Aktivitäten für Jugendliche (Sekundarstufe I und II)

Präsentation zum Thema: "Aktivitäten für Jugendliche (Sekundarstufe I und II)"—  Präsentation transkript:

1 Aktivitäten für Jugendliche (Sekundarstufe I und II)
Debatte ENERGIE + ARCHITEKTUR in Zusammenarbeit mit Simone Hess

2 MODUL 2 Im Haus – Energieeffizientes Bauen und Wohnen 1. Wie schafft man das? 2. Wie bleibt es innen schön warm? 3. Wie können regenerative Energien beim Bauen und Wohnen zum Einsatz kommen? 4. Was ist ein Sonnenhaus? Niedrigenergiehaus/ Passivhaus/ Plus-Energiehaus 5. Was ist der Solar Decathlon? Solar Design Wettbewerb: Solarhäuser aus natürlichen/ nachhaltigen Materialien Solar Foto Wettbewerb: zum Thema „Erneuerbare Energien“ 6. Was ist eigentlich ein Energieausweis und eine Vor-Ort-Energieberatung? 7. Was ist eigentlich mit den vielen bereits bestehenden Gebäuden? Überleitung Im Haus und in der Stadt – Energieeffizientes Bauen und Wohnen

3 Wie schafft man das? Wie baut man ein umweltschonendes Haus? Generell wird ein bestimmter Energiestandard durch bauliche Maßnahmen und die Haustechnik erreicht. Dafür sollten die folgende Grundprinzipien beachtet werden: BAUWEISE 1. Die Bauweise des Hauses sollte möglichst kompakt sein. Das heißt, das Verhältnis von Außenfläche des Hauses zu seinem Volumen (A/V) sollte möglichst klein sein. 2. Das Haus sollte sich nach Süden hin öffnen, damit viel Sonne hereinkomme kann. 3. Das Haus muss so gut eingepackt werden, dass es möglichst wenig Wärmeenergie verliert. Bestehende Gebäude müssen entsprechend nachgerüstet (saniert) werden. 4. Das Haus darf keine Fugen haben, durch die kalte Luft durchblasen kann. 5. Die Fenster und Türen des Hauses müssen extrem dicht sein, damit keine Wärme von Innen nach Außen verloren geht. 6. Man kann Speicherwände einbauen, um die tagsüber eingestrahlte Sonnenenergie bei verzögerter Wärmeabgabe nachts zu nutzen. 7. Es sollten möglichst viele ökologische (nachwachsende) Baumaterialien zum Einsatz kommen. 8. Das auf dem Dach anfallende Regenwasser kann zur Spülung der Toiletten und für die Waschmaschine genutzt werden. Bildquelle: Simone Hess

4 Wie schafft man das? HAUSTECHNIK Für die Heizung des Hauses sollten regenerative Energien genutzt werden. Je nach Standort und Ausrichtung des Gebäudes können verschiedene Komponenten zum Einsatz kommen: 1. Bei einem Dach, welches sich nach Süden orientiert ist, sollten Solarkollektoren oder -module auf das Dach. (Photovoltaik / Solarthermie). 2. Einsatz von Erdwärmpumpen. 3. Bei einem Gebäude, welches einen sehr hohen energetischen Standard erfüllt (Passivhaus, Plus-Energiehaus), sollte eine Lüftungsanlage mit Erdwärmetauschern eingesetzt werden, um fuer gute Luft zu sorgen und noch mehr Energie zu sparen. 4. Falls vorhanden, Einsatz von Wind oder Wasserkraft. 5. In Passiv- oder Effizienzhäusern (Null-Plusenergiehaus) ersetzen Lüftungssysteme sogar die Heizung. Das funktioniert aber nur, wenn das Haus luftdicht ist, und daher keine Wärme verliert. Auch Altbauten können luftdicht saniert werden. 

