Unterrichtsstunde 2.2: Der Lebenszyklus von Baustoffen
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| Publikation: | 12.4.2011 |
| Lernstufe: | 3 |
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| Angestrebte Kenntnisse: |
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| Schwerpunkt: | Naturwissenschaften und Technologie |
| Wortschatz: | Rohstoffe, Recycling/Wiederverwertung, Ökosystem, Lebenszyklus, Entsorgung |
| Dauer: | 1 Stunde |
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Für jede/n Schüler/in:
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| Herkunft: | La main à la pâte, Paris |
Pädagogische Anmerkung
- In ein und demselben Haus können zahlreiche Baustoffe eingesetzt worden sein: in Dach, Wänden und Decken, für die Fenster, die Wärmedämmung, den Anstrich, die Abwasserleitungen, die Böden usw.
- Falls man nicht ein speziell auf Baumaterialien und ihre Entsorgung und/oder Wiederverwertung ausgerichtetes Projekt verfolgt, halten wir es für besser, sich in der Grundschule auf die Baustoffe für Wände, Böden und Decken zu beschränken. Eine Untersuchung der anderen Baustoffe ist aber in jedem Fall eine sinnvolle Fortsetzung dieses Projektes.
- In der Unterrichtsstunde werden auch nicht alle Baustoffe miteinander verglichen, sondern nur Beton, Lehm und Holz. Als Fortsetzung dieser Unterrichtsstunde könnte man analog zu den Arbeitsblättern 6 bis 8 Arbeitsblätter für Stein, Stroh usw. erstellen.
- Schließlich gibt es außer den hier verwendeten (umweltbezogenen) auch noch zahlreiche andere Materialbeurteilungskriterien: Wasser- und Feuerfestigkeit, Erdbebensicherheit, ...
Einstiegsfrage
Der/die Lehrer/in knüpft an die Schlussfolgerung der vorherigen Unterrichtsstunde an, nämlich, dass wir Wasser und Energie sparen müssen, und erklärt, dass dies der Leitfaden bis zum Ende des Projekts bleiben wird. In dieser Unterrichtsstunde geht es darum, die Auswirkungen des Einsatzes der Baustoffe Beton, Holz und Lehm auf die Umwelt zu prüfen (zwar besonders im Hinblick auf Wasser- und Energieverbrauch, aber nicht nur).
Er/sie fragt also die Klasse: "Welcher Baustoff hat eurer Ansicht nach die geringsten Auswirkungen auf die Umwelt?" Die Schüler/innen sollten beim Begründen insbesondere folgende Fragen berücksichtigen: "Findet man diesen Baustoff in der Natur? Muss er über große Strecken transportiert werden? Braucht man Energie zur Herstellung?"
Literaturrecherche
Die Schüler/innen bilden Zweiergruppen und jede Zweiergruppe sucht sich eines der Arbeitsblätter 6 bis 8 aus, die den drei Baustoffen Beton, Holz und Lehm gewidmet sind.
Abb. 1: Beton, Lehm und Holz im Vergleich – die Arbeitsblätter 6 bis 8
Die Aufgabe besteht darin, den Lebenszyklus von Beton, Holz oder Lehm zu rekonstruieren, das heißt, die verschiedenen Schritte von der Herstellung bis zur Entsorgung und/oder Wiederverwertung in die richtige chronologische Reihenfolge zu bringen und für jeden Schritt die Auswirkungen auf die Umwelt festzuhalten.
Pädagogische Anmerkung
- Bevor die Zweiergruppen selbständig an die Arbeit gehen, achtet der/die Lehrer/in darauf, dass alle Schüler/innen mit dem Wortschatz vertraut sind. Er/sie gibt ihnen etwa fünf Minuten Zeit die Texte der Arbeitsblätter auf unbekannte Wörter zu durchsuchen. Die ganze Klasse notiert dann die Definitionen der unbekannten Begriffe.
Gemeinsame Erörterung
Die Schüler/innen stellen vor, was sie über den Lebenszyklus der verschiedenen Baustoffe herausgefunden haben. Wenn die Darstellungen verschiedener Gruppen (die den gleichen Baustoff untersucht, d. h. dasselbe Arbeitsblatt bearbeitet haben) auseinandergehen, versucht der/die Lehrer/in Konsens herzustellen. Der Lebenszyklus schließt alle Etappen ein, von der Gewinnung der Rohstoffe, über die Verarbeitung und den Transport bis zur Entsorgung und/oder Wiederverwertung.
Jede Etappe wird, je nach Auswirkung auf die Umwelt, mit schlecht, mittel oder gut bewertet. Die Klasse kann zum Schluss gemeinsam für jeden Baustoff eine Art "Ausweis" ausstellen, ein Balkendiagramm, aus dem anschaulich hervorgeht, wie die einzelnen Etappen des Lebenszyklus' bewertet wurden. Der Vorteil dieser Darstellung liegt darin, den Kindern verständlich zu machen, dass jeder Baustoff Vor- und Nachteile hat, sowohl für den Bau selbst als auch in Bezug auf seine Umweltverträglichkeit. Kein Baustoff ist nur schlecht oder uneingeschränkt gut. Dennoch sind manche Baustoffe (wie Lehm und Holz) ökologisch gesehen viel besser geeignet als andere (wie Beton).
Abb. 2: Beispiele von Ausweisen für Beton, Holz und Lehm
Wissenschaftliche Anmerkung
- Beim Energieverbrauch sollte unterschieden werden zwischen der Energiemenge, die für die Herstellung und den Transport des Baustoffs für ein Bauwerk benötigt wird (zum Beispiel der Energiemenge für die Herstellung von 1 kg Beton) und dem Energieverbrauch des Bauwerks während seiner Lebensdauer. Letzterer hängt sehr davon ab, ob für Wärmedämmung gesorgt wurde oder nicht.
- In dieser Unterrichtsstunde interessiert uns die zum Bauen nötige Energie, die Wärmedämmung kommt in der Unterrichtseinheit 3 dran.
Schlussfolgerung
Die Klasse fasst ihre Erkenntnisse zusammen. Die Untersuchung der verschiedenen Baustoffe hat ergeben, dass zwar alle für den Hausbau geeignet sind, dass ihre Auswirkungen auf die Umwelt jedoch sehr unterschiedlich sind. Hier ein Beispiel für die Schlussfolgerung, die in das am Ende der letzten Unterrichtsstunde begonnene Poster und auch in die Arbeitshefte der Schüler/innen eingetragen wird:
"Wenn man den Verbrauch von Wasser und Energie so niedrig wie möglich halten möchte, sollte man eher Baustoffe wie Lehm oder Holz verwenden als Beton."
Pädagogische Anmerkung
- Es lohnt sich an dieser Stelle auch, auf die verschiedenen Haustypen zurückzukommen, denen wir in der Unterrichtseinheit 1 begegnet sind.
Fortsetzung
Die Untersuchung des Lebenszyklus' von Baustoffen kann auf alle Bestandteile eines Bauwerks ausgedehnt werden: Glas, Dämmstoffe (Steinwolle, Styropor, Kork, Zellstoff, Schafwolle, ...), Anstrich, Metalle, Plastik, Keramik, ... Eine solche Untersuchung ist besonders dann von Interesse, wenn auch die Entsorgung und/oder Wiederverwertung dieser Baustoffe betrachtet wird. Auch die mechanischen Materialeigenschaften können in der Schule untersucht werden, zum Beispiel die Druck- und Wasserfestigkeit sowie die Abnutzung.
