Neubau eines Sport- und Freizeitbades

Allgemein

Das neue Sport- und Freizeitbad in Freising ist in diesem Beitrag so lokalisiert, dass an der Ecke Schwimm-badstrasse | Rabenweg ein einladender Vorplatz für die verschiedenen Nutzerströme gestaltet wird. Alle Nutzer-gruppen werden unabhängig der Verkehrsmittel aufgefangen und dort klar und selbsterklärend in die Badbereiche geführt. Der ÖPNV soll auch hier seine Haltestelle bekommen. PKW- und Radfahrer können direkt angrenzend parken.
Ausgehend von diesem Auftakt werden drei Zugangsmöglichkeiten geboten. Der Freibadnutzer mit Karte geht durch die Gebäudefuge, die Schulklasse und die Vereinsmitglieder können unabhängig vom Badbetrieb eintreten und alle weiteren Gäste erreichen die weiteren Badbereiche durch das Foyer. Die zentral gelegene Gastronomie kann in Symbiose oder getrennt von den zwei Kiosken alle Badbereiche einfach bedienen. Auch der Vorplatz kann gastronomisch bespielt werden.
Die Gebäudekubatur schirmt den wesentlichen Teil der Lärmemission zum Wohngebiet selbstverständlich an und wird durch Schallschutzmassnahmen entlang der Einfriedung unterstütz. Die Deckenbereiche des offenen Durchgangs zu Freibad und im Inneren des Bades sind schallschutztechnisch ertüchtigt. Auch in den Außenanlagen werden, nahe der Spielbereiche, direkt Maßnahmen zum Schallschutz [z.B. Kletterwand] ergriffen.
Die hohe außenräumliche Qualität des bestehenden Bades wird durch die kompakte Baustruktur erhalten. Alle Badbereiche gehen auf einander ein und stehen in offener Sichtbeziehung zueinander.
Anschließend an das Foyer liegt das Freizeitbad das mit den Freibadbecken korrespondiert. An das Freizeitbad angegliedert ist das Sportbad in einem etwas ruhigeren Bereich des Geländes, das durch die Wiederaufnahme des Bachs eine besondere landschaftliche Anmutung erfährt. Entlang des Rabenwegs ist erdgeschossig die Parkierung untergebracht. Im Obergeschoss liegt das besonders ausgestaltete Saunabad, von dem aus alle Bereiche zugänglich sind. Die Außenbereiche des Saunabads sind als hängende Gärten über der Parkgarage gestaltet und stehen in wohltuender Beziehung zu den verschiedenen Anwendungen. Wirtschaftlich im Bezug auf die Erstellungskosten wirk sich auch aus, dass Technikkonzept auf Unterkellerungen in diesem Bereich verzichten kann.
Die Überlegungen zur technischen Gebäudeausrüstung befassen primär sich mit der Aufgabenstellung ein hochmodernes Gebäude gemäß den aktuellen Vorschriften unter Einbeziehung eines minimierten technischen Anlagenaufwands und geringer Betriebskosten zu erstellen. Durch den daraus resultierenden, reduzierten energetischen Aufwand für den Gebäudebetrieb wird nachhaltig zur Schadstoffminderung in der Umwelt beigetragen.
Das energetische Anlagenkonzept des Gebäudes unterscheidet sich grundsätzlich von klassischen Anlagenlösungen mit großem Geräteaufwand. Das Prinzip der „sanften Temperierung“ entspricht den „Anerkannten Regeln der Technik“ unter Berücksichtigung geringer Installations- und Betriebskosten. Detailliert wird dies in der geforderten Anlage zur Gebäudetechnik beschrieben.
Das Gebäude ist in eine ephemer anmutende Fassadenstruktur aus Holz gekleidet, die Bezüge zur Historie aufweist. Holz ist Ausdruck der Bädertradition verbindet die Parklandschaft des Freibads ideal mit den Gebäuden. Auch zum Wohnviertel hin wird so eine vermittelnde Materialität eingesetzt. Durch die wellenförmige Stellung der oberen Holzpaneele wird ein Thema des Wassers aufgenommen, dass zeichenhaft wirkt und den Maßstab anpasst.
Im Westen wird anschließend an die Vorplätze ein Spielplatz angeboten um den anwohnenden Familien, sowie den wartenden Gästen vielfältige Aufenthaltsmöglichkeiten zu bieten.
Die Bereitstellung eines vielfältigen Badebetriebs ist für Freising seit dem 1863 gegründeten und 1902 nach Lerchenfeld gezogenen Bades eine vordringliche Aufgabe der öffentlichen Versorgungsstruktur. Mit diesem Beitrag werden alle Besuchergruppen ideal vereint und können, den jeweiligen Bedürfnissen und Möglichkeiten entsprechend, ein alles umfassendes Badeangebot nutzen. Durch energetisch optimierte Lösung ist der Betrieb auch für die Verantwortlichen der Stadt langfristig darstellbar.

