Großhansdorf (Schleswig-Holstein) – Im Keller des Rathauses lagern wichtige Akten und historische Dokumente der Gemeinde. Da das Archiv nur einmal pro Woche besetzt ist, blieb das Raumklima lange Zeit unkontrolliert. Das barg Risiken für die wertvollen Papiere. Mit zwei Sensoren und einem LoRaWAN-Netzwerk überwacht die Gemeinde die Luftfeuchtigkeit nun digital. Das schützt die Bestände ohne zusätzlichen Personalaufwand.
LoRaWan – Das Funknetz für schlaue Sensoren und dicke Mauern
Wenn man über Funknetze spricht, denken die meisten an WLAN. WLAN ist ideal für große Datenmengen, etwa für Videokonferenzen oder das Surfen im Internet. Es hat jedoch zwei Nachteile: Die Reichweite ist gering und die Geräte verbrauchen viel Strom. Für die Überwachung eines Archivkellers ist WLAN daher meist ungeeignet.
Hier kommt LoRaWAN ins Spiel. Die Abkürzung steht für „Long Range Wide Area Network“. Man kann es sich als ein spezialisiertes Funknetz für „kleine Nachrichten“ vorstellen. Sensoren schicken zum Beispiel über dieses Netz lediglich kurze Datenpakete mit der aktuellen Temperatur- oder Feuchtigkeitswert. Da diese Datenmengen winzig sind, benötigen die Sensoren kaum Energie. Die Batterien halten oft mehrere Jahre, ohne dass jemand sie wechseln muss. Zudem dringen die Funksignale von LoRaWAN deutlich besser durch dicke Kellerwände und erreichen Empfänger in mehreren Kilometern Entfernung. LoRaWAN kann damit das Rückgrat des „Internet der Dinge“ (IoT) sein. Dabei werden Alltagsgegenstände digital vernetzt.
In Schleswig-Holstein wurden seit 2024 über 420 LoRaWAN-Stationen, sogenannte Gateways aufgebaut, um landesweit solche Funktionen einfach nutzbar zu machen. Auf nodes.sh werden dabei auch konkrete Anwendungsfälle der Technologie vorgestellt. Ein Anwendungsfall sind die Klimasensoren im Archiv der Gemeinde Großhansdorf.
Beschreibung des Projektes
Großhansdorf ist eine Gemeinde in Schleswig-Holstein mit über 9.000 Einwohnern und eigener Verwaltung. Das Gemeindearchiv beherbergt wichtige Akten, historische Urkunden und mittelalterliche Karten. Diese lagern in einem Kellerraum des Rathauses, der keine eigene Klimaanlage besitzt. Da das Personal das Archiv nur einmal pro Woche besetzt, blieben klimatische Veränderungen lange Zeit unbemerkt. Im Jahr 2024 änderte sich dies: Im Zuge eines Personalwechsels und der Digitalisierung des Archivregisters führte die Verwaltung Messungen durch. Das Ergebnis war alarmierend. Die Luftfeuchtigkeit schwankte massiv und erreichte Werte von bis zu 68 Prozent – eine Gefahr für die historischen Dokumente.
Die Verwaltung suchte nach einer schnellen Lösung. Bauliche Maßnahmen im Keller waren zu teuer und kurzfristig nicht umsetzbar. Die Gemeinde schaffte deshalb mobile Luftentfeuchter an. Diese verursachten jedoch ein neues Problem: Die Geräte sind stromintensiv und für einen Dauerbetrieb ungeeignet. Da niemand täglich vor Ort war, um die Entfeuchter bei Bedarf ein- oder auszuschalten, suchte der Digitalbeauftragte nach einer intelligenten Steuerung. Die Initiative „nodes.sh“ gab schließlich den Anstoß für das aktuelle Projekt. Die Idee: Günstige Funksensoren sollen das Klima rund um die Uhr überwachen und die Daten direkt ins Büro der zuständigen Mitarbeitenden senden. Damit entfallen die Kontrolllücken zwischen den wöchentlichen Archivtagen. Die Gemeinde setzte das Projekt mit Bordmitteln und einem geringen Budget von unter 1.000 Euro um. So entstand innerhalb von nur zwei Tagen ein digitales Überwachungssystem, das die wertvollen Bestände nun dauerhaft sichert.
Wie funktioniert es?
Das Überwachungssystem besteht aus drei Hauptkomponenten: den Sensoren im Archiv, einer Empfangsstation im Rathaus und einer Software zur Anzeige der Daten.
