Energiatehokas talo

Tehtävän kuvaus:

Oppilas oppii ymmärtämään konkreettisen työskentelyn avulla tieteellisen tutkimuksen kulkua.

Arvioitu kesto: rakentaminen 3-4h sekä mittausvaihe 1-5h, jonka jälkeen tulosten analysointi

Tehtävän tavoitteet:

• Oppilas ymmärtää tutkimuksen tekoon liittyvät käsitteet:
  Tutkimuskysymys, hypoteesi, aineisto, teoria, toistettavuus, luotettavuus, tutkimustulos, johtopäätös
• Oppilas tekee tieteellisen tutkimuksen, joka noudattaa yksinkertaistettua kaavaa.

Esimerkkitutkimus: Lämmön eristäminen talvella

Materiaaliluettelo:

• rakennusmateriaaleja: styroxia, finnfoamia, vaneria, muovia
• kiinnitykseen maalarin- ja ilmastointiteippiä, nauloja, ruuveja, kuumaliimaa
• lämpömittarit joka ryhmälle, suositellaan langattomia
• ajastin

Tutkimuskysymykset:
Mitkä ovat ilmastoystävällisimpiä tapoja lämmittää rakennuksia?
Pohdi, miten kodin lämmityksen energiankulutusta voisi pienentää.

Suomessa talvet ovat kylmiä ja asuinrakennusten lämmitykseen kuluu paljon energiaa.
Lämmöneristykseen käytetään erilaisia materiaaleja. Jotkut materiaalit eristävät lämpöä paremmin kuin toiset. Seuraavassa tutkimuksessa pääset vertailemaan erilaisten materiaalien eristävyyttä. Millaisen eristyksen valitsisit omaan taloosi, jos saisit rakentaa sellaisen tutkittuasi asiaa?

Tutkimuksen kulku:

1. Tutkimuskysymyksen laatiminen
2. Hypoteesi eli oletus lopputuloksesta
3. Tutkimuksen toteuttaminen (kukin ryhmä alkaa tutkia valitsemaansa materiaalia)
4. Tutkimustulosten esittäminen – todetaan myös, oliko hypoteesi oikea vai ei
   (Tutkimuksen toistettavuus – voi soveltaa)

Työskentelyohje:

1. Käydään yhdessä käsitteet läpi. Voidaan käyttää esimerkkejä.
2. Perehdytään rakennusmateriaaleihin (vaneri, muovi, styrox, finnfoam ym.)
3. Mietitään, miten aihetta voisi tutkia ja millaisen mahdollisen mallin siitä voisi rakentaa.
4. Kirjoitetaan ylös tutkimuskysymys sekä hypoteesi.
5. Muodostetaan ryhmät ja valitaan kullekin ryhmälle yksi materiaali.
6. Tehdään tutkimus ja rakennetaan mallit. Kirjataan mittaukset huolellisesti yhdessä sovitulla tavalla, esim. vihkoon tai laskentataulukkoon.
7. Esitetään tutkimustulokset esimerkiksi diaesityksenä.

Rakennetaan erilaisia lämpölaatikoita kooltaan yksi kuutiodesimetri (10cm x 10cm x 10cm). Seinien rakentamiseen käytetään erilaisia materiaaleja kuten vaneria, muovia, styroxia ja finfoamia. Saumat tiivistetään esim. teipillä tai kuumaliimalla. Samaa materiaalia voi kokeilla myös eri vahvuisena.

Tutkitaan eri materiaalien eroja lämmön eristämisessä.

1. Viedään laatikot pihalle samaan paikkaan tai laitetaan ne pakastimeen.
2. Mitataan laatikon sisälämpötila lämpömittarilla. Laatikkoa ei avata tutkimuksen aikana.
3. Tarkistetaan ja kirjataan lämpötila ylös viiden minuutin välein esimerkiksi yhden tunnin ajan.
4. Voidaan myös tehdä lisämittaukset kahden, kolmen ja viiden tunnin kuluttua.
5. Pohditaan lopuksi, miten tehdystä kokeesta saatuja tuloksia voisi hyödyntää talonrakentamisessa.