Freianlagen

Freibad
Der Entwurf des Freibads nimmt Bezug auf das vorherrschende Landschaftsbild des bestehenden Freibades und sieht eine Gliederung der Fläche in verschiedene Funktionsbereiche vor:
Bewegung - Sport und Spiel - Ruhe - Treffen.
Der großzügige Parkcharakter mit wertvollem Baumbestand bleibt als zentrale Liege- und Spielwiese erhalten und dient als grünes Bindeglied zwischen dem alten und neuen Teil des Freibads. Am Springerbecken wird der vorhandene Höhensprung als Sitzkante ausgebildet und mit südorientierten Holzdecks bespielt. Westlich und östlich des bestehenden 50-m-Schwimmbeckens werden Spiel- und Sportangebote, wie Wasserspielplatz, Tischtennisplatten, Beachvolleyballfelder sowie eine Boulderwand unter dem lichten Baumschatten in einer Schiene integriert. Naturräumlichen Gegebenheiten wie der Angerbach und der Baumbestand werden aufgegriffen und gestalterisch miteinbezogen. Korrespondierend zur Architektur des Hallendbads werden die Außenbec-ken im Freibad als kompakt organisierte Badelandschaft im direkten Gebäudebezug angeordnet. Somit wird ein weitgehender Erhalt des Baumbestands ermöglicht. Durch die Kubatur der Gebäude wird der wesentliche Teil der Lärmemission der Außenbecken zu den umliegenden Wohngebieten selbstverständlich abgeschirmt. Vorgelagert zum Sommerkiosk befi ndet sich eine großzügige Sonnenterrasse und lädt zum Treffen und Verweilen ein. Im Bereich des Vorplatzes wird der Angerbach geöffnet. Sitzelementen im lichten Baumschatten eines Solitärbaums bilden einen einladenden Platz zum Ankommen und Verweilen.

Saunagarten
Die Außenbereiche des Saunabads sind als hängende Gärten über der Parkgarage gestaltet und stehen in wohltuender Beziehung zu den verschiedenen Anwendungen. Das Bild des Paradiesgartens liegt der Idee zu Grunde einen Garten zu schaffen, der den Besuchern einen Ort des Rückzugs, der Entspannung und Erholung bietet. Gezielt eingesetzte Öffnungen ermöglichen Ausblicke nach außen in die Parklandschaft und auf die Domtürme Freisings. Eingebettet zwischen Gräsern und blütenreichen Pfl anzen befindet sich der Seerosenteich, der den Saunagästen als Erfrischung dient und zum Verweilen einlädt. Der Naturbadeteich wird über einen Pfl anzenfi lter mit Röhricht-, Schwimmblatt und Unterwasserpfl anzen in einem geschlossenen Kreislaufsystem gereinigt.
Als räumliches Element integriert die Pergola zusätzliche Angebote, wie Panorama-Sauna, KELO-Haus und Ruhehaus und fungiert als Sichtschutzelement im Saunagarten gegenüber der angrenzenden Hochhäuser.
Der Innenhof im Saunabereich setzt das Thema des „Paradiesgarten“ fort und schafft durch einen Apfelbaum jahreszeitliche Aspekte. Vom Gebäude umschlossen, wie ein Rahmen, wenden sich die umliegenden Räume nach innen diesem zentralen Ort zu. Es wird zugleich ein Gefühl von Offenheit als auch Rückzug vermittelt.