5 2. Wie bleibt es innen schön warm?
Dämmung: Verschiedene Stoffe können verschieden gut Wärme halten. Dämmung ist wie im Winter gut anziehen. Dämmung funktioniert so, dass viel eingeschlossene Luft sich nicht bewegen kann und somit keine Wärme transportiert wird. Das Haus ist dafür gut eingepackt Wann will man es denn innen warm haben? Wenn es draußen kalt ist! Wann will man es innen kalt haben? Wenn es außen heiß ist! Also für beide Fälle braucht man etwas, das im Winter die Wärme nicht entweichen, bzw. Im Sommer die Hitze nicht ins Haus lässt. Arten der Wärmedämmung Innendämmung, Außendämmung und Kerndämmung bei zweischaligem Mauerwerk Bildquelle:

6 Material der Wärmedämmung Synthetische Dämmung wie Styropor
Vor und Nachteile: sehr gute Dämmfähigkeit Schimmel-Fäulnisresistent, gute Wasserabweisung. Unverrottbar, Freisetzung giftiger Gase im Brandfall, hoher Energieaufwand bei der Herstellung, nicht UV-beständig. Mineralische Dämmung wie Glaswolle, Steinwolle Vor-und Nachteile: Glaswolle, gute bis sehr gute Wärmedämmung , guter sommerlicher Wärmeschutz, nicht brennbar, sehr guter Schallschutz, Glaswolle ist aus bis zu 70% Altglas, resistent gegen Schimmelbefall, Ungeziefer und Fäulnis. Natürliche Dämmung wie Zellulosefasern, Holzfaserdämmplatten, Kork, Schafwolle Vor und Nachteile: Da aus nachwachsenden Rohstoffen, unproblematisch im Recycling. Befriedigende bis gute Dämmfähigkeit. Derzeit noch relativ teuer. Bei tierischen Materialien Befall durch Ungeziefer möglich. Luftdichtigkeit: Außer einer guten Dämmung ist es wichtig, dass das ganze Gebäude dicht gebaut ist. Mit Folien und Klebebändern wird luftdicht gebaut, damit die Wärme nicht durch Fugen oder an Anschlüssen zu Fenster und Türen entweicht. Um zu testen wie dicht ein Gebäude ist, wird ein Test gemacht. Dieser Test heißt “Blower Door Test”. Foto: Thomas Ott

7 EXPERIMENT 1 Sekundarstufe I: Dämmung und Dämmwirkung
Einleitung: Welcher Stoff dämmt wie gut? Material: 3 leere Gläser, 3 Eiswürfel pro Glas, Alufolie, einen Schal Anleitung: In jedes Glas werden 3 Eiswürfel gegeben. Ein Glas bleibt frei stehen, eines wird in Alufolie gewickelt und um ein Glas wird der Schal gelegt, so dass es komplett eingepackt ist. Warte bis die Eiswürfel im offenen Glas geschmolzen sind und sehe nach wie der Stand bei den anderen beiden Gläsern ist. Ergebnis: 1. Glas: ungehindert kann Wärme an die Eiswürfel 2. Alufolie: reflektiert die Sonnenstrahlen 3. Schal: dämmt gut da Luftporen im Stoff sind Ziel: Unser Versuch hat gezeigt, dass man bei Häusern Energie sparen kann. Wenn alle Menschen ihre Häuser isolieren würden, könnte man mit dieser und weiteren Maßnahmen dem Klimawandel erfolgreich entgegenwirken, weil eine gute Dämmung Heizenergie spart und an heißen Tagen zusätzlich Klimaanlagen überflüssig macht. Bildquelle: Helga Schmadel / pixelio.de

8 EXPERIMENT 2 Sekundarstufe I: Glashaus
Einleitung: Es schwitzt, wer im Glashaus sitzt! Material: 1 Thermometer, 2 kleine Becher, 1 kleine Schüssel aus Glas, Wasser, Sonnenschein! Anleitung: Fülle zwei Becher gleich hoch mit Wasser und stelle sie in die Sonne. Über den einen Becher stülpst du eine Glasschüssel. Nach einer Stunde nimmst du die Schüssel weg, prüfst mit dem Finger das Wasser in den beiden Bechern und misst mit einem Thermometer. Ergebnis: Das Wasser unter der Glasschüssel ist wärmer. Sonnenlicht geht durch Glas und verwandelt sich in Wärme. Ein Teil der Wärme bleibt unter dem Glas gefangen. Ziel: Du hast ein Glashaus gebaut und die Sonne zum Heizen genutzt. Genauso arbeiten Gewächshäuser und Wintergärten. Sie fangen die Wärme der Sonne ein und sparen Heizenergie

