Rheinkanal-Whitepaper
🌬️ Luftreinheit-Check: Ihre kommunale Plattform für saubere Luft
Eine datensparsame, sichere und wissenschaftlich fundierte Plattform für Kommunen und Bürger*innen – mit Echtzeit-Luftqualitätsdaten, Geruchsmeldungen und innovativer Abwasserwärme-Identifikation für eine nachhaltigere Zukunft.
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Gesundheit und Umwelt schützen mit präzisen Daten
Luftverschmutzung bleibt Europas größte umweltbedingte Gesundheitsgefahr. 96% der städtischen EU-Bevölkerung waren 2022 PM₂.₅-Werten über den WHO-Leitlinien ausgesetzt.
Die WHO hat ihre Grenzwertempfehlungen 2021 deutlich gesenkt, da Gesundheitsschäden bereits bei niedrigeren Konzentrationen nachgewiesen wurden. Kommunen benötigen daher präzisere Daten, um gezielte Maßnahmen zu ergreifen.

✨ Luftreinheit-Check schließt die Lücke zwischen stationären Messstationen und liefert hyperlokale Daten mit einer räumlichen Auflösung von bis zu 30 Metern – unverzichtbar für effektiven Gesundheitsschutz.
96%
Anteil der städtischen EU-Bevölkerung, die Feinstaubwerten über den WHO-Empfehlungen ausgesetzt ist
30m
Präzise Luftqualitätsdaten mit einer räumlichen Auflösung von bis zu 30 Metern durch mobile Messplattformen
8x
Bis zu 8-fache Unterschiede der Schadstoffkonzentration innerhalb eines Straßenblocks
Bürger*innen-App: Transparenz und Mitgestaltung
Live-Karte zur Luftreinheit
Echtzeit-Visualisierung von PM₂.₅, PM₁₀, NO₂ und O₃ mit wissenschaftlich fundierten Gesundheitshinweisen. Die Karte zeigt Hotspots, Trends und Warnhinweise auf Basis der aktuellen WHO-Empfehlungen.
Geruchs-Meldemodul
Niedrigschwellige Möglichkeit, Geruchsereignisse zu melden und zu kategorisieren. Bei Meldungen wie "Schwefel/faule Eier" wird automatisch ein Informationsmenü zu H₂S und möglichen Abwasserwärme-Potenzialen angezeigt.
Datenschutz durch Design
Datensparsame Verarbeitung durch Edge-Computing, Pseudonymisierung und granulare Freigabeoptionen. Die Nutzung ist auch ohne Registrierung möglich, volle Transparenz über erhobene und geteilte Daten.
Transparentes Dashboard
Übersichtliche Darstellung, welche Daten lokal verarbeitet oder geteilt werden. Wissenschaftliche Hintergrundinformationen erklären die Relevanz der Messungen und den konkreten Nutzen für Gesundheit und Umwelt.
Derzeit sind keine Förderstellen-Logos in diesem Abschnitt der App-Beschreibung relevant.
Das innovative Geruchs-Modul
Gerüche sind oft die ersten Hinweise auf Luftverschmutzung und beeinträchtigen die Lebensqualität. Das Geruchs-Modul von Luftreinheit-Check ermöglicht niedrigschwellige Bürger*innen-Meldungen, die fachlich auswertbar sind und Gesundheits- sowie Umweltaspekte adressieren.
Geruchskategorien im Überblick:
Chemisch (Lösungsmittel/"beißend")
Müll
Fäkalien
Urin
Kanal
Schwefel/faule Eier (H₂S-Hinweis)
Faulig
Rauch/Feuer
Sonstiges (mit Freitext)

Bei Meldungen von "Schwefel/faule Eier" wird automatisch ein Spezial-Untermenü mit Sicherheitshinweisen zu H₂S angezeigt. H₂S ist bereits bei ≤0,5 ppb wahrnehmbar und kann auf mikrobiell gebildetes Sulfid in Kanälen hindeuten.
Bei entsprechenden Geruchsmeldungen erhalten Nutzer*innen auch den Sachhinweis, dass an solchen Stellen möglicherweise Abwasserwärme-Potenziale vorhanden sind. Diese Standorte könnten als dezentrale Wärmequellen ("Kanalgold") für die kommunale Wärmewende dienen.
Nach dem Vorbild des erfolgreichen Projekts "Smell Pittsburgh" zeigt Luftreinheit-Check, dass das Crowdsourcing von Geruchsmeldungen wertvolle Daten für Wissenschaft, Behörden und die Öffentlichkeit liefern kann.
