Das Geheimnis umweltfreundlicher Häuser

Weil wir Menschen große Mengen an Treibhausgasen in die Atmosphäre ausstoßen, erwärmt sich unsere Erde, was wiederum dazu führt, dass Landeis schmilzt bzw. die Ozeane wärmer werden, und dadurch der Meeresspiegel steigt. Eine der Ursachen für die vermehrten Treibhausgasemissionen ist unser Energieverbrauch. Ein erheblicher Teil unseres Energieverbrauchs entfällt auf das Heizen unsere Häuser im Winter und das gelegentliche Kühlen im Sommer. Heizenergie einzusparen hat also einen großen Effekt. Eine Möglichkeit, Energie und die damit verbundenen Kosten zu sparen, besteht darin, unsere Häuser energiefreundlicher zu bauen. Mit dem weiter unten beschriebenen Experiment soll die Frage "Was ist das Geheimnis umweltfreundlicher Häuser?" beantwortet werden.

Gebäude müssen Schutz, Komfort und Sicherheit bieten. Das ist allerdings mit einem hohen Einsatz von Energie und natürlichen Ressourcen verbunden. Energie lässt sich einsparen, wenn man die Gebäude dämmt. Es gibt verschiedene Dämmstoffarten, die aber letztendlich alle dazu beitragen, dass in unseren Häusern eine angenehme Temperatur herrscht.

Im folgenden Experiment werden die Dämmeigenschaften verschiedener Materialien untersucht, die leicht zu beschaffen und kostengünstig sind. Ziel der Aktivität ist es, darüber zu diskutieren, wie wir die Energieeffizienz zum Heizen und Kühlen von Häusern verbessern und eine nachhaltige Architektur fördern können.

Das Experiment ist interdisziplinär und integriert Konzepte aus der

• Mathematik (Datenanalyse),
• Kommunikationsfähigkeiten (Kommunikation über Umweltthemen),
• Sozialkunde (Verständnis des Einflusses der Architektur auf den Energieverbrauch),
• Geografie (die verschiedenen Regionen des Planeten und ihre Merkmale),
• Physik (physikalische Eigenschaften von Materialien).

Mithilfe des Arbeitsblattes soll gezeigt werden, wie gut die verschiedenen Dämmstoffe sind. Das ultimative Ziel ist es, Schüler*innen in die Lage zu versetzen, fundierte Entscheidungen über Dämmstoffe zu treffen. Ein guter Dämmstoff sollte den Energieverbrauch erheblich senken und seine Herstellung sollte nachhaltig sein.

Sie können das Arbeitsblatt hier als docx- und PDF-Datei herunterladen.

Etwa ein Drittel der weltweit produzierten Energie wird zum Heizen und Kühlen von Gebäuden gebraucht. In Deutschland sind es 35% des Energieverbrauchs, die auf den Betrieb von Gebäuden zurückgehen. ¹

Gute Dämmstoffe tragen dazu bei, dass unsere Häuser im Winter warm und im Sommer kühl bleiben: Sie verhindern, dass die Wärme entweicht (im Winter) oder ins Haus gelangt (im Sommer).

Energie „wandert“ immer von wärmeren zu kälteren Orten, so dass im Winter die Energie von innen nach außen gelangt, wo die Temperatur niedriger ist. Im Sommer ist es umgekehrt.

Wir können uns von der Natur inspirieren lassen: Das Kamel ist zum Beispiel ein Tier, das sich gut an hohe Temperaturen am Tag und niedrige Temperaturen in der Nacht anpasst. Wenn wir uns das feine wollige Fell des Kamels genauer anschauen, können wir feststellen, dass es voller Luft ist. Luft ist ein ausgezeichneter Dämmstoff, und Materialien, die Luft in ihrer Struktur enthalten, sind ebenfalls gute Dämmstoffe. In Materialien wie Heu, Wolle, Baumwolle, Papierschnipsel oder Pappe ist zum Teil Luft eingeschlossen –sie sind daher gute Dämmstoffe. Wir können mit Beispielen aus unserem Alltag diese Tatsache bestätigen:

• Wir tragen Wollpullover, um uns im Winter warmzuhalten.
• Wir verwenden Pappkartons, um eine Pizza warmzuhalten.
• Doppelt verglaste Fenster mit Luft dazwischen dämmen gut.
• In der Vergangenheit wurde Zeitungspapier verwendet, um Essen zum Mitnehmen warmzuhalten.
• In der Vergangenheit wurden Matratzen mit Stroh ausgestopft.
• Viele Häuser haben Doppelwände und eine Luftschicht dazwischen.
• Die Ziegel, die zum Bau von Häusern verwendet werden, sind innen teilweise hohl (daher auch der Name Hohlziegel).

Neben dem Vergleich verschiedener Dämmstoffe ist es auch wichtig, deren Dicke zu berücksichtigen: Je dicker die Dämmschicht, desto besser dämmt sie. Um dies genauer zu untersuchen, könnten die Schüler*innen ein Experiment durchführen, bei dem die Dicke des Dämmstoffs variiert wird. Man könnte zum Beispiel eine Dose nehmen, die man entweder mit heißem oder kaltem Wasser füllt. Anschließend wird gemessen, wie lange es dauert, bis das Wasser Raumtemperatur erreicht. Man wickelt die Dose zum Beispiel in verschiedene Schichten Luftpolsterfolie ein – eine, zwei oder drei Schichten – und schreibt auf, wie lange es dauert, bis die Wassertemperatur Raumtemperatur erreicht hat. Vergleicht man die Ergebnisse, kann man r feststellen, wie sich die Dicke des Dämmstoffs (Luftpolsterfolie) auf die Geschwindigkeit der Temperaturänderung auswirkt.

