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  • digi.komp12 Beispiel

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    Darstellende Geometrie (11. und 12. Schulstufe)

    Schatten eines Hauses

    Konstruktion des Schattens bei Parallelbeleuchtung/Sonnenbeleuchtung eines Hauses - mit Lineal/Bleistift und mit mithilfe einer Computer Aided Design (CAD) Software; Zusatz: Digitale und animierte Sonnenlichtstudie

    Dieses Beispiel ist geeignet für SchülerInnen ab der 11. Schulstufe.

    • Aufgabe 1

      Konstruktion des Schatten eines Hauses bei Parallebeleuchtung

      Konstruiere den Schatten (Schlagschatten und Eigenschatten) von dem am Angabeblatt (download unten) gegebenen Haus.

      Die Lichtrichtung ist durch die Lichtstrahlen ls und l’s eindeutig festgelegt.

    • resource icon
      Angabeblatt für die Konstruktion des Schattens mit Lineal und Bleistift File
      165.7 KB PDF-Dokument

    • Aufgabe 2

      Konstruktion des Schattens eines Hauses bei Sonnenbeleuchtung mithilfe einer 3D-CAD-Software

      Modelliere das durch Grund- und Aufriss festgelegte Haus mit einer 3D-CAD-Software.

      Beleuchte zudem das konstruierte Haus (mit Standort Wien) durch die Sonne am 1. März 2018 um 14:30 Uhr (Normalzeit).

      Der Hauptfirst des Hauses verläuft in Nord-Südrichtung, wobei Norden in negativer x-Achsenrichtung liegt.

      Die Schatten (Eigen- und Schlagschatten) des Objektes auf sich selbst und auf die Grundrissebene sind darzustellen.

      Speichere von diesem Ergebnis ein (gerendertes oder nicht gerendertes) Bild.

    • Zusatz

      Sonnenlichtstudie

      Bei manchen 3D-CAD-Programmen hast du die Möglichkeit, eine sogenannte "Sonnenlichtstudie" zu gestalten.

      Sonnenlichtstudien sind Videos, die dir zeigen, wie dein konstruiertes Gebäude innerhalb eines Tages (oder auch eines anderen frei wählbaren Zeitraums) von der Sonne beschienen wird und wie der Schatten an diesem Tag bzw. in diesem Zeitraum exakt verläuft. Da der Sonnenverlauf natürlich sehr vom geographischen Standort des Hauses abhängig ist, kannst du beim Gestalten einer Sonnenlichtstudie deni Gebäude an einen konkreten Ort auf unserer Erde stellen (in unserem Beipsiel wählen wir den Standort Wien). 

      Sieh dir die nachfolgende Sonnenlichtstudie unseres Hauses an, welche den exakten Schattenverlauf während des 1. März 2018 (Standort: Wien) zeigt:     

      Sonnenlichtstudien werden unter Anderem in der Architektur regelmäßig verwendet, um z.B. bei einem geplanten Wintergarten den zu erwartenden Verlauf der Sonneneinstrahlung zu unterschiedlichen Jahreszeiten anzuzeigen.

      Gestalte als Zusatzaufgabe - wenn es dein 3D-CAD-Porgramm ermöglicht - eine Sonnenlichtstudie deines Hauses zu folgenden Daten: 21. März 2018, 21. Juni 2018, 23. September 2018 und 21. Dezember 2018. Was fällt dir im Vergleich der vier Sonnenlichtstudien auf?

    • Lösungen

      Mithilfe der QR-Codes unten kannst du dir beide Lösungen anzeigen lassen.

      Einerseits die eingescannte Lösung der Konstruktion des Schattens mithilfe von Bleistift und Lineal.

      Andererseits die Lösung der Konstruktion des Hauses und des Schattens bei Sonnenbeleuchtung mithilfe deiner 3D-CAD-Software.

      Was fällt dir auf, wenn du beide Lösungen miteinander vergleichst?

