Erneuerbare Energien in der Lehrerbildung v erankern Nachhaltig

Erneuerbare Energien in der Lehrerbildung v erankern! Nachhaltig Bauen

Erneuerbare Energien dauerhaft in die Lehrerausbildung integrieren Curriculum und Unterrichtspraxis verändern Akteure im Lehr- und Lernprozess für Energiefragen der Zukunft qualifizieren Neue Ausbildungskonzepte und Kommunikationsinstrumente entwickeln und testen 2

Themen der Fachseminare www. ufu. de/lehrerbildung Bereit zur Wende? (auch als Online-Kurs) Fächerübergreifende Projekte zu EE Experimente mit EE Grüne Berufe Nachhaltig bauen Alternative Mobilität Energie sparen Zukunftsvisionen 3

Gliederung 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. Klimaschutzziele Relevanz des Gebäudebereichs für die Energiewende Was bedeutet nachhaltig Bauen? Ein Dach über dem Kopf – Globale Perspektiven Forschung und Bildung Nachhaltiges Bauen im Unterricht Werkstatt: Nachhaltig Bauen – Energiesparhaus-Skizzen, Experimente am Modellhaus, Simulationsspiel Diskussion und Feedback 4

Klimaschutzziele Ziel: CO 2 -Reduktion um 80 -95 % bis 2050 Deutsche Umwelthilfe, www. forum-netzintegration. de 5

Film: Energiewende Solare Zukunft www. wissenswerte. e-politik. de 6

Gebäude und Energiewende Fast 40 % des Endenergieverbrauchs in Deutschland entfallen auf den Gebäudebereich und stehen für fast 20 % des gesamten CO 2 -Ausstoßes. Wie viel Prozent entfallen auf: • Warmwasser • • Raumwärme Elektrogeräte und Beleuchtung dena / Energiedaten BMWi (Stand 2008) 7

Politischer und rechtlicher Rahmen Ziele der Bundesregierung • Bis 2020 sollen 14 % der Wärmeenergie aus erneuerbaren Quellen stammen. • Der Wärmebedarf soll bis dahin um 20 % sinken (wobei das Vergleichsjahr nicht genannt wird). • Die energetische Sanierungsrate bereits gebauter Häuser soll von derzeit 1 auf 2 % pro Jahr steigen. à 2050 soll dann quasi die gesamte Wärmeversorgung durch erneuerbare Energiequellen gedeckt werden (klimaneutraler Gebäudebestand). 8

Politischer und rechtlicher Rahmen Maßnahmen der Bundesregierung im Jahr 2012 und 2013 • Änderung der Energiesparverordnung (En. EV): Kontinuierlich verschärfte Standards, Einführung Anspruchsniveau für ein „klimaneutrales Gebäude“ für Neubauten ab 2021 à 2013 verabschiedet und damit Umsetzung der EU-Richtlinie • Steuerliche Förderung von Sanierungsmaßnahmen kommt nicht zustande à Nach einjährigem Vermittlungsausschuss Dez. 2012 Streichung aller streitigen Teile • Anpassung Mietrecht, u. a. Erweiterung des Wärmeliefer-Contracting à Mai 2013 beschlossen • Erarbeitung Sanierungsfahrplan für Bestandsbauten bis 2050 à Wird derzeit von BMBVS erarbeitet, noch nicht vorgelegt • Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz (EEWärme. G) à Erfahrungsbericht mit einem Jahr Verzögerung Dez. 2012 vorgelegt • Bessere Ausstattung des CO 2 -Gebäudesanierungsprogramms (von 2012 bis 2014: 1, 5 Mrd. €/a) und der Kf. W-Förderprogramme à Läuft • Entwurf einer EU-Richtlinie zur Energieeffizienz à Blockade u. a. durch Deutschland, nun Kompromiss 9

Scheitert die Energiewende im Heizungskeller? „Die angebliche Energiewende der Bundesregierung geht am Wärmemarkt völlig vorbei. “ Olaf Tschimpke, Präsident Nabu Deutschland „Die Politik scheint derzeit nicht in der Lage zu sein, die nötige Wende am Wärmemarkt einzuleiten“. Holger Krawinkel, Energieexperte VZBV „Wir brauchen eine Lösung für die entscheidende Frage, wer die Kosten der energetischen Gebäudesanierung zahlen soll. Mieter, insbesondere Durchschnittsund Geringverdienter, sind nicht in der Lage, die Kosten allein aufzubringen. Hier hat die Bundesregierung eine Bringschuld. “ Ulrich Ropertz, Deutscher Mieterbund „Die angestrebte Verdoppelung der Sanierungsrate sowie die höhere Sanierungsintensität sind ohne gesetzliche Regelungen und flankierende finanzielle Anreize nicht erreichbar. Angesichts der langlebigen Investitionen ist unverzügliches Handeln zwingend. “ Dr. Hans-Joachim Ziesing, AG Energiebilanzen 10

