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Nichtoffener Wettbewerb | 01/2023

Neubau Schönbornschule in Karlsdorf-Neuthard

Anerkennung

Preisgeld: 10.000 EUR

Loewer + Partner Architekten und Ingenieure

Architektur

IPP Technische Gesamtplanung AG

TGA-Fachplanung

Fast + Epp

Tragwerksplanung

Erläuterungstext

ST√ĄDTEBAU

Der zentral gelegene Schulstandort in der Sch√∂nbornstra√üe soll neu organisiert werden, beginnend mit der Grundschule. Im Anschluss an den Kindergarten folgt die Grundschule und danach die weiterf√ľhrende Schule. Dieser Entwicklung folgend positionieren sich die Geb√§ude in einem sich erweiternden "Bewegungsradius". Dabei bildet der Vorplatz in der Sch√∂nbornstra√üe die Br√ľcke zwischen den beiden Lern- und Entwicklungsbereichen. Durch die zentrale Lage im Ort werden die Kinder auch von Norden an die Schule gef√ľhrt. Durch die beiden Richtungen, aus denen die Kinder kommen werden, entsteht ein Geb√§ude, das im Erdgeschoss durchg√§ngig organisiert ist.

ARCHITEKTUR

Holz ist das zentrale Thema bei dem Neubau. Um auch der Nachhaltigkeit und dem Brandschutz gerecht zu werden, wird neben dem Keller und der Bodenplatte auch das Erdgeschoss massiv ausgef√ľhrt. Die Trennung zwischen stabilem Sockel im Erdgeschoss und der leichten Holzfassade in den Obergeschossen f√ľhrt zu einer Auflockerung der Stra√üenansicht und nimmt Bezug auf die Holzfassade des Kindergartens. Ein Jahrgangsbereich gruppiert sich jeweils um einen Lichthof mit einem Forum als Mitte und angrenzender Garderobe. Das erdgeschossige Foyer, die Mensa und die Aula sind flexibel kombinierbar und mit mobilen Trennw√§nden einteilbar.

TRAGWERK

Das Tragwerk des Geb√§udes ist als Hybridkonstruktion mit Decken, W√§nden und St√ľtzen aus Stahlbeton und Holz geplant. Hierbei wird das gesamte Erdgeschoss als Stahlbeton-Sockel ausgebildet. Treppenr√§ume und Aufzugsschacht werden ebenfalls in Stahlbeton vorgesehen, um den Anforderungen aus dem Brandschutz Rechnung zu tragen. Die Umsetzung der oberen Geschosse erfolgt in Holzbauweise mit weitgespannten, vorgefertigten Holz-Rippendecken. Durch diese Kombination der Bauweisen werden gro√üz√ľgige, st√ľtzenfreie Bereiche geschaffen und die Auskragung der Obergeschosse √ľber das EG hinaus erm√∂glicht. Eine regelm√§√üige Struktur mit klarer Trennung der Gewerke sorgt f√ľr ein wirtschaftliches Tragwerk. Das massive Erdgeschoss und die leichteren Obergeschosse wirken sich dabei positiv auf die Aussteifung gegen Erdbebenlasten aus.

Durch den Einsatz von vorgefertigten Elementen ‚Äď im Massivbau Stb.-Doppelw√§nde, im Holzbau vorgefertigte Wandbauteile sowie Rippendecken ‚Äď kann die Bauzeit f√ľr die Erstellung des Rohbaus entscheidend verk√ľrzt und eine h√∂here Ausf√ľhrungsqualit√§t sichergestellt werden.

