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AirUP! Messnetz

Messnetz für Luft- und Aufenthaltsqualität am TechCampus

Warum ein Campusmessnetz?

  • Ist der Aufenthalt in einem Klimawäldchen wirklich angenehmer als z.B. in unserem Innenhof?
  • Mit welchen Parametern kann man das messen?
  • Und stimmt es, dass die Luftqualität im Klimawäldchen besser ist? Welche Messparameter eigenen sich zur Überprüfung?
  • Ist das auf dem TechCampus geplante Klimawäldchen eine wirksame Anpassungsmaßnahme an den Klimawandel?

AirUP! klärt diese Fragen

  • Installation von fünf geeigneten Messstellen (s. Abbildung 1), die über den TechCampus und am Justinus-Kerner-Gymnasium verteilt sind.
  • Kontinuierliche Erfassung der Messparameter inklusive Qualitätssicherung.
  • Statistische Auswertung der Daten und Interpretation hinsichtlich der o.g. Fragen.
  • Infomieren und Sensibilisieren der Campusnutzer*innen, indem Veränderungen über die Zeit, sowie die Variabilität über das Jahr, die Woche, den Tag sichtbar gemacht werden.
Lageplan des Campus Sontheim mit geplanten Messpunkten

Abbildung 1: Geplante Messpunkte

AirUP! als Reallabor

Die Idee eines Reallabors ist es, die Umgebung der üblichen Lehrlabore mit ihren definierten Aufgaben zu verlassen, um sich in einem Team gemeinsam die einzelnen Schritte zur Beantwortung von bestimmten Fragestellungen zu erarbeiten.
Sechs Studierende arbeiten im Hörsaal an einem Projekt

Abbildung 2: Teamarbeit im Labor

AirUP! Ist das Reallabor des Studiengangs UP. Die Studierenden sollen ihr Wissen aus verschiedenen naturwissenschaftlichen und technischen Fächern ihres Studiums über mehrere Semester anwenden, verknüpfen und vertiefen. Im einzelnen sind das z.B.:

  • Einarbeitung in das Thema Luftqualität
  • Funktionen eines Waldes hinsichtlich der Aufenthaltsqualität
  • Messtechnik
  • Datenerfassung, -übertragung, -speicherung
  • Auswertung, Datenvisualisierung, Interpretation und Präsentation der Ergebnisse
  • Bewertung der Ergebnisse hinsichtlich einer nachhaltigen Entwicklung


Die Bedeutung von experimentellen Daten (z.B. Identifizierung geeigneter Maßnahmen zur Klimaanpassung oder Luftreinhaltung) wird so erkannt und der damit verbundene Aufwand selbst erfahren.

Impressionen aus den Projektwochen der Erstsemester

Warum "Lowcost"-Sensoren?

Amtliche Messungen zur Luftqualität verwenden standardisierte Messverfahren.

  • Die Messungen bilden wegen ihrer sehr hohen Datenqualität und Vergleichbarkeit die Grundlage für politische Entscheidungen.
  • Diese Messverfahren sind teuer und damit ist die Anzahl der Messstellen gering.
  • In Heilbronn gibt es z.B. nur zwei Messstellen Eine räumliche Auflösung, wie für die Bearbeitung der o.g. Fragen erforderlich, ist nicht möglich.


„LowCost“-Sensoren bieten die Möglichkeit, eine höhere räumliche Auflösung der Parameter zu erhalten.

  • Die Datenqualität muss dann durch geeignete Qualitätssicherungsmaßnahmen sichergestellt werden.


Zusammenarbeit HHN und Uni Stuttgart

Am Institut für Feuerungs- und Kraftwerkstechnik der Universität Stuttgart wird in der Abteilung "Rauchgasreinigung und Luftreinhaltung" unter Federführung von Dr. Ulrich Vogt seit vielen Jahren der Einsatz von „LowCost“-Sensoren für diese Anwendungen erprobt.

  • Diese Sensorsysteme wurden im Rahmen eines Forschungsprojektes für das HHN-Netzwerk weiter entwickelt.
  • In einer Reihe von Workshops hat das AirUP!-Team in den Laborräumen am TechCampus die ersten drei Sensorsysteme gebaut und programmiert.
Innansicht einer Messbox

Abbildung 3: Sensorsystem im Aufbau

Beginn der Messungen an der Referenzstation des LUBW in Heilbronn (Oktober 2024)

Bewertung der Qualität der Messdaten 

Die Sensorsysteme werden direkt bei der Referenzstation der Landesanstalt für Umwelt Baden-Württemberg (LUBW) aufgebaut um die Qualität der Datenerfassung beurteilen zu können. Anschließend können Modelle zur Kalibration erarbeitet werden.

Erste Bachelor-Thesis

Mit der Auswertung der Daten sowie dem Vergleich der Sensordaten mit den LUBW-Referenzmessungen, befasst sich momentan die Austauschstudentin unserer kolumbianischen Partneruniversität Antioquia Karolayn Chavarria-Guzman im Rahmen Ihrer Bachelor Thesis.

Ausblick

Sobald die Sensorsysteme kalibriert sind und die Datenqualität wissenschaftlich gesichert ist, werden über den TechCampus und am gegenüberliegenden Justinus-Kerner-Gymnasium verteilt mehrere dieser Sensorsysteme installiert.

AirUP! liefert dann nicht nur kontinuierlich Messdaten von Luftschadstoffen sondern auch kontinuierlich spannende Themen aus verschiedensten Ingenieursdisziplinen, mit denen sich Studierende wissenschaftlich und anwendungsbezogen beschäftigen können.

Bau von drei Sensorsystemen an der HHN 2023

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