Nachhaltig Bauen Was verstehen Sie unter nachhaltigem Bauen? • Ökonomische Dimension • • Ökologische Dimension Sozio-kulturelle Dimension Clipart Nachhaltige Entwicklung, die Bedürfnisse der Gegenwart befriedigt, ohne zu riskieren, dass künftige Generationen ihre Bedürfnisse nicht mehr befriedigen können. Brundtland-Report 1987 11

Nachhaltig Bauen Was sind die Stellschrauben beim nachhaltigen Bauen und Wohnen? Baumaterial Energieversorgung Architektur/Design Steuerungs- und Regelungstechnik bzw. Verhalten 12

Baumaterial: Ökobilanz Kriterien • Materialwahl • • • Transmissionsgrad (Wärmeverluste) der Gesamtkonstruktion Dämmvermögen (U-Wert) Verhältnis von verglasten zu unverglasten Flächen 13 www. passiv. de

Baumaterial: Einsatzbereiche und Energieverluste • • • Dämmung Putz und Farbe Dach Fassade Fenster Lüftung www. ipeginstitut. de Passivhaus Institut / Wikipedia 14

Baumaterial: Beispiele Dämmung Organische Faserdämmstoffe: Lehm, Stroh, Hanf, Schaf- und Baumwolle, Kork, Wiesengras- und Holzfasern Recyclingmaterial, Bauschutt etc. Putz und Farbe Fassade und Dach Solarputz Solarfarben (Silikonharzfarbe) Gi. PV-Dachziegel Wer nachhaltig Bauen möchte, sollte Baustoffe wählen, die aus • nachwachsenden, • gut recycelbaren und • lange verfügbaren Rohstoffen bestehen. thingermejig / Wikipedia Bereits bei der Herstellung des Baustoffes dürfen nur sehr geringe Umweltbelastungen auftreten. GIPV-Fassaden Gi. PV-Fenster Isolierglas Dreischeibenwärmeschutzverglasung Dämmung der Fensterrahmen Lüftung Kreuzstromwärmetausch Rotationswärmetausch Tim Lüdtke / Wikipedia 15

Energieversorgung: Wärme • • Solarkollektor Holzpelletheizung Blockheizkraftwerk mit Biotreibstoff Wärmepumpe • • Brennwertkessel Infrarotheizung Wärme-Contracting Biogas Bundesverband Wärmepumpe, Draeger / Uf. U 16

Energieversorgung: Strom • • • Photovoltaikanlage Kleinwindanlage Wasserturbine Blockheizkraftwerk Ökostrom Nordic Folkecenter for Renewable Energy 17

Architektur/Design Film P 4 Passivhaus www. bibliothek-der-sachgeschichten. de Fraunhofer IBPIBP Fraunhofer Energiesparhäuser • Niedrigenergiehaus • • Drei-Liter-Haus Passivhaus Null-Energiehaus Plusenergie-Haus Agentur für Erneuerbare Energien Uf. U nach: www. guidobauernsachs. de

Architektur/Design Dominik Hundhammer / Wikipedia BMBVS / Christoph Volmer Ludwig Gebauer / Wikipedia Michael Schmid / Wikipedia Joergens. mi / Wikipedia 19

Architektur/Design: Visionen „Die Natur hat über Jahrtausende Erfahrungen in energiesparenden, beweglichen Konstruktionen und im Leichtbau gesammelt. Ingenieure können sich diesen evolutionären Prozess zunutze machen“. Prof. Stefan Schäfer vom Institut für Massivbau an der TU Darmstadt • Energieeffizientes Bauen verlangt nachhaltiges, systemisches und vernetztes Denken • Energieversorgung der Gebäude aus volatilen Wärmequellen verlangt multivalente Energiesysteme bzw. Speichermedien Michael Pearce / Architect's Council of Zimbabwe 20

Steuerungs- und Regelungstechnik bzw. Verhalten Welche Maßnahmen können Sie bei sich zu Hause durchführen, um Ihren Energieverbrauch – v. a. die Heizenergie – zu senken? • Anpassung des eigenen Verhaltens: z. B. Pulli tragen im Winter • Richtig heizen: Thermostatventil auf 3, Nachtabsenkung • Richtig lüften: Stoß- oder Querlüften • Kleine Maßnahmen selbst realisieren: Dichtungsband, Heizrohre dämmen etc. • Mit dem Vermieter bzw. der Vermieterin sprechen • Umstieg auf Ökostrom und Biogas Clipart Kostenlose Energiespar. Checks www. co 2 online. de 21

Steuerungs- und Regelungstechnik bzw. Verhalten • • Smart Metering Energiespeicher Regenwassernutzung Geräteauswahl Jörg Welke / Uf. U 22