9 EXPERIMENT 3 für Sekundarstufe I: Wärmespeicherhaus
Einleitung: Für dieses Experiment werden zwei so genannte Nur-Dach-Häuser aus Pappe gebastelt. Material: Fotokarton, Lineal, Bleistift, Kleber, Schere, Luftpolsterfolie (Verpackungsmaterial) Anleitung: Zeichne 2 Mal, den angegebenen Maßen entsprechend, eine Vorlage auf den Fotokarton auf. Die Nur-Dach-Häuser sollten 20 cm lang, 15 cm breit und 16 cm hoch werden. Eines der beiden Häuser kleidet man innen mit einer dünnen Schicht Luftpolster aus. Das andere bleibt unbehandelt. In die Stirnseite schneidet man einen Schlitz, durch den man einen Thermometer stecken kann, um die Temperatur im Gebäude außen ablesen zu können. Die Gebäude erhalten nun eine Warmwasserheizung. Dazu füllt man die gleiche Menge warmes Wasser in zwei Schraubverschlussgläser, stellt diese in die Häuser und steckt das Thermometer in den Schlitz in der Wand. Ergebnis: Nun kann man beobachten wie sich die Wärme in den verschiedenen Gebäuden hält und verändert. Längerer Anstieg der Temperatur im „gedämmten“ Haus. Langsamerer Abstieg der Temperatur im „ gedämmten“ Haus. Ziel: Veranschaulichung der Wirkung von Wärmeisolierung durch eingeschlossene Luftschichten. Bildquelle: Simone Hess

10 EXPERIMENT 3 für Sekundarstufe I: Wärmespeicherhaus
Schneidevorlage

11 ÜBUNG 1 für Sekundarstufe I: Sonnenheizung
3. Wie können regenerative Energien beim Bauen und Wohnen zum Einsatz kommen? Wie kann ein Haus mit Hilfe der Sonne sogar mehr Energie erzeugen, als es selbst für Heizung, Licht und Elektrogeräte braucht? ÜBUNG 1 für Sekundarstufe I: Sonnenheizung Einleitung: Sonnenschirme aus Alufolie an den Fingern lassen, mit Hilfe der Sonne, die Finger warm werden. Material: Ein Karton als Vorlage, Zirkel, Lineal, Bleistift , Folienstift, Alufolie, Klebeband Anleitung: Zeichne mit dem Zirkel auf dem Karton eine Vorlage auf. Einen großen Kreis mit ca.12 cm Durchmesser und einen kleinen Kreis mit ca. 3 cm Durchmesser, schneide die Vorlagen so aus, dass ein Ring entsteht. Lege die Vorlage auf die Alufolie und zeichne die Umrisse auf und schneide das Ganze aus. Jetzt wird die Alufolie zu einem Trichter zusammengewickelt und auf die Finger gesteckt. Richte deine Finger der Sonne entgegen. Ergebnis: Die Sonnenstrahlen werden auf der Alufolie reflektiert und dadurch gebündelt und die Finger aufgeheizt. Ziel: Das Prinzip der Bündelung von Sonnenenergie zeigen und die Kraft der Sonne spüren. Bildquelle: Simone Hess

12 Wärmepumpe In der Außenluft und in der Erde enthaltene Wärmeenergie durch Sonnenstrahlung eignet sich, über Wärmepumpen und Wärmetauscher, zur Gebäudeheizung sowie zur Trinkwassererwärmung. Die Wärme wird meist dem Erdreich oder der Umgebungsluft entzogen und an das Heizungssystem des Hauses abgegeben. Für die Erdwärmepumpe werden Bohrungen ins Erdreich gemacht oder Erdkollektoren horizontal in 1-2 Meter Tiefe verlegt (Fläche ca. 1-1,5 fach der Wohnfläche). Für die Luftwärmepumpe kann die Umgebungsluft als Medium genutzt werden. Für den Antrieb der Wärmepumpe ist Fremdenergie (Strom) notwendig. Dieser kann selbst durch Photovoltaik auf dem Dach produziert werden.

