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Unesco-Dekade

Heiße Tipps für kalte Tage - Energie sparen beim Heizen (Kl. 9/10)

Ziele

Wärmeversorgung der Schule kennen lernen und optimieren. Datenverarbeitung im Umweltschutz kennen lernen. Ideen zum Energiesparen entwickeln. Kritik erarbeiten und diese gegenüber Erwachsenen artikulieren und vertreten.

Fachbezug

Vorbereitungs- und Durchführungsaufwand

III (hoch)

Zeitbedarf

2-3 Projekttage (während der Heizperiode)

Voraussetzungen und Vorbereitung

Sie benötigen einen kompetenten Ansprechpartner, der die Heizungsanlage kennt (z.B. den Hausmeister oder einen Mitarbeiter der Stadtwerke) sowie die Abrechnungsunterlagen vom Energieversorger, die Sie im Sekretariat oder beim Schulträger erhalten. Organisieren Sie es, dass Ihre Schüler Zutritt zu allen Räumen bekommen und bitten Sie Ihre Kollegen um Verständnis für die absehbare Unruhe! Der Arbeitsraum sollte bewegliche Bänke enthalten, damit sich die Schüler Arbeitsplätze für die Gruppenarbeit einrichten können. Die Schüler brauchen normales Schreibzeug, Millimeterpapier, Taschenrechner sowie möglichst einen Computer mit Tabellenkalkulation.

Sie brauchen zwei bis drei präzise Digitalthermometer, die ab 50,- Euro im Elektronikfachhandel erhältlich sind. Für die Temperaturmessung über Nacht sollten Sie sich ein Digitalthermometer mit Messwertspeicher und Computerschnittstelle (ab 150,- Euro incl. Software, gutes Preis-Leistungs-Verhältnis!) beschaffen. Preisgünstiger sind Minimum-Maximum-Thermometer (präzise Geräte ab 50,- Euro), die hiermit gewonnenen Daten sind allerdings weniger aussagekräftig als die einer kontinuierlichen Messung.

Ein Fotoapparat / eine Digitalkamera / ein Fotohandy kann wertvolle Dienste für die Dokumentation leisten.

Bereiten Sie sich auf dieses anspruchsvolle Projekt mit Hilfe der angegebenen Literatur vertiefend vor! Es kann zudem hilfreich sein, außerschulische Partner zur Unterstützung und Beratung einzubeziehen. Vielleicht können Sie auch die Klasse teilen und eine andere Gruppe an einem anderen Umweltthema wie der Stromversorgung oder der Wasserversorgung Ihrer Schule arbeiten lassen.

Durchführung

Einführung (1 Stunde)

Zur Einstimmung in das Thema eignet sich eine Metapher-Assoziation. Die Klasse sitzt in einem zur Tafel geöffneten Kreis. Sie schreiben den Halbsatz „Beim Thema Energie denke ich an...“ an die Tafel. Nun sollen die Schüler reihum jeweils zwei bis drei Aussagen formulieren, die den Halbsatz ergänzen und ihre persönliche Sicht auf das Thema ausdrücken. Achten Sie darauf, dass ihre Schüler in ganzen Sätzen sprechen und dass sie die Statements ihrer Mitschüler nicht kommentieren! Wenn alle Schüler gesprochen haben, fassen Sie die Aussagen nach Themengebieten zusammen und leiten zu den Themen über, die nachfolgend untersucht werden sollen.

Erläutern Sie dann die Zielstellung der Arbeit, die Aufgaben für die nächsten Tage und die Arbeit in den Kleingruppen!

Ihre Klasse teilt sich anschließend in drei Gruppen, welche parallel die Heizungsanlage, die Raumtemperaturen sowie den Heizenergieverbrauch (incl. Kosten) untersuchen.

Datenerfassung (ca. ein Tag)

Heizungsanlage: Die Schüler erkunden anhand der im Arbeitsbogen angegebenen Fragen und Aufgaben, wie die Heizungsanlage funktioniert. Sie besichtigen den Heizungskeller sowie ggf. weitere Räume mit anderen Teilen der Heizung und befragen den Verantwortlichen.