Funktionsweise der Anlagentechnik

Winter:
Die Grundlastabdeckung wird über das zu installierende BHKW realisiert. Die zusätzlichen notwendigen Wärme-mengen werden über den Erdkollektor entzogen und mittels einer Wasser / Wasser Wärmepumpe auf das benötigte Temperaturniveau gehoben.
An klaren Wintertagen sorgt die auf den Flachdächern installierte Photovoltaikanlage mit den Passivabsorbern ab einer am Kollektor gemessenen Temperatur von 15 °C zur Regeneration der Erdkollektoranlage. Somit entsteht ein dynamischer Erdkollektor, welcher entscheidend zu Wärmepumpenzahlen (COP > 5) beiträgt. Die Beheizung der Räume erfolgt über Flächenheizsysteme.

Übergangzeit:
Durch die Verwendung von Flächenheizsystemen kann die in den Obergeschossen anfallende Wärme über das Heizsystem in die unteren Räume umgeschichtet werden. Durch das energetisch optimierte Passivkonzept sind sehr niedrige Systemtemperaturen notwendig. Dadurch ist es möglich über ein 3- oder 4-Leiter-System gleichzeitig zu Heizen und zu Kühlen. Die Regelung hierbei übernimmt die EIB Bus Technik im Gewerk Elektro.
Sollte der Energieeintrag ( innere und äußere Lasten ) in den Obergeschossen größer werden als die benötigte Energie in den Ausstellungsräumen unter dem Erdniveau, erfolgt die Energieeinlagerung im Erdkollektor.

Sommer:
Die Bereitstellung der notwendigen Wärme (Schwimmbad) wird über das BHKW und die Solaranlagen sicher gestellt.
Solange über den Erdkollektor ausreichend Kälteleistung zur Verfügung steht, wird lediglich der Erdkollektor aktiviert. In Spitzenzeiten wird eine ausreichende Heizung / Kühlung über die reversiblen Heiz- / Kühlgeräte gewährleistet.

Luftkonditionierung:
Die Luftmenge bei den innenliegenden Becken wird in Abhängigkeit der Schwimmbadhallentemperatur und -feuchte variabel gefahren. Die Entfeuchtung im Umluftbetrieb wird über die eingebaute, stufenlos regelbare Wärmepumpe entfeuchtet. Bei hoher Außenluftfeuchte schließt die Umluftklappe und der Zu- und Abluftstrom wird bis zu 100 % erhöht. Die Wärmeabgabe der eingebauten Wärmepumpe erfolgt nach Bedarf an die Zuluft bzw. bei überschüssiger Wärme an den Beckenwasserkondensator. Die Luftmengen in den Nebenbereichen, Umkleiden und Duschanlagen werden mit gesonderten Lüftungsgeräten mit einer effi zienten WRG nach den anerkannten Regeln der Technik ausgeführt.
Die Küchenabluft für die Konvektomaten (Erwärmung von Convienienceprodukten) wird nach DIN ausgelegt.

Wasseraufbereitung:
Als Legionellen-Prophylaxe und zur Senkung der Speichertemperaturen im Warmwassersystem wird eine Chlordioxid-Anlage, welche nach Trinkwasserverordnung eingesetzt werden kann.
Das notwendige Chlordioxid wird aus dem normalen Trinkwasser über die Anlage selbst erzeugt und muss nicht zudosiert werden.

Schwimmbadtechnik:
Die Dimensionierung der Schwimmbadtechnik erfolgt nach DIN19643-1 vom November 2012.
In der Grundausstattung wurden Überdruckbehälter als Filter vorgesehen, alternativ wäre der Einsatz einer Ultrafi ltration mit UV-Bestrahlung zu Prüfen um die Umlaufwassermengen deutlich zu reduzieren – Einsparung von Ressourcen.
Das notwendige Messwasser wird in den Kreislauf rückgespeist.
Für die Desinfektion ist der Einsatz einer Chlorgasanlagen in Vakuumtechnik vorgesehen.
Das Spülwasser wird, wie bereits im techn. System beschrieben, über eine Abwasserwärmerückgewinnung mittels einer Wärmepumpe geführt, welche mit dem Duschwasser kombiniert wird.

