Verbesserung der Schulinfrastruktur mit vernetzter Mikrosensorik
Die Professur für Sensorik an der TU Dortmund untersucht im Forschungsprojekt SUITED, wie sich durch intelligente Sensortechnik die Energieeffizienz und das Raumklima in Schulgebäuden nachhaltig verbessern lassen. Im Zentrum steht die vollständige Sensorisierung aller Räume von drei repräsentativen Schulen in Holzwickede: dem Clara‑Schumann‑Gymnasium (BJ: 1995), der Josef‑Reding‑Schule (BJ: 1967) und der Aloysiusschule (BJ: 1920).
Kabellos kommunizierende Sensorknoten erfassen kontinuierlich CO₂‑Konzentration, Temperatur und Luftfeuchte. Für die Bestimmung der CO2 Konzentration können auch miniaturisierte photoakustische Gassensoren eingesetzt und untersucht werden. Durch die Nutzung von Mikrosystemtechnik können kompakte, energieeffiziente und zugleich hochsensitive Mikrosensoren in in vernetzte Messsysteme integriert werden.
Die räumlich und zeitlich hochaufgelösten Messdaten werden in einer zentralen Datenbank gespeichert und in Echtzeit ausgewertet. Dadurch wird sichtbar, wie sich Nutzung, Sonneneinstrahlung, Baujahr oder Gebäudestruktur konkret auf das Raumklima sowie auf den Heiz- und Lüftungsbedarf auswirken.
Der Mehrwert dieser Datentiefe ist zweifach:
Zum einen ermöglicht die kontinuierliche CO₂‑, Temperatur‑ und Feuchteüberwachung direkt das Wohlbefinden von Schüler*innen und Lehrkräften zu verbessern, da thermischer Komfort und Luftqualität gezielt eingehalten werden können. Zum anderen ermöglicht die detaillierte Analyse eine bedarfsgerechte Heizleistungsoptimierung. Über digitale Thermostate wird jede Heizkörper raumspezifisch geregelt – Überheizung, unnötige Lüftungsverluste oder träges Heizverhalten können so systematisch reduziert werden. Dies trägt deutlich zur Reduzierung des Heizenergieverbrauchs bei.
Auf Basis aller Sensordaten wurde ein digitaler Zwilling der Gebäude entwickelt, der das thermische Verhalten modelliert und damit eine automatisierte Optimierung der Heizparameter automatisiert ermöglicht. SUITED zeigt damit, wie durch flächendeckende Sensorisierung und intelligente Datennutzung aus einzelnen Messwerten eine ganzheitliche, lernende Gebäudeoptimierung entsteht.
Ausgewählte Veröffentlichungen:
- F. Sievers et al., "Assessment of School Building Performance via Using Occupancy-Generated Carbon Dioxide," 2025 IEEE SENSORS, Vancouver, BC, Canada, 2025, pp. 1-4, doi: 10.1109/SENSORS59705.2025.11330774.
- G. Rodriguez Gutierrez et al., “Temperature and chemical sensing via intrinsic noise analysis of MEMS microphones,” Sens. Actuators B, vol. 450, pp. 139199, Mar. 2026, doi: 10.1016/j.snb.2025.139199.
