CoMoS - Comfort Monitoring Station



Laufzeit ab 05/2016
Verantwortlich Prof. Dr.-Ing. Sabine Hoffmann
Projektbeteiligte Mathias Kimmling, Konrad Lauenroth, Sabine Hoffmann
Projektart Hardwareentwicklung

Die digitale Vernetzung von Geräten über das Internet der Dinge und die Entwicklung kostengünstiger Hardware eröffnen neue Möglichkeiten im Bereich der Gebäude- und Raumautomation. Zur Bestimmung der thermischen Behaglichkeit am Arbeitsplatz wurde die Sensorstation CoMoS (engl. Comfort Monitoring Station) entwickelt, die aufgrund ihrer niedrigen Investitionskosten flächendeckend in Bürogebäuden eingesetzt werden kann.

Die Messdaten von CoMoS liefern die Grundlage zur Berechnung des PMV-Index (Predicted Mean Vote oder vorhergesagtes mittleres Votum). Der PMV-Index beschreibt, wie eine Grundgesamtheit an Menschen im Mittel ihr thermisches Empfinden unter gegebenen Raumbedingungen wahrscheinlich beurteilen würde. Der Index kann damit als Qualitätskriterium für die thermische Situation in einem Gebäude dienen. Er kann Werte zwischen -3 (kalt) und +3 (heiß) annehmen. 0 steht für ein neutrales Temperaturempfinden, d.h. es ist weder zu kalt noch zu heiß. Mit kostengünstigen Sensoren für Lufttemperatur, relative Luftfeuchte, Luftgeschwindigkeit und Strahlungstemperatur werden die Messwerte zur Berechnung des PMV-Index ermittelt.

Ein Microcontroller (ESP32 / NodeMCU) bildet dabei die Plattform für den Anschluss der Sensoren, für die Steuerung der Messintervalle, für die Erfassung der Messdaten und für deren Übertragung über W-Lan zu einem MariaDB-Datenbankserver. Außerdem ist eine automatische Messwertprüfung und Fehlerbehandlung in der Software der Sensorstation implementiert. Zusammen mit Nutzereingaben zu körperlicher Tätigkeit und Bekleidungsgrad kann die Berechnung des PMV-Index auf dem Datenbankserver erfolgen.

Durch den Vergleich der Indexwerte mit zusätzlich abgefragten, subjektiven Voten können systematische Messfehler identifiziert und persönliche Präferenzen erkannt werden. Dazu dient auch eine grafische Echtzeitdarstellung der Mess- und Indexwerte über eine Grafana-Plattform.

Ein Netzwerk aus mehreren CoMoS dient der arbeitsplatz-individuellen Erfassung der thermischen Situation im Living Lab smart office space und liefert damit eine wichtige Datengrundlage für laufende Gebäudesimulationen und die Regelung von Geräten des Personalized Environment.

Eine ausführliche Nachbauanleitung und der Programmcode von CoMoS wurden gemeinfrei unter dem nachfolgenden Link als "Instructable" veröffentlicht und von der Redaktion sowie von einer unabhängigen Jury in einem Wettbewerb ausgezeichnet.

Publikationen:

Kimmling, Mathias, Konrad Lauenroth and Sabine Hoffmann. 2018. "How to Build a Comfort Monitoring Sensor Station". https://www.instructables.com/id/ED3ORYTJEUKNU5F

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