EDV-Zentrale und Verteilung:
Im Bereich der EDV Zentrale und Verteilung ist eine Kühlung zum sicheren Betrieb der elektronischen Geräte notwendig. Die bei der Kühlung gewonnene Energie wird in das Heizsystem eingespeist und so innerhalb der Heizperiode für die Gebäudeheizung genutzt. In den Sommermonaten wird die Wärme den unter der Erdgleiche befindlichen Räumen zugeführt. Sämtliche Systeme werden über eine freiprogrammierbare Regelungsanlage angesteuert und überwacht, welche auf die zentrale Leittechnik des Gebäudes aufgeschalten ist. Die Führungsgröße für den notwendigen Luftwechsel wird durch die Raumluftfeuchte, CO2 und ggf. über Präsenzmelder gesteuert. Dies führt nochmals zu einer Reduzierung der Luftmenge in dem Gebäude.
Im Wohnheim wird ein Lüftungssystem mit Enthalpierückgewinner (Rotor mit Sorption) eingesetzt. Durch die Kontrollierte Lüftung der Räume in Verbindung mit dem effi zienten Wärme- und Feuchterückgewinnungssystem ist eine Lüftung nach optimierten energetischen und hygienischen Gesichtspunkten möglich.

Trinkwassernetz und Hygiene:
Die geltende Trinkwasserverordnung mit ihren Vorgaben für Armaturen und Material, sowie ihre betriebsspezifi -schen Regeln wird vollständig umgesetzt. Die Trinkwasserleitungen und Armaturen werden deshalb generell in Edelstahl ausgeführt. Die Warmwasserbereitung erfolgt zur optimalen Nutzung solarer Energie zentral. Die oftmals angebotenen Frischwasserstationen benötigen mindestens 50 °C Vorhaltetemperatur im Heizsystem. Ferner sind die Entzugsleistungen der Frischwasserstationen mit regenerativen Wärmeerzeugern nicht zu empfehlen.
Stagnationswasser bei selten benutzten Entnahmestellen werden durch den Einbau von Venturi-Strömungsteilern vermieden. Der Einbau eines Hygienesystems zur ausreichenden Spülung der Systeme wird empfohlen.

Elektrotechnische Anlagen:
Die Stromversorgung und deren Zählung gliedert sich in die einzelnen Nutzungsbereiche und die Haustechnik. Die Installationen werden mit EIB-Bus-Technik ausgeführt. Es ist dadurch die gesamte Netzüberwachung durch die zentrale Leittechnik möglich. Die Wartungskosten werden deutlich gesenkt. Die Beleuchtung erfolgt über energiesparende Leuchten oder über LED´s. Die Raumlüftung und die Heizungsregelung werden mit diesem System individuell gesteuert. Das Gebäude wird mit einer Brandschutz- und Alarmanlage ausgestattet. Im Elek-troraum ist eine Batterieanlage zur Notlichtversorgung der Gebäudefl uchtwege aufgebaut. Zusätzlich wird eine Außen-Video-Überwachung zu überlegen.

Nutzung des anfallenden Schwimmbad- und Duschwassers
Das Duschwasser wird über eine separate Abwasserleitung in einen Vorratsbehälter in der Technik geführt und gefiltert. Auch das aus hygienischen Gründen notwendige Frisch- und Ergänzungswasser für die Schwimmbecken wird hier eingeleitet. Das System entzieht mittels einer Wärmepumpe die im Abwasserenthaltene Energie und kühlt diese von 25-30 °C auf 8°C ab. Die hierbei gewonnene Wärmeenergie ist um den Faktor 10 höher als die eingesetzte elektrische Energie (cop > 10). Zur Reduzierung der benötigten Frischwassermenge ist der Einsatz einer Grauwassernutzung für die Spülung der Toiletten denkbar. Hierzu kann das zuvor beschriebene Wasser weiter verwendet werden. Hierfür ist lediglich eine zusätzliche Filtrierung notwendig.