Finanzielle Aspekte Energetische Sanierung • Refinanzierung der Mehrkosten über Energieeinsparung Neubau • Baukosten erhöhen sich um den Betrag, den die bessere Dämmung kostet • CEPHEUS-Studie: Gesamtkosten über 30 Jahre sind bei einem Passivhaus nicht höher als bei einem konventionellen Neubau www. baulinks. de Weitere Vorteile • Höhere Wohnqualität • • • Unabhängigkeit durch energieautarkes Wohnen Keine zukünftigen Energiepreiserhöhungen Bessere CO 2 -Bilanz 23

Ein Dach über dem Kopf. . . die globale Dimension • • Solare Kühlung Traditioneller Lehmbau als Vorbild für Passivhaus Häuser aus PET-Flaschen Konzept des 300 -Dollar-Hauses „Solar architecture is not about fashion – it is about survival. “ Lord Norman Foster, Architect 24 www. 300 house. com/concept. html

Forschung und Bildung Solardecathlon • Architektonischer und energietechnischer Wettbewerb • Ziel: Entwurf eines energieautarken Gebäudes für das Wohnen im Jahr 2015 • Energiebedarf muss über Solarstrom gedeckt werden David Hicks / Wikipedia, bearb. Draeger / Uf. U, Mzeumer / Wikipedia 25

Nachhaltig bauen im Unterricht Rahmenlehrplan Sachunterricht: Technik begreifen 3/4 • Bauen und Konstruieren: Bau- und Konstruktionsanleitungen, Wirkungen des elektrischen Stroms, Schaltskizzen, technische Produkte • • Technische Entwicklungen: Energieumsetzung, Energieübertragung Umgang mit Werkzeugen Rahmenlehrplan Naturwissenschaften: Umgang mit Stoffen im Alltag 5/6 • • Technische und natürliche Stoffkreisläufe Umgang mit Ressourcen Energieumwandlungsprozesse Umweltaspekte Projekt: Lehmklassenzimmer Käthe-Kollwitz-Oberschule, Redaktion KON TE XIS Spiel: Die Stadt der Erleuchtung www. schulemitenergie. de www. zukunft-der-energie. de 26

Lehmklassenzimmer Käthe-Kollwitz-Oberschule Bau eines Lehmklassenzimmers an der Schule 6. Gestaltungsvorschläge und Entwürfe 1. Vorstellung des Projektes und Ideensammlung 7. Vorbereitung des Raums für die Neugestaltung 2. Konzeptentwurf 3. Gewinnen eines Fachbetriebes aus dem Bereich Lehmbau 4. Klärung der Kosten und Erstellung des Finanzplans 5. Durchführung von Messungen 8. Workshop(s) zum Lehmbau 9. Durchführung der Umgestaltung begleitet durch den Fachbetrieb 10. Erneute Durchführung von Messungen 11. Auswertungsrunde 27

Stadt der Erleuchtung Redaktion KON TE XIS Material • Stabile Pappe • 3 Kabel mit Krokodilklemmen • 10 bis 30 verschiedenartige Holzbauklötze • 1 Flachbatterie (4, 5 V oder Solarzellen) • Filz- oder Buntstifte • 1 LED • Alufolie (unbeschichtet, stromleitend) • 2 Musterbeutelklammern 28

Nachhaltig bauen im Unterricht Rahmenlehrplan Arbeitslehre: Bauen und Wohnen 7 -10 • Ökologie: Energie- und Ressourceneinsparung durch Baumaßnahmen und Nutzungsgewohnheiten, Nutzung regenerativer und konventioneller Energieträger, ökologische Siedlungsgestaltung • Ökonomie: Handwerkerkosten und Eigenarbeit • Symbolische Darstellungsformen: Baupläne, Wohnungsgrundrisse Berufsorientierung: Schul. Baustelle Klima www. schulbaustelleklima. de Online-Kurs Solarenergie: Kapitel „Solararchitektur“ • Waren- und Werkstoffkunde: Materialeigenschaften von Baustoffen und Einrichtungsgegenständen • Berufs- und Studienorientierung: Berufe und Studienmöglichkeiten im Bereich Bauen und Wohnen • Arbeitssicherheit und Gesundheit: www. ufu. de/bildung > Online-Kurse Gesundheitsgefährdung durch Baustoffe und Einrichtungsgegenstände 29

Gestaltungskompetenz Rahmenlehrplan Kunst • Grundschule: Modelle bauen, Zukunftsvisionen, Erfinden, Entwickeln und Darstellen • Sekundarstufe: Architektur und Design, Technisches Zeichnen, Kommunikation und Mediengestaltung „Mit Gestaltungskompetenz wird die Fähigkeit bezeichnet, Wissen über nachhaltige Entwicklung anwenden und Probleme nicht nachhaltiger Entwicklung erkennen zu können. Das heißt, aus Gegenwartsanalysen und Zukunftsstudien Schlussfolgerungen über ökologische, ökonomische und soziale Entwicklungen in ihrer wechselseitigen Abhängigkeit ziehen und darauf basierende Entscheidungen treffen, verstehen und individuell, gemeinschaftlich und politisch umsetzen zu können, mit denen sich nachhaltige Entwicklungsprozesse verwirklichen lassen. “ Gerhard de Haan 30