Die Obergeschosse 1 und 2 weisen ein quasi identisches Tragwerk aus Holzrippendecken (Brettschichtholz-Rippen und Brettsperrholz-Platte) auf Holz-Unterz√ľgen und -St√ľtzen auf. So werden Lasten auf direktem Weg in das massive Erdgeschoss abgeleitet. Dabei kann das zweite Obergeschoss etwas schlanker ausgef√ľhrt werden als das erste (geringere Dachlasten und keine Schwingungsanforderungen an Dach). Auf der Holzdecke √ľber dem 1.OG ist zur Begrenzung der Deckenschwingungen und zur Verbesserung der Bauakustik eine entsprechende Sch√ľttung vorzusehen. Am St√ľtzenkopfdetail im 1.OG ist Querdruck im Holz zu vermeiden (durchgehende St√ľtzen). Unterz√ľge und Rippendecken k√∂nnen in einer Ebene anordnet werden, um die H√∂he des Deckenpaketes zu reduzieren. Die Aussteifung der oberen Geschosse wird durch ein Zusammenspiel von Holz-Wandscheiben und den Erschlie√üungskernen in Stahlbeton gew√§hrleistet. Es stehen ausreichend geschlossene Wandfl√§chen zur Verf√ľgung, um die Lasten gut verteilt in das steife Erdgeschoss abzuleiten.

Die Ausbildung des Erdgeschosses in Stahlbeton-Bauweise zeichnet sich auch in der Fassadengestaltung des Geb√§udes ab und sorgt dabei daf√ľr, dass prominente Bereiche st√ľtzenfrei ausgebildet werden k√∂nnen ‚Äď auch wenn Lasten aus den oberen Geschossen abgefangen werden m√ľssen. Gleiches gilt f√ľr die Auskragungen an der Nord- und S√ľdseite des Geb√§udes. Diese k√∂nnen in der vorgeschlagenen Bauweise mit einfachen Mitteln in Form einer Deckenaufdickung statisch gefasst werden.

Das Untergeschoss ist ebenfalls in Stahlbetonbauweise geplant. Je nach Grundwasserstand ist eine Ausbildung als WU-Konstruktion denkbar. Dort, wo möglich, ist der Einsatz von Recycling-Beton geplant.

F√ľr das Geb√§ude wird im Wesentlichen eine Plattengr√ľndung angestrebt. Dieser Ansatz ist durch ein noch zu erstellendes Bodengutachten zu best√§tigen. Den in der Auslobung beschriebenen, vereinzelten Torflinsen ist Rechnung zu tragen.

ENERGIEKONZEPT

Im Vordergrund steht die Be-/Entl√ľftung des Geb√§udes, um die CO2-Konzentrationen und den sommerlichen W√§rmeschutz sicherzustellen. Trotz der aktuellen, aber l√∂sbaren Widerspr√ľche der Norm DIN 16789-1 (02/2022) und der g√ľltigen Arbeitsst√§ttenrichtlinie bzw. AMEV wird aus wirtschaftlichen Erw√§gungen eine zentrale RLT-Anlage mit W√§rmer√ľckgewinnung ca. 12.000 ‚Äď 18.000 m3/h im UG des Geb√§udes konzipiert, die Au√üenluft √ľber einen Erdw√§rmetauscher ansaugt und damit im Sommer neben einer Nachtausk√ľhlung auch zur Temperierung des Geb√§udes beitr√§gt.

Die RLT-Anlage versorgt bedarfsgef√ľhrt Klassen- und st√§ndige Aufenthaltsr√§ume abh√§ngig von der Belegung (gemessen √ľber CO2-Konzentration) mit dem notwendigen Luftwechsel (VVS-Anlage). Nebenr√§ume, Flure und Sanit√§rr√§ume werden mit √úberstr√∂mluft aus den Klassen und Aufenthaltsr√§umen versorgt.

Mit einer ‚ÄěSommerschaltung‚Äú k√∂nnen nur die innenliegenden und Sanit√§rbereiche be-/entl√ľftet werden, so dass die Anlagenluftmenge reduziert und je nach Jahreszeit bei Bedarf mit Fensterl√ľftung operiert werden kann, um Energie zu sparen.

Mit dieser Anlagenkonzeption und den zu erwartenden Gleichzeitigkeiten bei den Luftmengen kann eine zentrale Anlage f√ľr eine kleinere Gesamtluftmenge dimensioniert werden, als z.B. mehrere modulare Anlagen (auf Geschossebene) oder viele dezentrale Anlagen (raumweise).

