Projekt 04038/85

Einrichtung von Demonstrationsanlagen zur Vermittlung regenerativer Umwelttechnik und rationeller Energieverwendung im Berufskolleg Technik der Stadt Remscheid

Projektdurchführung

Berufskolleg Technik Remscheid
Neuenkamper Str. 55
42855 Remscheid

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Im Zuge der Totalsanierung der heizungstechnischen Anlagen im Berufskolleg Technik der Stadt Remscheid, wurde die Möglichkeit geschaffen, über die geplanten technischen Verbesserungen hinaus, ökologisch sinnvolle Ergänzungen in Form von Demonstrationsanlagen zur Nutzung im Unterricht vorzunehmen. In praxisnahen und zukunftsorientierten Unterrichtseinheiten, die sowohl fach- als auch berufsübergreifenden Charakter besitzen, werden fundierte Grundlagen der regenerativen Umwelttechnik und der rationellen Energieanwendung vermittelt. Ziel ist der Erwerb von Fach- und Methodenkompetenzen auf diesen Gebieten


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDie Umsetzung des Projektes wurde zwischen Schule und Stadtverwaltung abgestimmt. Die notwendigen Planungen wurden durch die Ingenieure des Gebäudemanagements durchgeführt. Die Ausführung der einzelnen Anlagenteile erfolgte durch hierfür beauftragte Fachfirmen und durch Mitarbeiter der Stadtverwaltung. Wo sich die Möglichkeit ergab, wurden die Planungen und Arbeiten vor Ort in den Unterricht einbezogen. Es wird ein breites Spektrum zukunftsweisender Energie- und Umwelttechnik eingesetzt, wobei es sich hierbei sowohl um Demonstrationsanlagen, als auch um in die Technik des Gebäudekomplexes integrierte Anlagen handelt. Unter der Prämisse, die Lerninhalte möglichst durch konkrete, praktische Handlungen unter Einbeziehung realer Medien zu vermitteln, wurden folgende technische Anlagen realisiert:
Zwei Solaranlagen mit unterschiedlichen Kollektortypen zur Erzeugung von Brauchwarmwasser. Zwei Fotovoltaikanlagen zur Stromversorgung der Ladepumpen der Solarspeicher. Visualisierung zweier vorhandener netzgekoppelter Fotovoltaikanlagen. Ein gasbetriebenes Klein-BHKW. Zwei unterschiedliche Brennwertgeräte. Eine Kombination von Brennwert- und Niedertemperaturkessel. Die Möglichkeit der Nachrüstung einer Brennstoffzelle bzw. Zeolith Wärmepumpe. Gebäudeautomationstechnik zur Steuerung und Visualisierung aller Anlagen und zur Erfassung der auswerterelevanten Daten (Verbrauchswerte, Anlagentemperaturen, etc.).
Ein zentraler Bestandteil des gesamten Projektes ist die durchgängige Vernetzung aller Anlagenteile. Durch die Weitläufigkeit des Schulkomplexes liegen die einzelnen Demonstrationsanlagen räumlich teilweise weit voneinander entfernt. Mit Hilfe des eingesetzten Leittechniksystems werden diese Distanzen aufgehoben. Alle aktuellen Zustände auch der entferntesten Anlagenteile und deren gespeicherte Informationen können an verschiedenen Stellen abgerufen und weiter verarbeitet werden. Hierbei handelt es sich um das Steuerpult in der Heizzentrale, die Solarplattform auf der Sporthalle Neuenkamp, das Info -Terminal in der Pausenhalle und die Schülercomputer des Fachklassenraumes im Hauptgebäude. Auch die Präsentation der Ergebnisse einer Großkesselanlage mit realen Betriebszeiten und die angeschlossene Heizungsverteilung bis hin zur Raumregelung sind so jederzeit abrufbar. Die auf diesem Wege zusammengeführten Informationen stehen darüber hinaus nicht nur im Gebäudemanagement der Stadt Remscheid zur Verfügung, sondern können auch zur Präsentation im Internet weiterverarbeitet werden.