Arbeitsbogen Heizungsanlage

Zeichnet ein Funktionsschema, das die wichtigsten Bauteile und Funktionen unserer Heizungsanlage darstellt! Verwendet dabei folgende Begriffe: Brennstoff, Heizkessel (Wo genau steht der?), Schornstein, Umwälzpumpe, Heizkreislauf, Heizcomputer, Vorlauftemperatur, Nachtabsenkung, Heizkörper, Thermostatventil, Warmwasserbereitung. Gebt jeweils auch an, wo die einzelnen Bauteile zu finden sind.

 

 

 

 

 

Versucht herauszufinden, welche Gebäude bzw. Gebäudeteile von der Heizung versorgt werden und welche Heizkreisläufe es gibt! Schreibt alles auf, was ihr in Erfahrung bringen könnt!

 

 

 

 

Macht möglichst auch Fotos! Notiert euch, was (und wo) ihr fotografiert habt!

Raumtemperaturen: Die Gruppe erfasst die Temperaturen in unterschiedlichen Räumen. Die Schüler überlegen zunächst, welche Arten von Räumen es in ihrer Schule gibt, wie warm diese sein sollten und welche Räume sie beispielhaft untersuchen wollen. Sie tragen diese Angaben in selbst erstellte Arbeitsbögen ein (Arbeitsbogen als PDF-Dokument). Anschließend messen sie zu zweit oder zu dritt mit jeweils einem Thermometer die Temperaturen, jede Kleingruppe untersucht wenigstens 10 Räume. Es sollen drei Messdurchgänge absolviert werden, d.h. in allen Räumen wird z.B. am ersten Projekttag vormittags sowie nachmittags und am zweiten Projekttag morgens gemessen.

Die Schüler sollen es auch notieren, wenn ihnen Mängel auffallen, etwa dauernd offen stehende Türen, defekte Fenster oder schlechte Luft in bestimmten Räumen.

Erst wenn diese Aufgaben eindeutig verteilt sind, weisen Sie Ihre Schüler in den Gebrauch der Thermometer ein und entsenden sie zur Messung.

Wenn die Messungen abgeschlossen sind, berechnen die Schüler

  1. innerhalb der Tabellenzeilen das arithmetische Mittel der Messwerte für jeden einzelnen Raum sowie die Differenz dieses Mittelwerts zur Solltemperatur - somit erfahren sie, welche Räume angemessen beheizt, zu warm oder zu kalt sind -,
  2. innerhalb der Tabellenspalten das arithmetische Mittel für die Messwerte jedes einzelnen Messdurchgangs sowie für die Solltemperaturen - somit erfahren sie, ob es zeitliche Temperaturschwankungen gibt - ,
  3. das arithmetische Mittel der Mittelwerte und der berechneten Differenzen - damit erhalten sie eine Aussage darüber, wie gut die Solltemperaturen im Mittel aller Messungen eingehalten wurden.

Besonders rationell lassen sich die Berechnungen mit einer Tabellenkalkulation am Computer durchführen.

Die Messergebnisse werden zweckmäßig als Diagramme dargestellt (siehe folgendes Beispiel), dies gilt auch für eventuell durchgeführte kontinuierliche Messungen über Nacht.

Diagramm Raumtemperaturen Kopernikus-Schule Bützow

Neben diesen Mittelwerten sollten in der nachfolgenden Auswertung allerdings auch auffällige Einzelwerte mit berücksichtigt werden.

Heizenergieverbrauch und Kosten: Die Schüler studieren die Rechnungen des Energieversorgers. Die Daten für mehrere Jahre werden in übersichtlicher Form - als Tabelle und als Diagramm - zusammengestellt. Wenn die Daten auf einzelne Monate aufgeschlüsselt werden können, sollten sie auch so detailliert weiter verarbeitet werden.

Folgende Fragen sind zu erörtern:

Nach Möglichkeit sollte auch der spezifische Heizenergieverbrauch (in Kilowattstunden pro Quadratmeter und Jahr, Rechenweg siehe Kenndaten Heizenergie) berechnet werden. Sie können diesen Wert mit anderen Schulen vergleichen und somit Anhaltspunkte für eine Bewertung des Energieverbrauchs finden.