13 Wärmetauscher Passivhäuser und Effizienzhäuser brauchen besonders wenig Energie, da sie neben der guten Isolierung auch luftdicht sind, und so wenig Wärme verlieren. Für eine gesunde Innenluft brauchen sie daher aber eine mechanische Lüftungsanlage. Die spart zusätzlich Energie, da sie mit einem Wärmetauscher verbunden ist.  Kalte Frischluft kommt dabei über ein Rohr von draußen. Sie strömt im Wärmetauscher an der warmen Fortluft die von innen kommt vorbei und wird dadurch angewärmt, so geht die in der alten Luft vorhandene Restwärme nicht verloren sondern wird wiederverwendet. Wenn man zusätzlich die Erdwärme nutzen will, führt man die Zuluft durch einen Kanal im Erdreich, der im Winter die Wärme, im Sommer die Kühle der Erde auf die wärmere Aussenluft übeträgt, ins Haus. Zuluft +16°C Fortluft +8°C Abluft +21°C Außenluft -3°C

14 4. Was ist ein Sonnenhaus? Niedrigenergiehaus/ Passivhaus/ Plus-Energiehaus
Die verschiedenen Energiestandards von Häusern werden durch die verschiedenen Bezeichnungen formuliert. Niedrigenergiehaus, 3-Liter-Haus, Passivhaus und Nullenergie-Haus sind also alles Energiesparhäuser. Nur mit dem Unterschied, dass diese Bezeichnungen Baukonzepte sind, für die ganz klare Grundlagen gelten. Genaue Messwerte für den Energieverbrauch von Heizwärme und Warmwasser und genaue technische Anforderungen für Dämmung und Fenster, Lüftung und Kühlung müssen erfüllt sein, um an das eigene Haus eines der Labels anbringen zu dürfen. Niedrigenergiehaus: Der Heizwärmebedarf von Niedrigenergiehäusern darf höchstens 70 Kilowattstunden betragen, oder umgerechnet sieben Liter Heizöl oder sieben Kubikmeter Erdgas pro Quadratmeter und Jahr Primärenergie verbrauchen. Passivhaus: Unter einem Passivhaus wird ein Gebäude verstanden, dass wegen seiner guten Wärmedämmung sowohl im Winter keine klassische Heizung, als auch im Sommer keine Klimaanlage braucht und insgesamt nicht mehr als 15 kWh pro m2 und Jahr an Heizenergie oder Kühlenergie benötigt. Die Häuser werden "passiv" genannt, weil der Wärmebedarf überwiegend aus "passiven" Quellen wie Sonneneinstrahlung, Abwärme von Personen und technischen Geräten gedeckt wird. Die Wärme wird in der Regel über eine Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung im Haus verteilt. Der sehr geringe Bedarf an Wärme erlaubt im mitteleuropäischen Klima die Beheizung ausschließlich über die Lüftungsanlage, mit einer kleinen Nachheizung, die in etwa einem Fön entspricht, für extrem kalte Tage. Es ist auch möglich durch Sanierung den Passivhausstandard zu erreichen.

15 1. Die Sonne als Energiequelle nutzt.
Plus-Energie-Haus Ein Solarhaus, wie das Gebäude für den Solar Decathlon von 2007, ist ein Gebäude welches: 1. Die Sonne als Energiequelle nutzt. Es fängt viel Sonne ein, denn wenn viel Sonne im Haus ist, entsteht Wärme. 2. Die Energie gut im Inneren hält. Durch gute Dämmung, Dichtung und 3-fach bzw. 4-fach verglaste Fenster. 3. Sogar mehr Energie als für das Gebäude selbst notwendig, mit Hilfe der Sonne, produziert. Bei dem Gebäude von Solar Decathlon 2007 sind es 50 kWh/qm mehr pro Jahr als es verbraucht. 4. Bei der Heizung handelt es sich um eine Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung. Bei dem so genannten Wärmetauscher wird die noch warme Abluft an der kalten Frischluft vorbeigeführt und erwärmt somit die Frischluft. Ansonsten reicht die Abwärme von Kochen Elektrogeräten und den Menschen im Haus. Bildquelle: SD 09, Leon Schmidt