Die Bereiche K√ľche und Lehrk√ľche erhalten separate Zu-/Abluftanlagen, da diese nur tempor√§r in Betrieb sind und als Prozessabluft eingestuft, besondere Anforderungen (Luftwechsel, Abfuhr von Feuchte und Ger√ľchen) bestehen.

F√ľr die Beheizung der R√§ume wird ein Niedertemperaturheizsystem in den Klassen und st√§ndigen Aufenthaltsr√§umen empfohlen, z.B. Fu√übodenheizung oder Deckenstrahlungssegel. Bei Bedarf erhalten innenliegende oder untergeordnete Bereiche (Flure, Sanit√§rbereiche, K√ľche) separate Heizfl√§chen.

Dieses Niedertemperaturheizsystem wird √ľber eine W√§rmepumpenanlage ca. 100 kW (bei z.B. Passivhausbauweise) bis ca. 150 kW (z.B. GEG-Standard) betrieben.

Aus energetischen und wirtschaftlichen Gr√ľnden sollte hierbei eine Sole-/Wasser-W√§rmepumpe zum Einsatz kommen, die mit ca. 300 m (bei 100 kW) bis ca. 450 m (bei 150 kW) Erdgrabenkollektor auf dem Gel√§nde kombiniert werden muss. Eine alternativ zu betrachtende frei bewitterte Luft-/Wasser-W√§rmepumpe ben√∂tigt an exponiertem Aufstellort neben h√∂herem Energiebedarf auch eine Schalld√§mmung bei gleichzeitig hohem erforderlichen Luftdurchsatz. Mit den W√§rmepumpen und den RLT-Anlagen w√§re auch eine freie und/oder aktive K√ľhlung/Temperierung der Geb√§ude in den Sommermonaten m√∂glich. Eine Nachtausk√ľhlung erfolgt anlagenunterst√ľtzt, z.B. Einbringen k√ľhler Nachtluft bzw. Zuluft in alle Klassen- und Aufenthaltsr√§ume, √úberstr√∂mung in Flure, Treppenhaus und freie Abstr√∂mung durch Dach√∂ffnungen im Treppenhaus.

Auf freie Nachtl√ľftung durch motorische Fassaden√∂ffnungen und Abstr√∂mklappen sollte wegen der erfahrungsgem√§√ü schwierig zu kontrollierenden vielen Schnittstellen unterschiedlicher Gewerke und der nicht berechenbaren Luftleistungen bei freier Konvektion verzichtet werden.

Die Warmwasserbereitung erfolgt elektrisch mit dezentralen Durchlauferhitzern oder Kleinspeichern. Duschwasserbedarf bzw. -bevorratung ist nicht zu erwarten. Auf den Dachflächen wird eine Photovoltaikanlage vorgesehen, die in ihrer Bemessung dem Jahresstrombedarf des Gebäudes entsprechen sollte.

Mit der Vorw√§rmung bzw. Vork√ľhlung der Au√üenluft √ľber einen Erdw√§rmetauscher, einer hochwertigen W√§rmer√ľckgewinnung der RLT-Anlagen, der Nutzung des W√§rme- oder K√§ltepotentials von Umweltw√§rme √ľber eine W√§rmepumpe, verbunden mit eigenerzeugtem Strom √ľber eine PV-Anlage sind bereits sehr viele Nachhaltigkeitskriterien gegeben.

Zus√§tzlich kann - √ľber die heute meist obligatorische Bauauflage einer Regenwasserversickerung hinaus - die Bevorratung und Nutzung von Regenwasser f√ľr Gr√ľnfl√§chenbew√§sserung und Toilettensp√ľlung mittels einer Regenwasserzisterne realisiert werden. Erfahrungsgem√§√ü wird hier bei Hochrechnung mit aktuellen Wasser-/Abwasserpreisen keine Wirtschaftlichkeit innerhalb von 20 Jahren erreicht, w√§re aber als ‚ÄěAdd-On‚Äú m√∂glich.