Anlagen für Gebäudeheizung und Lüftung
Zur Grundlastdeckung des Wärme- bzw. Kühlbedarf der notwendigen Heiz-/Kühlflächen sowie dem Bedarf der Lüftungsgeräte werden bei den Gebäuden gasbetriebene Blockheizkraftwerke vorgesehen, welche an die angeforderten Lasten angepasst werden. Zur Wärmeunterstützung im Winter und in den Übergangsmonaten wird eine Wärmepumpe in das System integriert. An Tagen mit erhöhtem Kühlbedarf wird dieser über die zuvor beschriebene Wärmepumpenanlagen unterstützt, welche reversibel eingesetzt werden kann (Heizen / Kühlen).
Da nach Rücksprache mit einem Geologen ist aufgrund der vorhandenen Grundwassermächtigkeit von einer hydrothermischen Grundwassernutzung abzuraten. Ferner ist der Grundwasserchemismus aufgrund der geologischen Situation im Bereich des geplanten Bauvorhabens (tertiäres Hügelland) für Wärmepumpen sehr schlecht geeignet (hohe Eisen- und Mangankonzentration, hohe elektrische Leitfähigkeit). Aus den vorgenannten Gründen wird eine Lösung mit einem Erdwärmeabsorber, welche sowohl unter den neu zu errichteten Gebäuden als auch in der Freifläche verlegt werden können.
Der Erdwärmeabsorber besteht aus Kunststoffrohr, welcher unter der Bodenplatte und in den frostfreien Baugrubenbereichen verlegt wird. Da es sich um eine Verlegung im frostfreien Bereich handelt, kann der Absorber mit normalem Heizungswasser oder mit einer schwachen Zudosierung von Frostschutzmittel betrieben werden. Der Wirkungsgradverlust eines Wärmetauschers und eines Solemediums, wie dieser bei Standard - Sole - Anlagen vorhanden ist, wird somit vermieden.
Der Erdreichabsorber liefert in der Übergangszeit und im Winter mittels der angeschlossenen Wärmepumpe die Heizwärme für den Restbedarf der Gebäude und der Schwimmbadtechnik. Im Sommer und der Übergangszeit wird tagsüber die überschüssige Raumwärme in das Absorbersystem mit den angeschlossenen natürlichen Erdspeichermassen eingelagert. Die eingelagerte Wärme kann dann nachts mittels Wärmepumpe wieder zur Gebäudebeheizung zurückgeholt werden.
Der vorgesehene Erdabsorber wird als dynamischer Kollektor ausgeführt. Hierfür wird die über die Passivabsorber der Fotovoltaikmodule gewonnene Wärmeenergie in den Erdkollektor eingespeist und dort gelagert. Durch die höheren Temperaturen im Erdspeicher werden bei der Wärmepumpe höhere Wirkungsgrade (COP-Zahlen) realisiert und die Jahresarbeitszeit (JAZ) nach dem EEWärmeG erhöht sich ebenfalls. Bei diesem System ist es ferner begrenzt möglich, über die Speichermassen des Erdreichs Energie vom Sommer in die Heizperiode zu überführen.
In Kombination mit einem rekuperativen Lüftungssystem mit einer Wärmerückgewinnung von ca. 90 % ist ein ressourcenschonender Betrieb für die Allgemeinbereiche und Umkleiden gewährleistet.
Die Belüftung der Schwimmhalle wird mit einem modernen Lüftungssystem mit der Energieeinstufung A+ ausgestattet. Neben einen variablen Außenluftvolumenstrom (je nach Auslastung des Bades), welcher auf die Verdunstungsleistung der Becken angepasst werden kann, ist es möglich, den Außenluftvolumenstrom in besucherarmen Zeiten auf 10 % zu senken. Die Wärmerückgewinnung erfolgt über Plattenwärmetauscher und die latente Wärme wird über eine eingebaute Wärmepumpe mit regelbarem Verdichter (Leistungsanpassung) entzogen.
Zur Nutzung von regenerativen Energien werden Fotovoltaikmodule mit Passivabsorbern eingesetzt. Durch die gleichzeitige Kühlung der Strommodule kann der Wirkungsgrad um 5-10 % gesteigert werden, da die Funktion der Strommodule mit Erwärmung abnimmt.
Durch die Wärmeabfuhr hinter den Fotovoltaikmodulen kann die Wärme in das System eingespeist werden. Die niedrigen Vorlauftemperaturen in der gewählten Haustechnik erhöhen die nutzbare, aus Solarenergie gewonnene Wärmemenge.