16 5. Was ist der Solar Decathlon?
Der Solar Decathlon ist ein internationaler Wettbewerb, in dem 20 Universitäten aus der ganzen Welt gegeneinander antreten. Die teilnehmenden Teams entwickeln und bauen allein von der Sonne betriebene Häuser für jeweils 2 Personen. Die solarbetriebenen und nachhaltigen Häuser mit innovativer Gebäudetechnik werden in einer Bauausstellung in Washington D.C. aufgebaut und dort in 10 Disziplinen eine Woche lang miteinander verglichen, getestet und bewertet. Das beste Haus gewinnt dann. Der Wettbewerb findet seit 2010 auch in Europa statt, dort heißt er Solar Decathlon Europe. Weitere Informationen unter bzw. Der Solar Decathlon 2009, Bauaustellung auf der National Mall in Washington D.C. Foto: Stefano Paltera/U.S. Department of Energy Solar Decathlon

17 Solar Design Wettbewerb für Sekundarstufe I und II
Im Rahmen des EU-Projektes 10ACTION wurden Formate entwickelt, um Kindern und Jugendlichen die Inhalte und Ziele des Wettbewerbs Solar Decathlon Europe zu vermitteln. Es soll über energieeffizientes und nachhaltiges Bauen informiert werden und das Bewusstsein für den Umgang mit Energie geschärft werden. Vorstellbar ist eine interdisziplinäre Einbindung des Wettbewerbs in eine Projektwoche, als auch in den Kunst-und Werkunterricht. Solar Design Wettbewerb für Sekundarstufe I und II Einleitung: Diese Übung kann auch als Wettbewerb im Rahmen von10ACTION durchgeführt werden. Weiterführende Informationen finden Sie unter und im Solar Design Wettbewerb Manual. Material: Modellgrundplatte A3 aus Karton, Modellbaumaterial wie Pappe, farbige Tonpapiere, Schnüre… Naturmaterialien wie Stöcke, Blätter,… Kleber (Weißleim), Schere/ Cutter je nach Alter. Anleitung: Die teilnehmenden Schüler sollen auf Modelle oder Bausteine aus natürlichen und nachhaltigen Materialien bauen und Ideen für das Haus der Zukunft entwickeln. Die einzureichende Unterlagen können variieren von Modellen, Plänen und Zeichnungen, Collagen bis hin zu Filmen. Ziel: Sensibilisierung für Rohstoffe und den Gebrauch von nachhaltigen Materialien in der Architektur als auch die „ästhetische“ Einbindung und Verwendung von Solarenergie. Heranführung an das Thema „Erneuerbare Energie“ über den kreativen Ansatz. Bildquelle: Simone Hess

18 Solar Photo Wettbewerb für Sekundarstufe I und II
Einleitung: Diese Übung kann auch als Wettbewerb im Rahmen der 10ACTION durchgeführt werden. Weiterführende Informationen zum Wettbewerb finden Sie unter und im Solar Photo Wettbewerb Manual. Material: Fotoapparat Anleitung: Die Schüler sollen Fotos von Dingen machen, die die natürlichen und erneuerbaren Ressourcen im täglichen Leben aufzeigen. Es können Vorher-Nachher-Bilder von bestimmten Orten, die die Veränderung zeigen, ebenso eingereicht werden, wie kleine Bilderserien von max. 3 Abbildungen, die einen Prozess dokumentieren. Ziel: Sensibilisierung für natürliche und erneuerbare Ressourcen und die spielerische Heranführung an das Thema „Erneuerbare Energie“ über den kreativen Ansatz. Langfristig soll sich eine Verhaltensänderung betreffend der Energienutzung und des CO2–Ausstoßes einstellen.

19 6. Was ist eigentlich ein Energieausweis und eine Vor-Ort-Energieberatung?
Die meisten Autofahrer wissen in etwa, wie viel Benzin ihr Fahrzeug im Durchschnitt verbraucht. Zur energetischen Qualität von Gebäuden existieren allerdings häufig keine objektiven Angaben. Und das, obwohl ein Großteil des Energiebedarfs in Deutschland für das Heizen und die Warmwasseraufbereitung in Haushalten aufgewendet wird. Energieausweis - Der Energieausweis dokumentiert die energetische Qualität des Gebäudes und die Effektivität der Heizungsanlage. Der Energieausweis zeigt den Energiebedarf des Gebäudes, die CO2-Emission und beschreibt Modernisierungsempfehlungen. - Der Energieausweis wird von einem Energieberater erstellt. Vor-Ort-Energieberatung Der Eigentümer eines Hauses möchte sein Haus sanieren, weil er zu viel Energie verbraucht. Das ist ihm auf die Dauer zu teuer und außerdem ist es nicht allzu gemütlich in seinem Haus weil es hier und da zieht. Er weiß aber noch nicht genau, wodurch sein Energieverbrauch so hoch ist. Deshalb lässt er einen Energieberater kommen der einen Energiecheck macht. Wo sind die Schwachstellen des Gebäudes und in welchem Zustand ist die vorhandenen Heizungsanlage? Der Energieberater untersucht alles ganz genau und macht dem Eigentümer Vorschläge, wie er sein Haus sanieren kann und was eine Sanierung kostet. Außerdem rechnet er aus, was der Eigentümer zukünftig an Energie sparen kann, wenn er das Haus energetisch saniert.