Ermutigen Sie fortgeschrittene Schüler*innen, zusätzliche Forschungsfragen in Bezug auf Dämmung, Energieeffizienz oder nachhaltige Architektur zu untersuchen. Ermutigen Sie sie beispielsweise, ein wissenschaftliches Poster zu erstellen und es der Klasse zu präsentieren. Oder lassen Sie sie verschiedene Arten von Architektur in Ländern mit sehr unterschiedlichen Klimazonen recherchieren. Ermöglichen Sie fortgeschrittenen Schüler*innen, Variationen des Experiments mit den verschiedenen Dämmstoffen zu entwerfen. Sie können zum Beispiel den Einfluss von Faktoren wie Dicke, weitere Materialien, Farbe oder äußere Bedingungen auf die Dämmeffizienz untersuchen.

Anhand des Experiments zu Dämmstoffen für Häuser können Schüler*innen auch dazu angeregt werden, über künftige Berufe im Umweltschutz nachzudenken – zum Beispiel Bauingenieur*innen, Energieeffizienztechniker*innen oder Architekt*innen, die versuchen, den Klimawandel zu verstehen und Lösungen zum Klimaschutz zu finden.
 

Bauingenieurwesen

Bauingenieur*innen entwerfen effektive Dämmsysteme für Gebäude, die eine hohe Energieeffizienz und Wärmekomfort gewährleisten.

Video: Ein Tag im Leben eines Bauingenieurs

Was machen Bauingenieur*innen?
Bauingenieur*innen sind Baumeister und Problemlöser. Sie entwerfen und beaufsichtigen den Bau verschiedener Bauwerke wie Straßen, Brücken, Gebäude und Dämme, um das Straßen- und Schienennetz sowie die Infrastruktur unserer Städte und Gemeinden zu verbessern. Bauingenieur*innen nutzen ihr Wissen in Mathematik, Naturwissenschaften und Technik, um Pläne zu erstellen, die den Bedürfnissen der Gesellschaft entsprechen. Sie berücksichtigen auch Faktoren wie Sicherheit, Kosten und Umweltauswirkungen.

Wie sieht ein Tag von Bauingenieur*innen aus?
Bauingenieur*innen arbeiten entweder in einem Büro am Computer, mit speziellen Programmen, die es ihnen ermöglichen, Pläne für das zu erstellen, was sie bauen wollen. Sie können auch draußen an der Baustelle einer neuen Brücke, eines neuen Gebäudes oder eines Staudamms arbeiten.

Welche Aufgaben haben sie?
Bauingenieur*innen sind für die Planung und Leitung von Bauprojekten verantwortlich. Sie beaufsichtigen auch Bautrupps, inspizieren fertige Bauwerke und lassen sie bei Bedarf umbauen, um sicherzustellen, dass alles den Sicherheitsstandards und den Vorschriften entspricht.
 

Energieeffizienztechnik

Energieeffizienztechniker*innen oder -berater*innen bewerten und empfehlen Lösungen zur Verbesserung der Energieeffizienz von Gebäuden, einschließlich einer angemessenen Dämmung.

Unterwegs mit einem Energieberater

Green Job - Energieberater (Interview)

Was machen Energieeffizienztechniker*innen? Energieeffizienztechniker*innen sind wie Detektive, die nach Möglichkeiten suchen, Energie zu sparen und die Umwelt zu schützen. Sie arbeiten daran, Häuser, Gebäude und Geräte energieeffizienter zu machen, was bedeutet, dass diese weniger Energie verbrauchen.

Wie sieht ein Tag von Energieeffizienztechniker*innen aus? Sie arbeiten im Wesentlichen im Freien mit speziellen Werkzeugen (z. B. Wärmebildkameras), um die Energieeffizienz eines Hauses zu testen. Sie suchen nach Stellen, an denen das Haus möglicherweise Energie „verliert“. Sie überlegen sich Lösungen und machen Verbesserungsvorschläge.

Welche Aufgaben haben sie? Sie sind dafür verantwortlich, die Energieeffizienz von Gebäuden zu bewerten und Verbesserungsvorschläge für eine bessere Energienutzung zu machen. Energieeffizienztechniker*innen spielen eine wichtige Rolle bei der Unterstützung von Gemeinden bei der Reduzierung ihres CO2-Fußabdrucks. Sie tragen zum Klimaschutz bei, indem sie nachhaltige Energiepraktiken empfehlen.
 

Architektur

Architekt*innen integrieren nachhaltige Baupraktiken und Dämmtechniken in architektonische Entwürfe.

Architekt - Ein Einblick in den Beruf

Was machen Architekt*innen?
Architekt*innen sind Designer und Baumeister, die Pläne für Gebäude und Bauwerke erstellen. Sie nutzen ihre Kreativität und ihr Wissen in Technik und Bauwesen, um Räume zu gestalten, die funktional, schön und nachhaltig sind.

Wie sieht ein Tag von Architekt*innen aus?
Sie arbeiten in der Regel in einem Atelier, wo sie sich mit ihrem Arbeitsteam treffen, um Entscheidungen zu treffen. Sie erstellen zum Beispiel kleine Modelle zukünftiger Bauten. Ihre Arbeit ist sehr kreativ und zielt darauf ab, Gebäude und Strukturen zu errichten, in denen Menschen leben können. Ein Architekt arbeitet auch außerhalb des Ateliers, er besucht die Baustellen, um den Bauprozess zu überwachen und sicherzustellen, dass alles nach Plan läuft.

Welche Aufgaben haben sie?
Sie haben die Verantwortung, Designs zu schaffen, die energieeffizient und umweltfreundlich sind.