  • Metadaten

    Informationen für Lehrkräfte

    Fachbezug Darstellende Geometrie
    Bezug zum
    Fachlehrplan

    Folgende zentrale Ideen sind bei der Erarbeitung des Lehrstoffs in allen Semestern relevant:
    - Einsetzen der Raumvorstellung bei der Bearbeitung von raumgeometrischen Aufgabenstellungen
    - Lesen und Herstellen von Rissen räumlicher Objekte
    - Übersetzen von realen Situationen in geometrische Modelle
    - Ermitteln der räumlichen Verhältnisse aus unterschiedlichen Darstellungen

    7. Klasse - Kompetenzmodul 6
    6. Semester
    Abbildungen und Risse
    - Anwenden von grundlegenden Konstruktionsprinzipien zur Darstellung von Schatten bei Parallelbeleuchtung in anschaulichen Parallelrissen
    - Kennen der grundlegenden Begriffe und Eigenschaften der Parallelbeleuchtung im Hinblick auf Schattenkonstruktionen
    - Durchführen von Schattenkonstruktionen
    - Erfassen der Raumsituation aus Parallelrissen von Objekten und deren Schatten
    - Argumentieren und Begründen der Wahl geeigneter Konstruktionsprinzipien zur Durchführung von Schattenkonstruktionen

    8. Klasse – Kompetenzmodul 7
    7. Semester

    - Arbeiten mit Flächen- und Volumsmodellen anhand von Beispielen aus Technik, Architektur, Design, Kunst usw. mit 3D-CAD-Software

    8. Semester

    - Bearbeiten raumgeometrischer Problemstellungen mit Bezug zur Technik, Architektur, Design, Kunst

    (Quelle: https://www.ris.bka.gv.at/ unter "Bundesrecht konsolidiert: Gesamte Rechtsvorschrift für Lehrpläne – allgemeinbildende höhere Schulen")
    Schulstufe Ab der 11. Schulstufe
    Zeitaufwand 1-2 Unterrichtseinheiten
    Handlungsdimension

    - Analysieren, Modellbilden und Planen (H1)
    - Operieren (H2)

    (siehe Kompetenzmodell des Faches Darstellende Geometrie, welches im Lehrplan im Absatz "Kompetenzmodell für Darstellende Geometrie" veröffentlicht ist. Erreichbar unter https://bildung.bmbwf.gv.at/schulen/unterricht/lp/lp_ahs_oberstufe.html oder direkt https://www.ris.bka.gv.at/ unter "Bundesrecht konsolidiert: Gesamte Rechtsvorschrift für Lehrpläne – allgemeinbildende höhere Schulen".)
    Digitale Kompetenzen
    1. Gesellschaftliche Aspekte von Medienwandel und Digitalisierung
      • Digitalisierung im Alltag
      • Chancen und Grenzen der Digitalisierung
      • Gesundheit und Wohlbefinden
    2. Informations-, Daten- und Medienkompetenz
      • Vergleichen und bewerten
    3. Betriebssysteme und Standard-Andwendungen
      • Grundlagen eines 3D-CAD-Programms
    4. Mediengestaltung
      • Digitale Medien rezipieren
      • Digitlae Medien produzieren
      • Inhalte weiterentwickeln
    5. Digitale Kommunikation und Social Media
      • An der Gesellschaft teilhaben
    6. Technische Problemlösung
      • Lösen von architektonisch-technischen Problemen (z.B.: Die Sonne sollte bei eine Wintergarten im Sommer nicht die Rückwand bestrahlen, sodass dieser nicht zu heiß wird. Im Winter hingegen sollte die Sonne bis zur Rückwand des Wintergartens reichen, um durch die reflektierende Wärme der Mauer den Wintergarten noch effizienter wärmen zu können.) 
    Anmerkung

    Material- und Medienbedarf

    - Computer mit einem installierten (didaktischen oder professionellen) Computer Aided Design (CAD) Programm.
    - Bleistift, Geodreieck, Lineal, Radierer.