Bau wärmegedämmter Hausmodelle

Justus-Liebig-Schule Darmstadt, im Januar 2012
Klasse 8d

Projektbeschreibung


Projekt:

Bau wärmegedämmter Hausmodelle
mit anschließender Auswertung durch Messung des Wärmeverlustes
und Ursachensuche mit Hilfe von Wärmekamerabildern

Ausgangsgedanke:

Ausgangspunkt für das Projekt war, die im Physikunterricht der Jahrgangsstufen 6 und 7 erworbenen Kenntnisse zur Wärmeleitfähigkeit unterschiedlicher Materialien praktisch umzusetzen und auch direkt erfahrbar zu machen. Beabsichtigt war in diesem Zusammenhang natürlich auch, auf Fragen optimaler Nutzung von Energie im Alltag einzugehen. Die in den letzten Jahren geführte Kampagne zur gezielten Wärmedämmung von Altbauten in Deutschland, ergab zusätzliche Motivation.
Der eigenständige Bau eines möglichst optimal wärmegedämmten Hausmodells durch die Schülerinnen und Schüler erfordert einen gezielten Umgang mit erworbenen physikalischen Kenntnissen, sowie deren kreative Umsetzung in praktische Arbeit. Der Hausbau über einen längeren Zeitraum fördert zudem erheblich die händischen Fähigkeiten der Schülerinnen und Schüler, Anregungen zu besonders kreativen Ausgestaltungen nicht ausgeschlossen.

Die Vorgaben zum Bau dieser Hausmodelle sind dem Blatt „Hausbaubedingungen“ zu entnehmen. Auf diesem Blatt finden sich außerdem die Kriterien und Methoden, nach denen die gebauten Hausmodelle bewertet werden sollten.

Durchführung des Projektes:

Über einen Zeitraum von knapp 2 Monaten, aber insbesondere in den Weihnachts-ferien 2010 wurden die Hausmodelle von den Schülerinnen und Schülern angefertigt. Obwohl bewusst erlaubt war, die Modelle in Zweierteams anzufertigen, wollten fast alle ihre Modelle alleine anfertigen: 25 Hausmodelle wurden gebaut!
Zunächst wurde überprüft, ob die Bauvorgaben eingehalten worden sind: Die Mängel wurden festgehalten.
Anfang Februar 2011 wurde die Wärmedämmqualität der Häuser getestet. In jedes Haus wurde ein Becherglas mit 200 ml Wasser von 650 C gestellt. Dann wurden zugleich alle Häuser für zweieinhalb Stunden ins Freie gestellt, die Außentemperatur betrug an diesem Tag etwa 00 C – also ideale Bedingungen für diesen Test. Da sich der Vater eines Schülers bereit erklärt hatte mit einer Wärmebildkamera zu kommen, konnten in diesem Zeitraum auch entsprechende Bilder der Hausmodelle gemacht werden! Gerade diese Bilder sollten später die Stärken und Schwächen der Häuser aufzeigen.
Nach zweieinhalb Stunden wurde dann zugleich in allen Häusern die Wassertem-peratur in den Bechergläsern gemessen und aufgelistet (siehe Auswertungsliste).
Dabei wurden zum Teil sehr stark voneinander abweichenden Temperaturdifferenzen festgestellt: Der geringste Temperaturverlust betrug 23,4 K, die größten Temperatur-verluste betrugen dagegen 33 K!
Diese Ergebnisse zusammen mit den Bildern der Wärmebildkamera führten zu intensiven Diskussionen, ganz besonders auch zwischen den einzelnen Schülern.

Projektergebnis:

• Schülerinnen und Schüler hatten (nach eigenem Bekunden) sehr viel Spaß und Freude beim Bau ihrer Hausmodelle, auch wenn einige sehr viel Zeit dafür aufwenden mussten.

• „Das war Physik zum Anfassen und Selbermachen – so kann Physik Spaß machen!“, so einige Aussagen.

• Schülerinnen und Schüler haben erkannt, wie wichtig eine gute und richtige Wärmedämmung bei Häusern ist.

• Die besonders kritischen Stellen der Wärmedämmung eines Hauses (Türen, Fenster, Übergang zum Dach, Wandanschlüsse) wurden deutlich festgestellt.

• Dass ein „luftdichtes Haus“ auch problematisch sein kann, wurde bei übermäßiger Kondenswasserbildung im Hausinnern erkannt. Als Korrektur-maßnahme wurde eine gezielte Be- und Entlüftung diskutiert.

• Festgestellt wurde, dass man offenbar schon an Modellen Probleme und Schwierigkeiten feststellen kann, die dann im realen Großen auftreten könnten.

• „Schade, dass es nicht viel mehr solcher interessanten und lehrreichen Projekte in der Schule gibt – aber das ist sicher auch ein Zeitproblem aufgrund der Fülle des Unterrichtsstoffes insgesamt!“, so die abschließende Meinung vieler Schülerinnen und Schüler.

Downloads

Projektbeschreibung 16.3 KB

Projektbeschreibung 8.0 MB

Projektbeschreibung 2.5 MB