Nichtoffener Wettbewerb | 01/2023
Neubau Schönbornschule in Karlsdorf-Neuthard
©MGF Architekten
Visualisierung
Anerkennung
Preisgeld: 10.000 EUR
Architektur
-
Verfasser:
Josef Hämmerl, Prof. Armin Günster, Prof. Jan Kliebe, Jochen Schmelz
-
Mitarbeitende:
Ina Weiler, Franziska Viktoria Maurer, Lisanne Triebold, Susanne Kliebe
Tragwerksplanung
IGP Ingenieurgesellschaft für Technische Ausrüstung GmbH
TGA-Fachplanung
Erläuterungstext
Im Rahmen der Neugestaltung der Schullandschaft in Karlsdorf eröffnet sich die Chance das bisherige Campusareal neu zu gestalten und eine zukunftsfähige Bildungslandschaft mit den Kindergärten und der Schwimm- und Sporthalle zu entwickeln.
Mit dem Rückbau der Pavillonschule eröffnet sich die Möglichkeit ein Campusareal mit einer offenen, grünen Mitte zu entwickeln. Diese neue Mitte, die den bestehenden Pausenhof mit dem wertvollen Baumbestand integriert, ist an den Rändern mit den beiden neuen Schulbauten flankiert. Mit der Platzierung der Festwiese am nördlichen Rand an der Kohlfahrtstraße öffnet sich der Campus Richtung Sportplätze.
Nach eingehender Untersuchung des Areals schlagen wir als Ort für die neue Grundschule die nordwestliche Freifläche an der Kohlfahrtstraße am Weg an der Pestalozzistraße vor. Durch diesen Standort sind keine Provisorien oder Containarlösungen während der Erstellung der Schule notwendig und die Bestandsbauten werden nach Bezug der neuen Schule rückgebaut. Als zweiter Bauabschnitt wird dann an der östlichen Seite an der Schönbornstraße die neue zweizügige Realschule zwischen evangelischem Kindegarten und der Sport- und Schwimmhalle erstellt. Die Festwiese mit einer Fläche von ca. 4700 m2 an der Kohlfahrtstraße könnte zukünftig eine bauliche Reservefläche darstellen.
Architektur
Unter Berücksichtigung der Nachbarbebauung und der Bauaufgabe „Grundschule“ schlagen wir einen zweigeschossigen Schulbau in Holzkonstruktion vor. Gestaltprägend sind die beiden Dachterrassen und zwei Einschnitte in der Baukörperfigur, welche die inneren Bewegungs- und Aufenthaltsbereiche natürlich belichten und belüften. Diese geschützten Freibereiche bereichern das räumliche Angebot und bieten Raum für Aktivitäten in Clusternähe.
Die innere Organisation verortet die Unterrichtsbereiche im Obergeschoss und die zentralen Funktionen im Eingangsgeschoss. Leicht ausmittig angeordnet orientiert sich der Haupteingang auf die grüne Mitte des Schulcampus. Direkt dem Haupteingang ist das Foyer und die Mensa zugeordnet und können damit einfach verbunden werden. Der Musikraum kann einfach dieser zentralen Fläche zugeordnet werden. Damit entsteht die zusammenhängende Fläche des Multifunktionsbereichs zur Durchführung kleiner schulinterner Veranstaltungen. Die Lage der Mensa mit Küche am westlichen Weg ermöglicht die einfache Anlieferung der Küche. Vom Foyer aus verknüpfen zwei offene Treppen das EG mit dem OG. Beide Treppen ermöglichen die Erschließung der einzelnen Grundschulklassengruppen ohne durch benachbarten Klassenverbände gehen zu müssen.
Das EG gliedert sich in drei Nutzungsbereiche, die durch zwei Erschließungs- und Infrastrukturkerne gegliedert sind. Im nördlichen Bereich ist der Lehrerbereich mit den Verwaltungsfunktion vorgesehen. Im südlichen Bereich befindet sich der Bereuungsbereich der SchülerInnen die sich um eine gemeinsame Mitte gruppieren. Durch die Lage an der öffentlichen Durchwegung können hier attraktive Außenflächen angeboten werden.