Architektur & Sicherheit: "Privacy by Design"
Edge-Verarbeitung
Roh-Sensordaten werden lokal vorverarbeitet (Filterung, Glättung, Feature-Extraktion). Nur die erforderlichen abgeleiteten Werte werden übertragen, was dem DSGVO-Grundsatz der Datenminimierung entspricht.
Verschlüsselung
Ende-zu-Ende-Verschlüsselung (Transport & Ruhe), rollenbasierte Zugriffsrechte und Zero-Trust-Prinzipien sorgen für höchste Datensicherheit. Sensible Informationen werden nach modernsten Standards geschützt.
Lokale Datenverarbeitung
Verschlüsselte Aggregat-Pakete werden an städtische/kommunale Server für schnelle KI-Analysen und Betreiber-Dashboards übermittelt. Die Datenhoheit bleibt bei der Kommune.
Automotive-Security
Für mobile Messplattformen: Trennung sicherheitskritischer Systeme, Härtung von ECUs/Ports, OTA-Kontrollen und ein physischer Offline-Schalter für Funkmodule gemäß NHTSA/BSI-Empfehlungen.
Die Sicherheitsarchitektur von Luftreinheit-Check orientiert sich an den höchsten Standards für Datenschutz und IT-Sicherheit. Besonders wichtig: Die lokale Vorverarbeitung der Daten auf dem Gerät reduziert die Übertragung sensibler Informationen und stärkt die Privatsphäre der Nutzer*innen.
Mobile Messplattform "Freiheitsliebe" 🌿
Hochpräzise mobile Messungen
Die mobile Messplattform "Freiheitsliebe" basiert auf einem modernen Elektrofahrzeug mit hoher Ladeleistung, Rekuperation und robustem Fahrwerk. Sie ermöglicht hyperlokale Luftqualitätsmessungen mit einer räumlichen Auflösung von bis zu 30 Metern.
Der kompakte Messkoffer in Schuhkarton-Größe verfügt über eine offene, gehärtete Software und verschlüsselte Kommunikation. Das in Deutschland entwickelte und montierte Modem gewährleistet höchste Sicherheitsstandards.
Besonderes Merkmal: Ein physischer Offline-Schalter ermöglicht im Standbetrieb die harte Trennung der Außenverbindung, wodurch kein externes Hacking-Risiko für die Fahrzeugsysteme besteht.
Hochwertige Sensortechnologie
Kalibrierte Sensoren für PM₂.₅, PM₁₀, NO₂, O₃ und weitere Luftschadstoffe nach CEN/TS 17660 Standard
Lückenloses Messnetz
Erfassung von Straßen-nahen, hyperlokalen Daten, die stationäre Messnetze ergänzen und präzisere Expositionsabschätzungen ermöglichen
Zukunftssicher
Perspektivisch V2G/V2X-Integration für Netzstützung bei Lastspitzen oder Extremwetterereignissen wie Sturm oder Hitze
Datenquellen & Qualitätssicherung
Vielfältige Datenquellen
Integration von amtlichen Stationsdaten (Länder/UBA, EEA), Bürger*innen-Sensoren (stationär & mobil), Melde-Events (Geruch) und meteorologischen Daten für ein umfassendes Bild.
Wissenschaftliche Kalibrierung
Vor- und Nach-Kalibrierung der Low-Cost-Sensoren an Referenzstationen, Kollokation und regelmäßige Drift-Checks nach CEN/TS 17660-Rahmen, JRC-Guidance und PAS 4023.
Datenmodellierung
Einsatz von Fusions-Modellen (z.B. Residual Kriging / ML) für robuste Karten mit quantifizierten Unsicherheiten. Transparente Dokumentation aller Messfehler und Unsicherheiten.
Hyperlokale Messungen
Die mobile Messplattform liefert Straßen-nahe, hyperlokale Daten mit einer räumlichen Auflösung von 50 bis 30 Metern. Wissenschaftliche Studien zeigen, dass innerhalb eines Straßenblocks Unterschiede in der Schadstoffkonzentration um das 5- bis 8-fache auftreten können.
Diese präzisen Daten sind ideal, um die tatsächliche Expositionssituation an der Straße, an Ladezonen oder in sensiblen Bereichen wie Schulen oder Senioreneinrichtungen zu erfassen.