Schwachstellen und Verbesserungsvorschläge (1/2-1 Tag)

Wenn alle Gruppen ihre Aufträge erfüllt haben, werden die Ergebnisse zusammengetragen, unbefriedigende Umstände werden benannt. Jeder Schüler sollte auch die Erkenntnisse der anderen Gruppen verstehen. Achten Sie darauf, dass Kritik - wo nötig - präzise formuliert wird!

Nun können Ideen zur Beseitigung der Schwachstellen entwickelt werden. Auch hierbei sollten die Schüler möglichst exakt beschreiben, was sie sich vorstellen und wer der Adressat der Vorschläge ist.

Einige typische Schwachstellen und Vorschläge sind in der nachfolgenden Tabelle skizziert. Dies ist aber bei weitem kein abschließender Katalog, sondern nur eine Sammlung von Denkanstößen. Erarbeiten Sie mit Ihren Schülern eine passende Aufstllung für Ihre Schule!

Kritik und Maßnahmen Wärmeversorgung

Typische Schwachstellen

Verbesserungsvorschläge

Adressat

Alle Räume sind zu warm

Heizkurve korrigieren - Vorlauftemperatur an der Heizungsanlage reduzieren (eine um 2 °C veränderte Vorlauftemperatur ergibt eine etwa um 1 °C veränderte Raumtemperatur)

Verantwortlicher für die Heizung (z.B. Hausmeister)

Nebenräume (z.B. Toiletten) sind zu warm

Thermostatventile in diesen Räumen herunterregeln, z.B. auf Stufe „2“

Hausmeister oder Lehrer und Schüler

Räume sind auch nachts / am Wochenende / in den Ferien warm

Prüfen, ob die Beheizung evtl. wegen außerunterrichtlicher Aktivitäten im Schulgebäude notwendig ist und - falls ja - wie diese Aktivitäten räumlich und zeitlich sinnvoll gebündelt werden können.

Sofern möglich, Vorlauftemperatur während der Nachtabsenkung reduzieren (siehe oben)

Schulträger / Verantwortlicher für das Schulgebäude

Verantwortlicher für die Heizung (z.B. Hausmeister)

Keine Thermostatventile vorhanden

Thermostatventile einbauen (erhebliche Investition, aber in der Regel eine wirtschaftliche Maßnahme!)

Schulträger

Es zieht

undichte Fenster und Türen abdichten

Hausmeister oder Lehrer und Schüler (sofern vom Umfang zu bewältigen) - ansonsten Schulträger

Türen bzw. Fenster stehen ständig offen

Türen und Fenster im Winter nur kurzzeitig öffnen!

alle Lehrer und Schüler (evtl. Energiedienst einrichten)

Schlechte Luft in einigen Räumen

Lüften (kurz und heftig!)

alle Lehrer und Schüler (evtl. Energiedienst einrichten)

Bedenken Sie u.a., dass bereits eine um 1°C zu hohe Raumtemperatur in unserer gemäßigten Klimazone ca. 6% mehr Heizenergiekosten verursacht. Es geht hier also nicht "nur" um Ihr Wohlbefinden und den Umweltschutz, sondern auch um handfeste ökonomische Interessen. Insbesondere wenn Sie sich an Verantwortungsträger in der Schulverwaltung wenden, können ökonomische Argumente ein hohes Gewicht haben.

Präsentation (1/2 - 1 Tag)

Weil Sie mit Ihrer Klasse die aufgedeckten Missstände in der Regel nicht selbst korrigieren können, müssen Sie dafür sorgen, dass Ihre Kritik und Ihre Ideen die jeweiligen Adressaten erreichen! Vergessen Sie dabei nicht, positive Zustände angemessen zu würdigen.