Beurteilung durch das Preisgericht

Architektur
Bei der Arbeit ist die Grundschule st√§dtebaulich richtig an der Sch√∂nbornstra√üe platziert und nimmt die Raumkante der Schwimm- und Sporthalle auf. Im Erdgeschoss werden zwei Volumen zueinander angeordnet mit der Erschlie√üung an der Nahtstelle. So ist die Schule von Norden und S√ľden gut erschlossen und nimmt die Wegerichtung zur Sport- und Schwimmhalle auf. Kritisch gesehen wurde die Anordnung der Aula mit der im Verh√§ltnis zu gro√üen und nicht richtig ausgerichteten B√ľhne. Durch die gew√§hlte Anordnung ist auch kein Synergieeffekt zur Mensa m√∂glich. Der Betreuungstrakt im westlichen Geb√§udeteil ist richtig im Erdgeschoss nach S√ľden und Westen orientiert. Der Lehrer/innen- und Verwaltungsbereich im √∂stlichen Geb√§udeteil ist neben dem Eingang gut auffindbar. Die M√∂glichkeiten der beiden ‚ÄěSchubladen‚Äú (Lehrer*innenbereich im Norden und Betreuungsbereich im S√ľden), die sich im Verh√§ltnis zum Geb√§ude herausschieben, werden nicht genutzt und h√§tten z.B. den angrenzenden R√§umen zugeordnet werden k√∂nnen. Die Haupterschlie√üung ist r√§umlich nicht sehr √ľberzeugend angeordnet. Die Anordnung der Cluster mit ihren 3 Klassenr√§umen und Gruppenr√§umen im 1. Obergeschoss funktioniert gut, zeigt jedoch keine interessanten R√§ume auf. Die Lichth√∂fe werden als zu klein empfunden und bieten keine Nutzungsm√∂glichkeiten. Die 3-Geschossigkeit gegen√ľber der Bebauung an der Sch√∂nbornstra√üe wird eher kritisch gesehen. Die Gestaltung der Fassaden ist relativ schematisch dargestellt. Von der Wirtschaftlichkeit her d√ľrfte die Arbeit im mittleren Bereich liegen, auch wenn das Verh√§ltnis der Au√üenfl√§chen zum Volumen (A/V) nicht so g√ľnstig ist durch die beiden Schubladen. Insgesamt ist vieles an der Arbeit 10001 richtig und stellt somit einen wertvollen Beitrag zur Aufgabenstellung dar, √ľberzeugt aber nicht in G√§nze.
TGA-Konzept
Die Arbeit weist ein gutes A/V-Verh√§ltnis und angemessene Fensterfl√§chenanteile auf. Die Technik ist zentral im UG vorgesehen. Die Erl√§uterung des Energiekonzepts ist ausf√ľhrlich, plausibel und nachvollziehbar. Mit der vorgeschlagenen L√∂sung ist eine energieeffiziente L√∂sung im Sinne der Auslobung vorgesehen. Die Dimensionierung des Erdgrabenkollektors ist zu pr√ľfen, da sie knapp bemessen erscheint. Auf die Anforderung "Versorgungsinsel" wird nicht explizit eingegangen.
Tragwerkskonzept
Das Geb√§ude ist dreigeschossig mit Teilunterkellerung. Erdgeschoss und Untergeschoss werden in Stahlbetonbauweise erstellt, w√§hrend das 1.OG und 2.OG in Holzbauweise mit weitgespannten, vorgefertigten Holz-Rippendecken hergestellt werden. Das Aussteifungskonzept ist mit dem massiven Erdgeschoss und den beiden in das 1. und 2. OG f√ľhrenden Kerne schl√ľssig. Die leichte Holzkonstruktion in den Obergeschossen kann durch den Massivbau im EG sowohl vertikal als auch horizontal aufgenommen werden. Die Abfangung der st√ľtzenfreien Auskragung ab dem 1.OG √ľber die Stahlbetondecke EG ist schl√ľssig.