20 7. Was ist eigentlich mit den vielen bereits bestehenden Gebäuden?
Gebäude sind sehr langlebig. Zwei Drittel der im Jahr 2040 bewohnten Häuser stehen schon heute. Früher wurde oft nicht energiesparend gebaut, da der Energieverbrauch von Gebäuden kein Thema war. Wie sehr friert ein Haus oder eine Wohnung? Der persönlicher Energieverbrauch lässt sich ganz einfach an der Rechnung des Energieversorgers ablesen. - Die Wärmeverluste teilen sich folgendermaßen auf: Außenwände 20-25% Dach 15-20% Fenster 20-25% Fensterlüftung 10-20% Boden 5-10% Heizung 30-35% - Wo die Schwachstellen eines Hauses sind kann man gut mit thermographischen Fotoaufnahmen sehen. Bildquelle: TU Darmstadt Wärmebild Rot bedeutet : Achtung hier geht viel Wärme verloren. Bildquelle: Lutz Weidner

21 ÜBUNG / SPIEL 2: Energiedetektive für Sekundarstufe I und II
Einleitung: Spiel über einen längeren Zeitraum Material: Papier, Klemmbrett, Stift Anleitung: 2 Energiedetektive pro Klasse werden gewählt. Es werden Energiesparregeln vereinbart, die in der Klasse gut sichtbar aufgehängt werden. Regelmäßige Treffen zur Berichterstattung (aktuelle Verbrauchsentwicklung, Aktionen, Probleme) werden vereinbart. Die Energiesparregeln dabei sind: - während der Heizperiode auf Stoßlüftung achten - in beheizten Räumen keine Fenster und Türen offen stehen lassen - Einstellung der Thermostatventile der Heizung kontrollieren - Beleuchtung nur bei Bedarf einschalten - Schaltmöglichkeiten der Beleuchtung (z. B. Wand-/ Fensterseite) nutzen - Licht in den Pausen immer ausschalten - Stand-by-Funktion bei Elektrogeräten im Klassenraum ausschalten - Schäden melden (z. B. tropfender Wasserhahn) - Energiefragen überlegen wie: Wer ist heute mit dem Fahrrad oder öffentlichen Verkehrsmitteln in die Schule gekommen? - Temperatur beobachten und gezielt regulieren Wenn die durchschnittliche Raumtemperatur um nur 1°C gesenkt wird, werden rund 6 % Heizenergie –und damit natürlich Kosten und CO2-Emissionen eingespart. Ziel: Die Energiedetektive übernehmen Verantwortung für das Energiesparen in der Klasse. Energiedetektive sind Ansprechpartner für ihre Klassenkameraden und den Energiebeauftragten des Kollegiums bzw. den Hausmeister. Bildquelle v.o.n.u: Stephanie Hofschlaeger / pixelio.de Natalie Hajduk

22 Im Haus und in der Stadt - Energieeffizientes Bauen und Wohnen
Überleitung zu Modul 3 Im Haus und in der Stadt - Energieeffizientes Bauen und Wohnen Bevor es mit Teil 3 weitergeht, ist zu begreifen, dass bevor die Einsparpotentiale auf Stadtebene angegangen werden, die einzelnen Gebäude und Häuser energieeffizient gebaut bzw. saniert werden müssen, um nachhaltig in einem Verbund zu funktionieren. Hier die 10 Bausteine des energieeffizienten Bauens: Bildquelle: TU Darmstadt