Die Form der Präsentation wird davon bestimmt, wen Sie erreichen wollen:

Die Schulöffentlichkeit können Sie mit gut gestalteten Postern erreichen. Prägnante, plakativ formulierte Aussagen sind hier wichtiger als eine Aufstellung aller Details. Vielleicht fallen Ihren Schülern auch witzige Aktionen ein, mit denen sie spezielle Schwachstellen kritisieren können (z.B. feierliche Verleihung einer Badehose an den Verantwortlichen für einen extrem überheizten Raum). Ermutigen Sie Ihre Schüler, hier ihre Kreativität einzusetzen!

Die Schulleitung und der Schulträger brauchen gewiss ausführlichere Informationen. Laden Sie die Verantwortlichen in Ihre Klasse ein und erörtern Sie gemeinsam die Ergebnisse Ihres Projekts! Helfen Sie Ihren Schülern, sich auf diese Diskussion so vorzubereiten, dass sie ihre Erkenntnisse und ihre Vorschläge souverän vertreten können! Moderieren Sie die Diskussion und verhindern Sie es, dass rhetorisch überlegene Erwachsene die berechtigte Kritik der Jugendlichen „abbügeln“! Die Verantwortlichen können auch per Brief informiert werden, das ist aber nur die zweitbeste Lösung.

Auch mit Ihrem Hausmeister sollten Sie direkt sprechen, allerdings erhält er seine Arbeitsaufträge natürlich nicht von Ihren Schülern, sondern von der Schulleitung bzw. dem Schulträger.

Erfahrungen und Ergebnisse

Seit den 90ger Jahren arbeiten zunehmend mehr Schüler und Lehrer gemeinsam daran, die Energieversorgung ihrer Schulen zu optimieren. Zu den Vorreitern gehört das Askanische Gymnasium in Berlin. Groß angelegte kommunale Programme zum Energiesparen in Schulen werden z.B. in Hamburg, Hannover und Düsseldorf realisiert. Erfahrungsgemäß können alleine durch intelligentes Verhalten 10 - 20% der Heizenergie eingespart werden. Damit sind Kosteneinsparungen von mehreren hundert bis einigen tausend Euro pro Schule und Jahr realisierbar.

Spezielle Tipps

Wenn Sie langfristig und wirksam den Umweltschutz in Ihrer Schule verbessern wollen, sollten Sie ein Umweltmanagementsystem einrichten (siehe Öko-Audit bzw. Nachhaltigkeitsaudit). Deutlichen Auftrieb kann Ihr Energiesparprojekt auch erfahren, wenn der Schulträger Ihre Schule an den eingesparten Kosten beteiligt (siehe Finanzielle Anreize zum Energiesparen in Schulen).

Literatur und Kontakte

Ein Arbeitsmaterial für die Stärkung der Kommunikationsfähigkeit Ihrer Schüler: Klippert, Heinz: Kommunikations-Training. Übungsbausteine für den Unterricht. Beltz Verlag, Weinheim und Basel 5. Auflage, 1998

Detaillierte Arbeitsanleitungen, ausführliche Checklisten zur Datenerfassung und zur Projektorganisation sowie Erfahrungen aus Schulen vermittelt Langner, Tilman: "Klimadetektive in der Schule".

In dieser Lehreinheit geht es "nur" um angemessene Raumtemperaturen und intelligentes Nutzerverhalten. Mindestens genauso wichtig ist jedoch der Bauzustand Ihrer Schule, also die Wärmedämmung der Wände, Fenster und Türen sowie der obersten Decke und des untersten Fußbodens. Mit einer Eisblockwette können Sie dazu beitragen, dieses Thema ins Bewusstsein der Schulgemeinschaft zu rücken. Die Aktion Eine Pudelmütze für die Schule zeigt Ihnen konkrete Ansatzpunkte, wie Sie die Wärmedämmung Ihrer Schule bewerten und auch verbessern können.

Bitte nutzen Sie auch folgende Informationen auf diesem Server:

Diese Unterrichtseinheit wurde zuerst publiziert in: Tilman Langner: Die Fundgrube für den Umweltschutz in der Sekundarstufe I. Berlin: Cornelsen Scriptor, 2000

 

Förderer und Partner der Klimadetektive