Anzeige könnt ihr mithilfe des Indikators euer Lüftungsverhalten optimieren und durch eine schnelle Reaktionszeit schlechten Werten umgehend entgegenwirken. Die exakte Bedeutung der Farben und die Bewertung der Messbereiche lauten dabei ab Werk wie folgt:
Das Besondere an dieser CO2-„Ampel“ von ZENNER ist, dass sie sowohl mit als auch ohne LoRaWAN®, also „stand alone“ verwendet werden kann. Das macht sie zum idealen stationären, aber auch mobilen Begleiter im Unternehmen, egal ob am Arbeitsplatz, im Meeting-Raum oder zu Hause im Homeoffice. Der Vorteil bei einer Einbindung in ein LoRaWAN®-Netz ist aber, dass ihr die Daten an eine IoT-Plattform wie zum Beispiel die B.One Gallery weiterleiten und euch darüber Benachrichtigungen bei kritischen Zustandsänderungen einrichten könnt (siehe unten).
Die vollständigen technischen Spezifikationen und eine ausführlichere Funktionsbeschreibung könnt ihr dem Datenblatt beziehungsweise der Bedienungsanleitung des ZENNNER CO2Indikators entnehmen. Darüber hinaus folgen bald hier im Blog noch weitere Artikel zu diesem Gerät.
Wo wird der CO2-Indikator platziert?
Grundsätzlich könnt ihr den CO2-Indikator auf allen ebenen Oberflächen platzieren, auch da keine Montage erforderlich ist. Soll das Gerät für mehr als einen Tag am selben Platz stehen, empfiehlt sich der Anschluss mit dem mitgelieferten USB-C-Kabel an eine Stromquelle. Wo letztlich der ideale Ort ist, hängt natürlich von eurer Umgebung beziehungsweise eurem Raum ab. Je nach Größe ist es gegebenenfalls auch sinnvoll, nicht nur einen, sondern mehrere Geräte zu verwenden. Zudem ist es wichtig, ihn so zu platzieren, dass ihr nicht direkt in seine Richtung ausatmet, da durch den erhöhten CO2-Gehalt der ausgeatmeten Luft die Messungen nicht dem CO2-Gehalt der Umgebung/des Raumes entsprechen. Und die Lüftungsschlitze auf der Rückseite dürfen nicht verdeckt werden.
In diesem Homeoffice Beispiel wurde er auf ein erhöhtes Sideboard in der Nähe des Schreibtisches aufgestellt (je nach Gegebenheiten kann dies bei euch jedoch auch zu nah am Arbeitsplatz sein):
Bereich (ab Werk) | Bewertung | LED-Farbe |
|---|---|---|
< 800 ppm | normal | Grün  |
800 - 999 ppm | geringfügig erhöht | Gelb  |
1.000 - 1.399 ppm | hoch | Violett  |
> 1.399 ppm | sehr hoch | Rot  |
Temperatur, Luftfeuchtigkeit & Lichtmenge mit dem Sensative Strips +Comfort überwachen
Um neben dem CO2-Gehalt auch die Luftfeuchtigkeit, die Temperatur und die Beleuchtungsstärke/Lichtmenge im Blick zu haben, nutzen wir den Strips Multi-Sensor +Comfort von Sensative, der gleich alle dieser drei Parameter zusammen messen kann.
Das Besondere am +Comfort ist, wie bei allen Strips Sensoren, vor allem die sehr geringe Größe. So ist er nur rund 3 mm dick, weshalb er sich an vielen Stellen sehr unauffällig anbringen lässt. Hinzu kommt eine sehr lange Akkulaufzeit von bis zu 10 Jahren, je nach hinterlegter Konfiguration.
Wo wird der Strips +Comfort platziert?
Auch hier kommt es auf die Gegebenheiten eures Raumes beziehungsweise Arbeitsplatzes an. Grundsätzlich solltet ihr den Sensor so platzieren, dass er die benötigten Parameter so erfassen kann, wie sie an eurem Platz auch wirklich sind. Was sich beispielsweise als weniger geeignet gezeigt hat, ist die Platzierung auf dem Standfuß eines schwarzen Monitors. Warum? Weil dunkle Oberflächen das Licht schlucken und die erfasste Lichtmenge deutlich weniger ist als eigentlich in der Mitte eures Schreibtisches vorhanden. Deshalb haben wir den Sensor einfach an der Tischkante/Ecke angebracht, sodass er nicht bei der Arbeit stört (nur eine Möglichkeit von vielen). Am besten einfach ausprobieren und einmal auf die gemessenen Werte schauen.
Was die Art der Anbringung angeht, so könnt ihr den Sensor entweder mittels Klebestreifen auf der Rückseite am Wunschort befestigen, oder ihr legt den Sensor einfach lose an seinen Platz, sofern nicht die Gefahr besteht, dass er schnell verrutscht.
Die vollständigen technischen Spezifikationen und eine ausführlichere Funktionsbeschreibung könnt ihr dem Datenblatt beziehungsweise der Bedienungsanleitung des Strips +Comfort entnehmen.
Damit wären die Grundlagen für die Überwachung eures Arbeits-/Raumklimas geschaffen. Auf die Anbindung an die IoT-Plattform B.One Gallery schauen wir wie eingangs beschrieben im zweiten Teil dieser kleinen Serie. Dies umfasst neben der initialen Aktivierung der Sensoren vor allem die Visualisierung der Daten und das Einrichten von Benachrichtigungen.
Also bleibt neugierig und gesund!
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