Im Obergeschoss sind die Unterrichtsbereiche durch die offenen Treppen gegliedert. Damit befinden sich jeweils an den Kopfenden ein Klassencluster und im mittleren Bereich zwei Cluster. Jeder Klassengruppe ist eine gemeinsame Mitte und eine Außenterrasse zugeordnet. Dadurch entsteht ein vielfältiges Rückzugs- und Nischenangebot. Sonnensegel beschatten die Terrassen und schaffen individualisierbare Außenräume. Die zentralen Klassenbereiche können wahlweise linear, als auch L-förmig mit einer gemeinsamen Mitte organisiert werden.
Die vorgeschlagene Holzskelettkonstruktion bietet die Möglichkeit der Veränderung der Räume mit überschaubarem Aufwand. Der Wunsch nach hellen Räumen mit starkem Außenraumbezug wird durch die großzügigen Verglasungen erfüllt. Öffenbare Fensterflügel im 1,20m Raster erleichtern das natürliche Lüften im Sommer und eine leichte Reinigung der Fassaden. Die durchgängige Holzelementfassade aus feststehenden und Öffnungsflügeln wird durch vorgesetzte vertikale Lisenen, die den Sonnenschutz führen gegliedert. Als Holzart wird Lärche mit einer wahlweisen Vorvergrauung eingesetzt. Der außen liegende Sonnenschutz ist als textiler Behang ausgeführt. Fest installierte raffbare horizontale Sonnensegel beschatten die Terrassen.
Die Wirtschaftlichkeit des Projekts ist zum einen durch die Verortung auf dem noch freien Geländeteil auf dem Baufeld und den Verzicht auf Interimsbauten begründet und zum anderen durch die einfache und repetitive Anwendung der architektonischen Elemente. Das zweigeschossige Gebäude ermöglicht einen einfachen vorbeugenden Brandschutz, der hier durch drei Nutzungsbereich ausgewiesen wird und die freie Nutzung der einzelnen Bereiche ermöglicht. Die Anforderungen der Bauteile ist auf F30 begrenzt. Diese Teilung des Geschosses in drei bzw. vier Brandschutzbereiche ermöglicht die Nutzung der Verkehrsflächen als Aufenthalts- und Lernräume. Diese einfache Struktur ermöglicht eine einfache Orientierung im Gebäude. Das Angebot der Terrassen und Einschnitte verhindert eine allzu starre und schematische Erscheinung des Gebäudes. Im Bedarfsfall wäre es möglich, die Terrassen als Erweiterungsoption für Klassenräume zu nutzen.
Die Verwendung des Werkstoff Holz vermindert den Einsatz von grauer Energie und Beton wird als Baustoff nur in den notwendigen Bauteilen wie Gründung und Konstruktion eingesetzt. Es ist angedacht, auf die Ausbildung einer Betonbodenplatte zu verzichten und die Bereiche zwischen den Streifenfundamenten mit Asphalt zu verfüllen und darauf den Bodenaufbau mit Abdichtung aufzubringen. Die Ausbildung des Skeletts und der Fassade als Holzelemente sichert eine einfache Rückbaubarkeit des Gebäudes. Der Einsatz von verklebten Materialien wird minimiert.
Im Ausbau ist das Gebäude durch Holz an den konstruktiven Wandbauteilen und den akustisch wirksamen sichtbaren Holzdecken geprägt. Zwischen den Deckenbalken sind Holzwolleleichtbauplatten zur guten Raumakustik eingesetzt. Die Bodenbeläge werden in Linoleum und Werksteinplatten vorgeschlagen. In Teilbereiche sind flächige Wandflächen in GK oder textilen Wandflächen vorgesehen.
Die Integration der Gebäudetechnik wird im Tragwerks- und HLSK Konzept berücksichtigt. Die beiden Kerne nehmen die Haustechnikverteiler und Sanitärräume auf und dienen der vertikalen Verteilung. Die horizontale Verteilung der Medien incl. Lüftung erfolgt in den Fluren und von hier aus stichartig in die Klassenräume mit dem sichtbaren Tragwerk. Das Technikkonzept wird im folgenden erläutert.