Ergebnisse und Diskussion

Am MSR-Pult in der neu errichteten Heizzentrale ist es für alle Schüler im Rahmen des Unterrichts möglich, sämtliche Messdaten der installierten Demonstrationsanlagen zu erfassen, auszuwerten und durch die emotional-ästhetisch gestalteten, dynamischen Prozessgraphiken zu visualisieren. Diese Prozessschaubilder ermöglichen auch lern- und leistungsschwächeren Schülern die zum Teil komplexen Zusammenhänge der Anlagentechnik zu verstehen und dadurch Lernvorgänge zu ermöglichen. Ein pädagogischer Erfolg!
Die Anbindung der Zukunftstechnologie Brennstoffzelle ist vorgesehen. Und nicht nur die Schüler der SHK-Berufe erwarten diese mit hoher Motivation.
Die PV-Anlage zur Stromversorgung der Solarkreispumpen sollte nun allen Schülern deutlich aufzeigen, dass auch ohne Verbrennungsprozesse und CO2 - Ausstoß elektrische Energie erzeugt werden kann. Durch eine sicher konstruierte und ausgeführte hydraulische Anbindung können die Schüler die BHKW- und Brennwerttechnik kennen lernen - ohne Einflussname auf die neue Großkesselanlage. So sind u.a. der Brennstoffverbrauch sowie die thermische und elektrische Leistung - aber vor allem der Wirkungsgrad des BHKW bei den Schülern von Interesse. Bei Versuchen mit der installierten Brennwerttherme kann in Verbindung mit einer Abgasanalyse und einer Messung des Kondensatanfalls den Schülern - nach mathematischer Aufarbeitung - verdeutlicht werden, dass bzgl. des Wirkungsgrades bei Brennwertgeräten andere Auslegungsmöglichkeiten bestehen. So existiert z. B. ein s. g. Normnutzungsgrad von über 100%.
Aus pädagogischer Sicht stellt sicherlich die solarthermische Versuchsanlage mit der aufwendig errichteten begehbaren Plattform auf dem Dach der Turnhalle den größten Erfolg dar. Allein durch die Möglichkeit, die Ausrichtung der Flach- und Röhrenkollektoren hinsichtlich Neigung und Himmelsrichtung - praktisch mit eigenen Händen zu variieren und dadurch die Leistungsdaten der Kollektoren optimieren zu können, wird bei allen Schülern der Lerngegenstand Sonnenkollektor unmittelbar erfassbar.
Leitkonzept des handlungsorientierten Unterrichts ist es, dass Schüler möglichst durch konkrete, praktische Handlungen unter Einbezug realer Medien lernen sollen. Ein ganzheitliches Lernen - wie es hier durch die Demonstrations- und Versuchsanlagen möglich ist, motiviert Schüler wie auch Lehrer, die innovative und regenerative Energie- und Umwelttechnik zu fördern, zu vermitteln und letztlich zu verinnerlichen. Die errichteten Anlagenteile sind für einen problemorientierten und schülerzentrierten Unterricht konzipiert. Bei der Lösung der vielfältigen Praxis-Probleme sind Einsichtserlebnisse am Ende des Problemlöseprozesses möglich. Diese Einsichten vollenden einen idealen Lernprozess.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Am 7. Juni 2004 wurde die Anlage durch den Oberbürgermeister der Stadt Remscheid eingeweiht. Im Rahmen einer Pressekonferenz stellten der Oberbürgermeister, der Schulleiter und der Leiter des Gebäudemanagements das Projekt vor.
Zwei weitere große Präsentationen folgten. So fand am 8. Juni eine gemeinsame Sitzung des Ausschusses für Schule und Bildung und des Ausschusses für Umwelt, Grünflächen und Ordnungsangelegenheiten der Stadt Remscheid im Berufskolleg Technik statt. Mehr als 100 Politiker aller Parteien, der Stadtdirektor und die Dezernenten der Stadtverwaltung fanden sich zu dieser Veranstaltung ein und ließen sich an den verschiedenen Standorten intensiv über die installierte Technik und deren Aufarbeitung im Unterricht informieren. Diese Veranstaltung hatte ebenfalls ein ausgezeichnetes Echo in der lokalen Presse. In einer zweiten Veranstaltung wurde das Projekt über 50 Vertretern von Fachfirmen, des Gebäudemanagements der Stadt Remscheid und der Lehrerschaft der Schule vorgestellt.
Hierzu wurden zu jeder Anlage Präsentationswände mit Schaubildern und Prinzipschaltungen erstellt, die die Teilnehmer der Veranstaltungen anschaulich über Ausführung und Zweck der Anlagen ins Bild setzten. In dem diesjährigen Energiebericht der Stadt Remscheid wird über das Projekt ausführlich berichtet. Die Schule entwickelt Internetseiten mit den dazugehörigen Informationen und Darstellungen.
Die bereits bestehende breite Öffentlichkeitsarbeit des BTR wird das Projekt weiter verbreiten. So veranstaltete das BTR regelmäßig Technologieforen, u. a. mit Messeständen der ansässigen Industrie- und Handwerksbetriebe. Ziel ist es, Schule als Lebensraum sowie Unterricht bzw. Lerninhalte publik zu machen und die Kooperation zwischen Schule und Ausbildungsbetrieben zu fördern.


Fazit

In jeder Hinsicht ist das Projekt ein Erfolg für alle Beteiligten. Vor dem Hintergrund immer knapper werdender Rohstoffreserven und der Forderung der Klimaentlastung durch CO 2 - Reduktion ist es notwendig, den Schülern Kenntnisse und Fertigkeiten auf dem Gebiet innovativer und regenerativer Energietechniken zu vermitteln. Durch die Realisierung des Projektes wurden Möglichkeiten zur Durchführung von technischen Experimenten geschaffen, die den Schülern berufspraktische bzw. berufsfeldübergreifende Lerninhalte zugänglich machen, die auch in hohem Maße von gesellschaftlicher und umweltpolitischer Relevanz sind.
Es handelt sich hier um ein gelungenes Kooperationsprojekt zwischen Schule und Verwaltung.