Im Archivraum messen zwei batteriebetriebene Sensoren kontinuierlich die Temperatur und die Luftfeuchtigkeit. Da die Sensoren kaum Strom verbrauchen, halten die Batterien etwa drei Jahre lang. Da die Kellerwände des Rathauses die Funksignale von außen abschirmten, installierte die Gemeinde eine eigene Empfangsstation, ein sogenanntes Gateway. Dieses Gerät nimmt die Signale der Sensoren auf und leitet sie über das Internet sicher weiter.
Die Daten fließen zunächst in das globale Netzwerk („The Things Network“). Von dort aus werden sie an eine Online-Plattform (Datacake) gesendet. Diese bereitet die trockenen Zahlen grafisch auf. Die Mitarbeitenden der Verwaltung nutzen diese Plattform wie ein digitales Armaturenbrett (Dashboard). Sie sehen dort nicht nur die aktuellen Werte in Echtzeit, sondern auch den Verlauf der vergangenen Tage. So lassen sich Trends frühzeitig erkennen, bevor Schäden entstehen.
Aktuell dient das System als wichtiges Informationswerkzeug: Meldet das Dashboard eine zu hohe Luftfeuchtigkeit, geht ein Mitarbeiter in den Keller und schaltet die Entfeuchter manuell ein. Für die langfristige Sicherheit speichert ein zusätzliches Programm die Daten dauerhaft ab. Dies ermöglicht es, auch nach Monaten noch nachzuvollziehen, ob das Klima stabil geblieben ist. Der Programmcode hierfür ist frei verfügbar, sodass auch andere Gemeinden das System unkompliziert übernehmen können.
Blick in die Online-Übersicht der beiden Sensoren bei Datacake: Man kann nicht nur die aktuellen Werte sondern auch den Verlauf von Temperatur und Luftfeuchtigkeit sehen.
Was hat sich durch das Projekt geändert?
Durch das Projekt hat die Gemeinde Großhansdorf eine kostengünstige Lösung für ein großes Problem gefunden: Die wertvollen Dokumente sind nun dauerhaft geschützt. Die Verwaltung hat die vollständige Kontrolle über das Raumklima.
Gleichzeitig entlastet das System das Personal. Da die Klimadaten digital auf einem Dashboard erscheinen, entfallen unnötige Kontrollgänge in den Keller. Mehrere Mitarbeitende haben Zugriff auf diese Übersicht. So verteilt sich die Verantwortung auf mehrere Schultern. Das Projekt dient zudem als technischer Grundstein für die Zukunft. Das installierte LoRaWAN-Gateway deckt bereits das gesamte Rathaus ab. Die Gemeinde plant nun, das System zu erweitern. Als nächster Schritt sollen Funksteckdosen die Luftentfeuchter automatisch steuern. Damit entfällt auch das manuelle Ein- und Ausschalten vor Ort. Darüber hinaus prüft die Verwaltung bereits weitere Einsatzmöglichkeiten: So könnten künftig auch Wasserzähler digital abgelesen oder der Schließzustand von Fenstern und Türen per Funk überwacht werden.
So wurde es gemacht
Ziel
Das Ziel des Projektes war die dauerhafte Sicherung der Bestände im Gemeindearchiv. Da das Archiv im Keller des Rathauses untergebracht ist, nur einmal wöchentlich personell besetzt wird und über keine eigene Klimaanlage verfügt, muss das Raumklima von außen überwacht werden.
Das System soll sicherstellen, dass die Luftfeuchtigkeit nicht in kritische Bereiche steigt. Ein weiteres Ziel war die Reduzierung von personellen Kontrollgängen durch eine digitale Fernüberwachung.
Vorgehen
Im Zuge eines Personalwechsels und der Digitalisierung des Archivregisters stellte die Verwaltung fest, dass die Luftfeuchtigkeit zeitweise auf bis zu 68 Prozent anstieg. Da dies eine unmittelbare Gefahr für wertvolle Bestände wie mittelalterliche Karten darstellte, schaffte die Gemeinde zunächst mobile Luftentfeuchter an. Schnell zeigte sich jedoch ein neues Problem: Die Geräte sind für den Dauerbetrieb zu stromintensiv und das Archiv ist für eine manuelle Steuerung zu selten besetzt.
Um eine effiziente Lösung zu finden, suchte der Digitalbeauftragte nach einem Weg, die Messwerte fernüberwachen zu können. Die Wahl fiel auf das LoRaWAN-Netzwerk der Landesinitiative „nodes.sh“. Vor der Installation wurde festgestellt, dass die vorhandenen Funkstationen nicht durch die dicken Kellerwände des Rathauses dringen konnten. Um eine stabile Verbindung zu gewährleisten, entschied sich die Gemeinde daher für den Aufbau einer eigenen Empfangsstation (Gateway) direkt im Gebäude.
