Title: digi.komp12 Beispiel
Course: Schatten eines Hauses

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 l^s und l’^s eindeutig festgelegt.

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:      www.geometriedidaktik.at/spatialworld/schatten-15-sonnenlichstudie.mp4

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?