Mehrwert für Kommunen und Betreiber
Für Stadtwerke, Betreiber*innen und Kommunen liefert Luftreinheit-Check wertvolle aggregierte und verschlüsselte Betriebsdaten-Pakete, die für verschiedene Anwendungen genutzt werden können.
Optimierte Geruchsreduktion
Datenbasierte, punktgenaue Dosierung von Calciumnitrat zur Unterdrückung der Sulfidbildung in Kanälen. Dies reduziert Gerüche und senkt gleichzeitig den Gesamtchemikalienverbrauch durch Vermeidung von Überdosierung.
Abwasserwärme-Screening
Identifikation potenzieller Standorte für "Kanalsonnen" - dezentrale Wärmequellen, die ganzjährig relativ konstante Temperaturen bieten und nah am Bedarf liegen. Die Nutzung bestehender Kanäle reduziert oberirdische Baumaßnahmen.
Grün-blaue Infrastruktur
Live-Indikatoren für die Wirksamkeit von grün-blauer Infrastruktur wie Straßenbegrünung, Platzgestaltung, Gewässernähe und Baumscheiben. Datenbasierte Entscheidungsgrundlagen für stadtplanerische Maßnahmen.

Die "Kanalsonne" als dezentraler Wärmetauscher nahe dem Kanal in Kombination mit einer Nanoblasen- und Mikroblasenanreicherung stellt eine innovative Lösung für die kommunale Wärmewende dar.
Das "Kanalgold" - kontinuierliche erneuerbare Wärme aus Abwasser - kann durch Geruchsmeldungen (H₂S) als Screeninghinweis identifiziert werden. Es sollen AI Systeme aus bestehenden Daten und Messdaten trainiert werden.
Umsetzung und nächste Schritte
Die Implementierung der Luftreinheit-Check Plattform erfolgt in klar definierten Phasen, beginnend mit einem MVP, der schnell realisierbare Vorteile liefert, und sich in Phase 2 zu einem umfassenden System entwickelt. Parallel dazu ist ein strukturiertes Vorgehen für den Start von Pilotprojekten entscheidend.
MVP (0-6 Monate)
  • Live-Karte der Luftreinheit (amtliche + erste Bürger*innen-Sensoren)
  • Einfache Geruchs-Meldungen mit H₂S-Untermenü
  • Anonyme Nutzung mit optionalem Login
  • DSGVO-konforme Edge-Verarbeitung
  • Betreiber-Export (CSV/GeoJSON)
Phase 2 (6-9 Monate)
  • Vollständige Sensorfusion nach CEN/TS 17660
  • Kartenauflösung von 50-30 m in Schwerpunktquartieren
  • Wirkungs-A/B-Analysen für Maßnahmen
  • Betreiber-Dashboard für Dosier-Optimierung
  • Abwasserwärme-Screening und Alarmregeln
Pilotprojekt starten
  1. Auswahl von 2-3 Quartieren für den MVP-Pilot, idealerweise entlang wichtiger Verkehrsachsen oder potenzieller Nahwärme-Standorte.
  1. QA-Kollokation (4-8 Wochen) und mobile Messkampagne im 50-Meter-Raster zur Schaffung einer soliden Datenbasis.
  1. Entwicklung eines Betreiber-Dashboards für Dosier-Optimierung und Wärme-Screening, gekoppelt mit einer Datenschnittstelle zur Stadt.
  1. Öffentliche Kommunikation mit WHO/EEA-konformen Gesundheitshinweisen und Einbindung lokaler Communities für breite Akzeptanz.

Die Stadt Köln fördert bereits hyperlokale Luftqualitäts-Map-Ideen, die amtliche und private Messstationen koppeln und Warnhinweise integrieren. Luftreinheit-Check ist konzeptkompatibel mit diesen Bestrebungen und kann als Blaupause für weitere Kommunen dienen.
Unsere Initiativen für eine smarte Zukunft 💡
Wir verstehen, dass eine nachhaltige Zukunft nur durch innovative Ansätze und die Nutzung modernster Technologien möglich ist. Daher setzen wir uns für die Entwicklung und Implementierung smarter Lösungen ein, die nicht nur die Luftqualität verbessern, sondern auch das Zusammenleben in unseren Städten positiv gestalten.