Nachdem die Hardware – bestehend aus zwei batteriebetriebenen Sensoren des Typs Dragino LHT65N und dem Gateway – installiert war, folgte die digitale Konfiguration. Hierfür richtete der Digitalbeauftragte ein Konto beim Netzwerkdienst „The Things Network“ (TTN) ein, über das die Sensoren registriert wurden. Um die abstrakten Daten für die Mitarbeitenden nutzbar zu machen, wurde TTN mit der Plattform „Datacake“ verknüpft. Dort wurde ein grafisches Dashboard erstellt, das die Temperatur und Feuchtigkeit in Echtzeit visualisiert und historische Verläufe sichtbar macht.
In der letzten Phase des Projektes stand die Datensicherheit im Fokus. Um die Umweltveränderungen im Archiv auch über Jahre hinweg dokumentieren und analysieren zu können, entwickelte die Gemeinde ein Python-Skript. Dieses liest die Werte automatisch aus und speichert sie langfristig ab. Diesen Programmcode veröffentlichte die Gemeinde als Open Source auf der Plattform Codeberg, um anderen Kommunen die Nachnutzung zu erleichtern.
Aufwand
Die Kosten für das Projekt sind vergleichsweise gering. Die zwei batteriebetriebenen Sensoren kosteten jeweils etwa 30 Euro. Für das eigene LoRaWAN-Gateway im Rathaus fielen Kosten von rund 250 Euro an.
Auf der Software-Seite nutzt die Gemeinde kostenlose Basis-Accounts bei „The Things Network“ und „Datacake“. Erst wenn das System um weitere Sensoren ergänzt wird, fallen monatliche Lizenzgebühren für die Datenplattform an.
Der zeitliche Aufwand für die technische Installation und die Einrichtung des digitalen Dashboards betrug etwa zwei Arbeitstage. Im laufenden Betrieb ist der Aufwand minimal. Die Kontrolle der Klimadaten erfolgt durch Mitarbeitende der Verwaltung nebenher im Arbeitsalltag. Wartungsarbeiten beschränken sich auf den Batteriewechsel der Sensoren, der etwa alle drei Jahre nötig ist.
Verantwortliche
Die technische Umsetzung lag in den Händen des Digitalbeauftragten der Gemeinde. Er installierte die Sensoren sowie das Gateway, richtete die Software-Konten ein und erstellte das digitale Dashboard. Auch die Programmierung und Veröffentlichung des Skripts zur Datensicherung gehörte zu seinen Aufgaben.
Im laufenden Betrieb übernehmen mehrere Mitarbeitende der Verwaltung die Kontrolle der Messwerte. Sie behalten das Dashboard im Blick und schalten bei Bedarf die Entfeuchter im Keller manuell ein oder aus.
Erfolgsfaktoren
Ein entscheidender Faktor für die schnelle Umsetzung des Projektes war, dass kostengünstige Hardware und weitgehend kostenlose Software verwendet wurde. Langwierige Ausschreibungen waren nicht nötig. Das Projekt konnte dadurch sofort starten.
Das ganze System konnte unkompliziert durch den Digitalbeauftragten selbst installiert werden.
Ein weiterer wichtiger Punkt ist die Transparenz der Daten. Da die Klimawerte auf einem einfach verständlichen Dashboard visualisiert werden, ist kein technisches Spezialwissen für die tägliche Kontrolle nötig. Die Zuständigkeit kann so problemlos auf mehrere Mitarbeitende verteilt werden.
Stolpersteine
Der größte Stolperstein war die Funkverbindung in den Keller. Großhansdorf liegt zwischen zwei bereits vorhandenen LoRaWAN-Gateways. Erste Messungen ergaben, dass eine stabile Verbindung von außen nicht bis in das Archiv vordrang. Die Lösung war schließlich die Installation eines eigenen Gateways direkt im Gebäude, was eine zuverlässige Datenübertragung sicherstellte.
Ein weiterer Aspekt ist der verbleibende manuelle Aufwand: Trotz der digitalen Überwachung müssen Mitarbeitende aktuell noch physisch in den Keller gehen, um die Entfeuchter bei Bedarf ein- oder auszuschalten. Diesen „Medienbruch“ geht die Gemeinde nun im zweiten Schritt an. Durch die geplante Einbindung von funkgesteuerten Steckdosen soll der Prozess vollständig automatisiert werden.
Ansprechpartner
Sollten Sie Fragen zum Projekt haben, können Sie sich an folgenden Ansprechpartner wenden:
Gemeinde Großhansdorf
Digitalisierungsbeauftragter
Markus Pooch
Tel: 04102 694 217
E‑Mail: m.pooch@grosshansdorf.de
User Story zum Projekt auf nodes.sh
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