Haustechnik
Prinzipien der Heiz- und Kühlperiode
Die Wärmeerzeugung wird über Wärmepumpentechnik realisiert. Die Möglichkeit der Umweltenergie (Geothermie, Brunnenwasser, Grundwasser etc.) muss geprüft und optimiert werden. Die Möglichkeit der Unterstützung durch die eigene PV wird genutzt. Die Wärmeverteilung erfolgt über ein Rohrleitungssystem in den Abhangdecken und über den Fußboden. Im Fußbodenaufbau werden anteilig ca. 6 cm für die notwendigen Rohrleitungsinstallationen (Heizung / Sanitär) benötigt. Rohrleitungen und Armaturen werden nach der Heizungsanlagenverordnung bzw. nach den Anforderungen der GEG mit nicht brennbaren Dämmstoffen wärmegedämmt. In den Klassenzimmern ist ein KW und WB vorgesehen. Zur Beheizung der Räume wird eine Fußbodenheizung vorgesehen. Lediglich in der Küche werden ggf. zusätzliche Heizkörper eingeplant. Die Regelung in den Klassenräumen erfolgt über motorisch betätigte Ventile, die den Raumthermostaten zuzuordnen sind. Der notwendige Stellantrieb befindet sich im Unterverteiler. Öffentlich zugängliche Räume erhalten ein Thermostatventil mit Thermostatkopf mit Behördenausführung. Die restlichen Räume erhalten konventionelle Thermostatköpfe.
Die Dachterrassen und Einschnitte dienen zur natürlichen Belüftung der Innenzone und werden im Sommer zur Nachtauskühlung (motorisch angesteuert und witterungsabhängig) genutzt.
Dämmung und Sonnenschutz
Das Dach wird als begrüntes Dach ausgeführt und mit PV ausgerüstet. Die Dämmung der geschlossenen Bauteile (Wand und Dach) erfolgt mit Holzfaser- oder wahlweise mit Zellulosedämmstoff mit einer Mindeststärke von 25 cm. Öffenbare Fensterflügel dienen zum natürlichen Lüften im Sommer bzw. bei Bedarf und vorgesetzte vertikale Lisenen nehmen den außen liegenden Sonnenschutz als textiler Behang auf. Fest installierte, raffbaren horizontale Sonnensegel beschatten die Terrassen.
Lüftung, Heizung und Elektro
Zur Versorgung des Gebäudes werden voraussichtlich vier RLT-Anlagen vorgesehen, die sich an den Brandschutzbereichen orientieren: Eine Vielzahl von Brandschutzklappen so dadurch vermieden werden. Folgende Bereiche werden über diese Anlage versorgt:
Klassenzimmer + Mensa,
allgemeine Aufenthaltsräume sowie Nasszellen (3 Geräte)
Küche (1 Gerät)
Die Auslegung erfolgt in den Klassenzimmern nach Personenanzahl. Ein Kühlregister ist nicht vorgesehen. Die Temperierung des Gebäudes kann über die Lüftungsanlagen realisiert werden (z. B. Nachtauskühlung, Adiabatik etc.). Die Luftverteilung erfolgt im Bereich der abgehängten Decken in den Flurbereichen in die einzelnen Klassenräume.
Die Lüftungsgeräte können auf dem Dach aufgestellt werden. Für die elektrischen Betriebsräume wird eine Multi-Split-Kälte Anlage mit jeweils 3,5 kW mit einer Außeneinheit auf dem Dach berücksichtigt.
Infrastruktur
Auf dem Dach der Grundschule wird eine PV-Anlage gemäß den Anforderungen installiert. Von der im Technikblock befindlichen Gebäudehauptverteilung wird die elektrische Leistung an die einzelnen Bereichsunterverteiler verteilt. Von diesen Verteilern erfolgt die Kabelverlegung in der abgehängten Decke im Flur. In den anliegenden Klassen- und Funktionsräumen ist eine Sichtinstallation angedacht um die Architektur zu unterstreichen.
