SensEm – Citizen Science Toolkit zur Erforschung der Umweltqualität

SensEm ist ein digitaler Citizen-Science-Werkzeugkasten, mit dem Bürgerinnen und Bürger die Luft- und Lärmbelastung in ihrer Nachbarschaft wissenschaftlich fundiert erforschen können.

Viel Streit, wenig Daten #

Verkehrsberuhigung, Tempo 30, Kiezblocks: Kaum etwas spaltet Nachbarschaften so wie Eingriffe in den Straßenraum. Die einen erhoffen sich weniger Lärm und bessere Luft, die anderen fürchten Verkehrschaos. Was in der Debatte meist fehlt, sind belastbare Daten von dort, wo die Menschen tatsächlich leben.

Dabei geht es um mehr als Lebensqualität: Luftverschmutzung und Lärm zählen zu den größten umweltbedingten Gesundheitsrisiken in Europa. Doch was heißt das vor der eigenen Haustür? Wie sauber ist die Luft auf dem Schulweg meiner Kinder? Wie laut ist es wirklich an der Hauptstraße vor meinem Fenster? Und ändert sich etwas, wenn eine Straße gesperrt wird?

Mit den Daten der offiziellen Umweltüberwachung lassen sich solche Fragen kaum beantworten. Die festen Messstationen liefern zwar präzise, standardisierte Werte – aber sie sind teuer in Anschaffung, Betrieb und Wartung und brauchen viel Platz. Deshalb stehen sie nur an wenigen Standorten, lassen sich nicht kurzfristig auf neue Fragen ausrichten und messen in rund drei Metern Höhe, nicht dort, wo Kinder und Erwachsene tatsächlich atmen. In ganz Berlin etwa gibt es nur 15 solcher Stationen, davon vier, die für Wohngebiete aussagekräftig sind – alltagsrelevante Orte wie Spielplätze, Schulwege oder Wohnstraßen bleiben unberücksichtigt.

Hinzu kommt: Selbst die vorhandenen Werte sind für Laien schwer einzuordnen – unterschiedliche Grenzwerte, wechselnde Darstellungsformen und fehlende Angaben zur Gesundheitswirkung erschweren den Bezug zum eigenen Alltag.

Nachbarschaft macht Wissenschaft #

Anwohnerinnen und Anwohner messen mit kostengünstigen Sensoren selbst – dort, wo es für sie relevant ist. Indem sie eigenen Fragen nachgehen, werden die Werte für sie zugleich verständlich und bedeutsam.

Solche Citizen-Science-Projekte zur Luftqualität gibt es bereits viele – tausende private Sensoren senden längst Daten. Doch die meisten bleiben beim Sammeln stehen: Messwerte erscheinen auf einer Karte, ohne dokumentierten Kontext und ohne wissenschaftlichen Prozess aus Hypothese und Experiment. So entstehen zwar Daten, aber keine Antworten.


Ein Werkzeugkasten zum Forschen #

Genau hier setzt SensEm an: nicht beim Messen, sondern beim Forschen. Mit SensEm gestalten die Beteiligten den gesamten Forschungsprozess selbst – sie entwickeln eigene Fragen, leiten Hypothesen ab, planen Experimente, messen, werten aus und nutzen die Ergebnisse.

Forschen heißt dabei mehr als messen. Weil die Beteiligten den ganzen Prozess gestalten, ist in den Werkzeugkasten eingebaut, was gute Forschung ausmacht – nicht als Handbuch, sondern eingebettet in die Arbeitsschritte: überprüfbare Hypothesen statt vager Vermutungen, durchdachtes Experimentdesign mit Kontrollmessungen, kalibrierte Sensoren, dokumentierter Kontext und eine ehrliche Interpretation, die auch sagt, was die Daten nicht zeigen. Diese Strenge ist kein Selbstzweck: Sie macht die Ergebnisse erst belastbar und für Dritte glaubwürdig – für Verwaltung, Politik und die Nachbarn mit anderer Meinung.

Damit das auch ohne wissenschaftliche Vorkenntnisse gelingt, entwickelten wir – gemeinsam mit dem Fraunhofer IZM und der BTU Cottbus-Senftenberg – einen integrierten Werkzeugkasten, der Schritt für Schritt durch den Prozess führt und alles Nötige bereitstellt: das methodische Wissen, die Hardware und die Software.


Erprobt in drei Quartieren #

Das Toolkit entstand nicht am Reißbrett, sondern im Gebrauch – und gemeinsam mit den Menschen, die damit forschten. In drei Quartieren wurde es eingesetzt, von den Beteiligten auf die Probe gestellt und nach jeder Kampagne überarbeitet: Was sich bewährte, blieb; was hakte, wurde geändert. So wuchs es Runde um Runde – vom Sensorgehäuse über die Workshop-Materialien bis zur Online-Plattform. Die Teilnehmenden waren dabei nicht nur Tester, sondern Mitentwickler; ihre Kritik und ihre Ideen flossen direkt in die nächste Version ein.

Alle drei Kampagnen untersuchten dieselbe Art von Frage: Was bewirken Eingriffe in den Straßenverkehr – messbar, vor Ort? Und alle folgten demselben Ablauf – vom Auftakt-Workshop über Hypothese und Installation bis zur wochenlangen Messung und der gemeinsamen Auswertung im Abschluss-Workshop.

Vom kurzen Superblock-Wochenende im Wiesbadener Rheingauviertel (2023) über die Berliner Waldeyer Straße (2024) bis zur sechsmonatigen Langzeitstudie in der Proskauer Straße (2024–2025) – drei sehr unterschiedliche Verläufe.

Teilnehmende an einem Workshop-Tisch mit großformatiger Quartierskarte und Papier-Prototypen
Auftakt-Workshop im Rheingauviertel: Planung mit analogen Papier-Tools, bevor die digitale Plattform fertig war.

Die Fallstudien lieferten ehrliche Befunde: Lärm reagiert unmittelbar auf lokale Verkehrsänderungen und eignet sich gut als Maß dafür – Feinstaub (PM2.5) dagegen folgt vor allem Wetter und großräumigen Lagen und taugt kaum als Indikator für den Verkehr vor der Haustür. Manche Effekte blieben messbar aus; auch das ist ein Ergebnis und gehört zur wissenschaftlichen Redlichkeit, die SensEm vermitteln will.


Was SensEm ist – und was bleibt #

SensEm ist ein Forschungsprojekt, und der Werkzeugkasten ein funktionierender Prototyp: Alle Komponenten sind implementiert und wurden über Monate unter realen Bedingungen eingesetzt. Ein schlüsselfertiges Produkt, das man bestellen und ohne Unterstützung betreiben könnte, ist er nicht – und keine universelle Citizen-Science-Plattform, sondern für einen konkreten Anwendungsfall gebaut: die partizipative Erforschung lokaler Luft- und Lärmbelastung. Es ersetzt keine wissenschaftliche Begleitung – an entscheidenden Stellen wie Kalibrierung und statistischer Auswertung braucht es weiterhin fachliche Unterstützung – und liefert keine behördlich anerkannten Messdaten: Die kostengünstigen Sensoren eignen sich für vergleichende Analysen und Orientierung, nicht als Grundlage rechtlicher Entscheidungen. Diese Ehrlichkeit ist Teil des Konzepts.

Das Projekt ist heute abgeschlossen. Geblieben sind dieser Prototyp, die Erfahrungen aus drei Fallstudien und Methoden, die sich auf andere Fragen der Umwelt- und Stadtforschung übertragen lassen – vollständig dokumentiert auf dieser Website.

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