Werkstatt „Nachhaltig bauen“ Jetzt können Sie kreativ und praktisch tätig werden! Skizze für ein Energiesparhaus entwickeln • • Planen Sie ein Energiesparhaus anhand der Checkliste. Gestalten Sie Ihr Zukunftshaus auch nach optischen bzw. architektonischen Überlegungen sowie energietechnischen Kriterien. Clipart • Zeichnen Sie die Komponenten (Baumaterial, Energieversorgung, Steuerungsund Regelungstechnik) ein, die Sie in Ihrem Haus der Zukunft haben möchten. • Beschriften Sie ihre Hausskizze und präsentieren Sie Ihre Skizzen im Plenum Experimente am Modellhaus • • • 3 x Dämmung 1 x Solarthermie 1 x Solar- und Windstrom 31

Auswertung der Experimente • Welche Kenntnisse werden durch die Experimente vermittelt? • Sind die Experimente für Ihre Zielgruppe geeignet? Welche Anpassungen sind notwendig? Wie können die Experimente ausgewertet werden? Kreative Vorschläge? Wie können sie in einen Unterrichtsverlauf bzw. größeren Kontext eingebunden werden? • • Clipart Versuch 1: Dämmung – Heizen Versuch 2: Dämmung – Lüften Versuch 3: Dämmung – Tastspiel Versuch 4: Solarthermie Versuch 5: Solar- und Windstrom 32

Auswertung der Skizzen • • • Kunstnamen für Energiesparhaus Baumaterial Energieversorgung Was wollen Sie zeitnah im Unterricht umsetzen? • Schreiben Sie Thema und Aktivitäten sowie Ihren Namen auf die Postkarte. • Gestalten Sie außerdem die Rückseite. • Wir schicken Ihnen die Karte via Mail in ein paar Wochen zurück. à Strom à Wärme Architektur/Design Steuerungs- und Regelungstechnik Grundlage für Entscheidungen à Energietechnische Erwägungen à Klima- und Umweltschutz Erwägungen à Ästhetische Erwägungen à Finanzielle Erwägungen à Sonstige Erwägungen Veröffentlichen Sie Ihre Energiesparhaus-Skizzen! • www. ufu. de/lehrerbildung > Unterrichtsmaterial austauschen • Dokument ins Forum hochladen 33 Clipart

Was wollen Sie zeitnah im Unterricht umsetzen? • Schreiben Sie Thema und Aktivitäten sowie Ihren Namen auf die Postkarte. • Gestalten Sie außerdem die Rückseite. • Wir schicken Ihnen die Karte via Mail in ein paar Wochen zurück. Veröffentlichen Sie eigene Unterrichtsentwürfe zum Thema Nachhaltig Bauen! • www. ufu. de/lehrerbildung > Unterrichtsmaterial austauschen • Dokument ins Forum hochladen 34

Infos und Tipps • Lehrerbildung EE Materialpool, Beratung, Vernetzung www. ufu. de/lehrerbildung © Christoph Rossme issl / PIXELIO • Uf. U-Bildungsmaterialien Broschüren, Filme, Online-Kurse www. ufu. de/bildung • Klimaschutzschulenatlas Vernetzung der Schulen, Ö-Arbeit www. klimaschutzschulenatlas. de • Experimentiermaterial Solarsets, Stirlingmotoren, Zubehör www. eduwerk. com • Junge Reporter für die Umwelt Wettbewerb und Material www. jungereporter. org • Materialkompass Unterrichtmaterial Verbraucherbildung www. materialkompass. de • Aktion Klima! Mobil Klimaschutzprojekte im Kiez initiieren www. aktion-klima-mobil. de • Umwelt im Unterricht 2 -wöchig neue Unterrichtsmaterialien zu aktuellen Umweltthemen www. umwelt-im-unterricht. de • soko klima Beteiligung von Schulen an kommunalen Planungen zum Klimaschutz www. soko-klima. de 35

Diskussion und Feedback 5 -Finger-Methode Daumen: Was war gut? Was hat mir gut gefallen? Zeigefinger: Welchen Hinweis möchte ich noch geben? Mittelfinger: Was war blöd? Was hat mir nicht gefallen? Ringfinger: Was nehme ich mit? Kleiner Finger: Was ist zu kurz gekommen? Vielen Dank! © Stephanie Hofschlaege r/ PIXELIO 36