Unterrichtsstunde 12a (fakultativ): Wie lässt sich Sonnenenergie im Haus nutzen?
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| Publikation: | 18.3.2009 |
| Lernstufe: | 3 |
| Ziele: | Die Bedeutung der Ausrichtung des Hauses nach Süden verstehen. |
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| Wortschatz: | Ausrichtung |
| Dauer: | 1 Stunde |
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Für jede Gruppe:
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| Herkunft: | La main à la pâte, Paris |
Die Ausgangsfrage
Der/die Lehrerin kommt auf die Arbeit der letzten beiden Unterrichtsstunden zurück: "Wir wollten wissen, wie man mit weniger Energie für die Heizung auskommen kann. Wir haben gesehen, dass eine Wärmeisolierung wichtig ist. Was können wir sonst noch tun? Gibt es eine Möglichkeit, ein Haus zu heizen, ohne Treibhausgas auszustoßen?"
Unter den Antworten, die die Kinder geben, ist sicherlich auch folgende: "Man kann die Sonnenenergie nutzen." Sonnenenergie kann man zum Heizen eines Hauses oder für die Warmwasserversorgung verwenden.
Die/der Lehrende fragt die Schüler/innen anschließend, wie sie sich vorstellen, wie man ein Haus mit Sonnenenergie heizen kann. Hier kann es nützlich sein, auf die Untersuchungen und Experimente zum Treibhaus zurückzukommen (Unterrichtsstunden 5a, 5b, 5c). Zum Beispiel sind die Fenster wichtig, weil sie wie beim Treibhaus die Wärme einfangen, wenn sie zur Sonne hin ausgerichtet sind.
Die Klasse kann mehrere Modelle von Häusern bauen und sie in Bezug zur Sonne unterschiedlich ausrichten. Dadurch wird man die Auswirkung der Orientierung auf die Temperatur im Inneren des Hauses feststellen können.
Experimente
Die in Gruppen eingeteilten Schüler/innen prüfen die Bedeutung der Ausrichtung des Hauses. Sie bauen ein sehr einfaches Haus, zum Beispiel mit einer Papiertaschentücherbox, deren Öffnung mit einer Glasscheibe (oder einer Scheibe aus transparentem Plastik) abgedeckt wird.
Damit der Versuch möglichst realistisch ist – schließlich soll ein Haus simuliert werden –, stellt man die Fenster senkrecht (sie sind in der Außenwand) und nicht schräg wie beim Dach eines Treibhauses.
Der Versuch sollte, wie auch die vorherigen, vorzugsweise um die Mittagszeit durchgeführt werden, wenn die Sonne am höchsten steht. Mittags steht die Sonne im Süden (auf der nördlichen Halbkugel).
Zur Messung der Temperatur kann man ein Loch in die Schachtel bohren, so dass das Thermometer eingeführt werden kann, ohne die Schachtel öffnen zu müssen.
Orientierung nach Süden hin (Klasse von Muriel Levresse in Straßburg)
Die Gruppen lassen ihre Schachteln eine halbe Stunde lang in Ruhe (während dieser Zeit schreiben sie ihre Anordnung in ihre Versuchshefte), dann lesen sie die Temperatur ab.
Gemeinsame Besprechung und Schlussfolgerung
Die mit dem Fenster nach Süden (also zur Sonne) ausgerichteten Häuser zeigen eine höhere Temperatur an als die anderen. Die Klasse zieht daraus den Schluss, dass man die Sonnenenergie am besten ausnutzen kann, wenn man das Haus (das heißt, die Hauptfenster) nach Süden ausrichtet.
Da sich das Haus also aufheizt, wenn die Fenster von der Sonne beschienen werden, muss die Fensterfront mit Jalousien/Vorhängen und/oder einem Dachvorsprung versehen sein, damit sich das Haus im Sommer nicht zu sehr aufheizt.
