Kirchengebäude wie der Xantener Dom sind besondere Bauwerke. Ihre dicken Wände und das große Raumvolumen sorgen für ein besonderes Innenklima, das nicht zu trocken und nicht zu feucht, nicht zu warm und nicht zu kalt sein darf. Gelangt beispielsweise im Sommer warme, feuchte Luft in die kalten Gemäuer, kondensiert die Feuchtigkeit. Das entstehende Kondenswasser kann zu einer Schimmelbildung an Wänden oder Objekten wie den kostbaren Kunstschätzen im Dom führen. Das Innenklima des Xantener Doms zu steuern war lange eine Kunst für sich.
Im Jahr 2026 wird die Steuerung automatisiert vorgenommen. Künstliche Intelligenz entscheidet über Belüftung und Heizung. Sie beschließt, ob beispielsweise die Fenster geöffnet oder die Temperatur der Heizung verstellt werden muss. Um das optimale Kirchenklima zu erzielen, wurde die KI seit dem letzten Jahr in einem Projekt mit Klima- und Wetterdaten trainiert. Das Kleinprojektefonds INDUSTR_I4 ermöglicht die Realisierung. Dank der Förderung durch das Interreg VI-Programm konnte das niederländische Unternehmen Abracadata von der Dombauhütte Xanten für das Training der KI beauftragt werden
So kommt die Heizungssteuerung ins Heute
Die Daten für die KI stammen von Sensoren. Bereits 2019 wurden im Xantener Dom erste kleine graue Kästchen platziert. Mittlerweile erfassen rund 20 Sensoren das lokale Klima: Raumtemperatur, CO2-Gehalt und Luftfeuchtigkeit sowie die Oberflächentemperatur von Wänden und Kunstwerken, darunter zum Beispiel Wandteppichen aus dem 16. Jahrhundert und Schnitzaltäre aus dem 15. Jahrhundert. Die Sensoren sind gut versteckt u. a. im Kreuzgang, am Altar, an der Orgel, aber auch an bzw. unter den Sitzbänken. Sie senden ihre Daten an ein LoRaWAN Gateway. Diese Möglichkeit der drahtlosen Übertragung wurde bereits vor einigen Jahren vom IoT-Lab installiert. Eine Lüftungsampel zeigt an, ob Türen und Fenster geschlossen gehalten oder geöffnet werden sollten. Dafür vergleicht sie die Luftfeuchtigkeit von innen und außen.
Das IoT-Lab unter der Leitung von Prof. Dr.-Ing. Rolf Becker, unterstützte technisch bei der Automatisierung der alten Heizungssteuerung. Bisher wurden die Schalter der Heizung im Untergeschoss des Xantener Domes händisch ein- und ausgeschaltet. Die aus den 1970er Jahren stammende Heizung funktioniert hervorragend, lediglich einige Anpassungen mussten für die KI vorgenommen werden. Das IoTLab stellt die Schnittstelle für die Steuerung bereit und unterstützt die Anbindung. Dafür wurden im 3D-Druck Steuermodule hergestellt, die mit Magneten auf das Gehäuse der Anlage aufgesetzt wurden. Sie betätigen nun auf Befehl der KI die Schalter. Damit wird eine Vision wahr, die für Johannes Schubert, Leiter der Dombauhütte Xanten, vor sechs Jahren noch wie Zukunftsmusik klang.