Unsere Initiativen zielen darauf ab, Kommunen und Bürger*innen aktiv in den Prozess der Stadtentwicklung einzubinden und eine datengestützte Basis für fundierte Entscheidungen zu schaffen. Von intelligenten Messsystemen bis hin zu partizipativen Plattformen – wir gestalten die Zukunft der Luftreinheit mit Ihnen!
Unsere Initiativen für eine smarte Zukunft
Die dazugehörige App erreichen Sie zukünftig: https://luftreinheit-check.de
Das Ingenieurbüro Böttcher engagiert sich in wegweisenden Projekten, die Nachhaltigkeit, Technologie und Bürgernähe vereinen und die Elektromobilität neu definieren.
Freiheitsliebe.app
Ihr interaktives Infotainment für moderne Elektromobilität und innovative Klima- & Energieprojekte.
Unbox Cologne
AI-optimierte Bürger-App zur Luftreinhaltung mit mobilen Sensorplattformen zur Erfassung von Feinstaub und Gerüchen für mehr Lebensqualität in urbanen Räumen.
FreiheitsLiebe – Mobile Smart-City-MessPlattform
Mobile Plattform für innovative Smart-City-Technologien: sichere Open-Source-Datenverarbeitung, Highspeed-Konnektivität (5G/WiFi), Feinstaubmessungen und Bürger-Data für bessere Luftqualität.
Diese zukunftsweisenden Initiativen, insbesondere im Bereich App-Entwicklung und Luftreinheit im Unbox Cologne Programm, werden von führenden Institutionen wie der Stadt Köln, dem Bundesministerium für Wohnen, Stadtentwicklung und Bauwesen (BMWBS) und der KfW unterstützt.
Unsere Initiativen für eine smarte Zukunft
Das Ingenieurbüro Böttcher engagiert sich in wegweisenden Projekten, die Nachhaltigkeit, Technologie und Bürgernähe vereinen und die Elektromobilität neu definieren.
Freiheitsliebe.app
Ihr interaktives Infotainment für moderne Elektromobilität und innovative Klima- & Energieprojekte. Entdecken Sie Möglichkeiten zur Abwasserwärmegewinnung und erhalten Sie erste Kostenschätzungen.
Unbox Cologne
Als Teil des Projekts "Unbox Cologne" entwickeln wir eine AI-optimierte Bürger-App zur Luftreinhaltung. Mobile Sensorplattformen erfassen Feinstaub und Gerüche für mehr Lebensqualität in urbanen Räumen.
FreiheitsLiebe – Mobile Smart-City-Showcase
Unsere mobile Plattform präsentiert innovative Smart-City-Technologien: sichere Open-Source-Datenverarbeitung, Highspeed-Konnektivität (5G/WiFi), Feinstaubmessungen und Bürger-Data für bessere Luftqualität.
Diese zukunftsweisenden Initiativen, insbesondere im Bereich App-Entwicklung und Luftreinheit im Unbox Cologne Programm, werden von führenden Institutionen wie der Stadt Köln, dem Bundesministerium für Wohnen, Stadtentwicklung und Bauwesen (BMWBS) und der KfW unterstützt.
Unsere Initiativen für eine smarte Zukunft
Wir erweitern kontinuierlich unser Netzwerk und unsere Angebote, um eine umfassende Lösung für saubere Luft und nachhaltige Energien zu bieten. Hier finden Sie die direkten Anlaufstellen für unsere Kernprojekte und Partner.
Luftreinheit-Check App
Die zentrale Plattform für Bürger*innen zur Überwachung und Meldung der Luftqualität in Echtzeit. Zur App.
Freiheitsliebe – Mobile Sensoren
Unsere mobilen Sensorplattformen für Elektromobilität und Klimaprojekte. Erfahren Sie mehr über unsere Technologie: Mehr erfahren.
Rheinkanal Energy GmbH
Ihr zuverlässiger Partner für nachhaltiger Energielösungen und Abwasserwärmegewinnung. Besuchen Sie unsere Partnerseite: Zur Website.
Förderstellen Unseres Leuchturm-Projekts:
Smart City und Bürger-Open Soruced-Data with AI-Auswertungen und Energy and Dosingagents-Optimisation.
Luftreinheit-Check.DE
Impressum und Datenschutzerklärung
Impressum
Ingenieurbüro Boettcher
Wilhelm-Mauser-Straße 47/Halle 5
50827 Köln
Kontakt:
Mail: Info@ingenieurbuero-Boettcher.de
Telefon: +49 176 2344 9182
Website: Ingenieurbuero-Boettcher.de

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