Die Beleuchtung der Räume erfolgt mittels LED-Linien-Leuchten in tageslicht- und präsenzabhängiger Steuerung. Die manuelle Übersteuerung zur nutzerbezogenen Ausleuchtung ist jederzeit gewährleistet. Die raumübergreifenden Bedienungen der Beleuchtung für koppelbare Räume ist über eine intelligente Steuerung möglich. Die Verschattungs- bzw. Verdunkelungsanlage wird raumweise manuell gesteuert. Über eine zentrale Steuerung ist in definierten Zeitfenstern eine zentrale Steuerung möglich, um die Anlage auch für energetische Zwecke nutzen zu können. Zur Überwachung im Brandfall wird eine Brandmeldeanlage mit vollflächiger Überwachung und Alarmierung installiert. Diese kann auf eine Feuerwehr aufgeschaltet werden. Für Präsentationsmöglichkeiten in den Klassenräumen und zur Nutzung bei Veranstaltungen im Bereich der Aula werden medientechnischen Anschlüssen vorgesehen. Das Übertragungsnetz wir als strukturierte Verkabelung mit Bereichsdatenverteilern aufgebaut.
Konzeptvorschlag zur Energieversorgung des Campusareals
Durch die Komplexität und Bedarfe der weiteren Entwicklung des Bildungscampus erscheint die Integration der Energiezentrale im Neubau der Grundschule nicht sinnvoll. Es ist eine externe Zentrale anzudenken, welches die Nutzung von Biogas bzw. Wasserstoff für einen zukünftigen Betreib der Wärmepumpenversorgung als Wärmeerzeuger berücksichtigt.
Tragwerk
Die Tragkonstruktion der Gebäude ist mit Ausnahme der Bodenplatte als Holz-Hybridstruktur vorgesehen. Bei der Konzeption wurden die für eine wirtschaftliche Holzkonstruktion maßgebenden Parameter, wie Einfachheit, Regelmäßigkeit, Vorfertigung, Robustheit und Wiederholungsfaktor stark gewichtet. Die primäre Tragstruktur setzt sich aus Stützen, und Trägern zusammen, die in sechs Längsachsen angeordnet sind. Die Zonen entlang der Fassade mit den Klassenzimmern werden mit einer Balkendecke als sekundär Struktur überspannt. Die Balken bleiben sichtbar. Der Balken-Zwischenraum wird für Akustikmaßnahmen genutzt. In der mittleren Zone mit den Fluren und den Nebenräumen kommt eine dünne Flachdecke aus Brettsperrholz zum Einsatz. Dadurch entsteht Platz für das Verziehen von Haustechnikleitungen unter einer Abhangdecke. Die gesamte Decke, Balken und Brettsperrholz, werden mit einer dünnen Betonschicht zu einer HBV-Decke verbunden. Der Beton verbessert die Tragfähigkeit des Holzes, sorgt für den nötigen Schall- und Brandschutz und bindet das Holzskelett an beiden aussteifenden Kerne, die in Massivholzbauweise mit Brettsperrholzplatten konstruiert werden. Beim Dach, bei dem keine Trittschallanforderungen bestehen, wird der Beton durch eine Holzwerkstoffplatte ersetzt. Sämtliche Innenwände sind nichttragend und so jederzeit veränderbar. Sie können in Holzrahmenbauweise hergestellt werden. Gleiches gilt für die opaken Teile der Gebäudehülle.
Beurteilung durch das Preisgericht
Architektur
Der Entwurf fällt auf den ersten Blick durch eine im Feld der Arbeiten überraschende städtebauliche Lösung auf: Die Grundschule wird als langgestreckter zweigeschossiger Baukörper an der westlichen Grundstücksgrenze im Bereich des heutigen Festplatzes positioniert. Die optionale Realschule wird als Pendant entlang der Schönbornstraße vorgeschlagen. Dieser Ansatz wird kontrovers diskutiert: Einerseits ergibt sich in der Mitte ein beidseitig räumlich gefasster Campus, der Festplatz und Schulhof zu einer großzügigen Einheit zusammenfasst. Außerdem ist aus wirtschaftlicher Sicht hervorzuheben, dass bei dieser Lösung kein Provisorium erforderlich ist und sogar der Schulhof während der Bauzeit erhalten bleiben kann. Auf der anderen Seite wird die in diesem Entwurf maximale Entfernung zwischen Grundschule und Sporthalle hinterfragt. Besonders kritisch gesehen wird jedoch die Abhängigkeit dieser Lösung von einer Umsetzung der Realschule, ohne die das Ensemble deutlich an Prägnanz und Kraft verlieren würde. Städtebaulich und organisatorisch ist die Entscheidung für eine Zweigeschossigkeit der Grundschule gut nachvollziehbar. Die Erschließung erfolgt ausschließlich von Osten über die Grünachse, wodurch das Wohnquartier im Westen etwas abgehängt wirkt. Die Eingangssituation als Raumzusammenhang von Foyer, Aula und Mensa ist vorbildlich gelöst. Allerdings ist in der Aula nicht die geforderte feste Bühne dargestellt und wäre in dieser Konstellation auch schwer umsetzbar. Die Verortung der gemeinschaftlichen Räume im EG und der Klassenbereiche im OG ist logisch. Die Planung des Lehrerzimmers in fünf getrennten Räumen ist nicht nachvollziehbar. Eine Lösung als Großraum wäre jedoch im Rahmen des Entwurfs ebenfalls möglich. Das Obergeschoss wird als dreibündige Anlage vorgeschlagen. Die relativ langen Flure werden durch Höfe, Dachterrassen und Lerninseln gut gegliedert und belichtet. Die geschickte Positionierung der Haupterschließung über zwei einläufige Treppen ermöglicht grundsätzlich die getrennte Erschließung der vier Cluster ohne Querung einer benachbarten Einheit. Allerdings ist die notwendige Abtrennung der Cluster nicht dargestellt. Außerdem funktionieren die innenliegenden, offenen Treppen nicht als brandschutztechnisch notwendige Rettungswege. Die beiden schmalen Treppen an den Gebäudeenden können diesen Mangel nicht kompensieren, zumal sie in den Ansichten nicht dargestellt sind. Die Fassaden sind sehr klar und architektonisch kraftvoll. Ob sie in ihrer Stringenz für eine Grundschule angemessen sind, wird kontrovers diskutiert. Insgesamt stellt der Entwurf im Feld der Arbeiten eine stadträumlich interessante Lösung dar. Auch in innenräumlicher und organisatorischer Hinsicht hat der Entwurf durchaus Qualitäten, lässt dabei jedoch Schwächen in der Umsetzung insbesondere hinsichtlich der brandschutztechnischen Realisierung erwarten.
TGA-Konzept
Die Arbeit weist ein gutes A/V-Verhältnis auf, die Fensterflächenanteile sollten jedoch optimiert werden, da sie im Vergleich der anderen Beiträge groß ausfallen. Das Energiekonzept ist nachvollziehbar und plausibel erläutert. Die Lüftungsanlagen auf dem Dach beeinflussen jedoch die Ansicht und den Städtebau und erschweren die PV-Belegung der Dachflächen, weshalb eine Positionierung im UG geprüft werden sollte. Bezüglich der Anforderung "Versorgungsinsel" wird eine externe Wärmezentrale (Biogas oder Wasserstoff) vorgeschlagen, weshalb keine Fläche im Gebäude vorgesehen wird. Die angedachte Nachtlüftung über Fenster sollte auf Machbarkeit hinsichtlich des Einbruchschutz geprüft werden. Mit der vorgeschlagenen Lösung ist eine energieeffiziente Lösung im Sinne der Auslobung vorgesehen.
Tragwerkskonzept
Bei dem zweigeschossigen Gebäude erfolgt der vertikale Lastabtrag über Holz-Verbund-Decken auf Trägern und Stützen aus Holz. Das vertikale Tragsystem ist regelmäßig strukturiert und klar. Die vertikalen Lasten werden auf direktem Wege in den Baugrund geleitet. Die Gebäudeaussteifung über zwei im Grundriss symmetrisch angeordnete Kerne ist schlüssig.
©MGF Architekten
Lageplan
©MGF Architekten
Grundriss Erdgeschoss
©MGF Architekten
Grundriss Obergeschoss
©MGF Architekten
Ansichten Süd-Ost und Nord-Ost
©MGF Architekten
Schnitt und Ansicht