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Nichtoffener Wettbewerb | 09/2022

Schulerweiterung Gymnasium Ziehenschule in Frankfurt am Main

1. Preis / Zuschlag

Preisgeld: 48.400 EUR

gernot schulz : architektur GmbH

Architektur

Ingenieurgesellschaft Grabe mbH

Bauingenieurwesen

Erläuterungstext

Leitidee

‚Im Dialog mit der Natur, respektvoll gegenüber dem Denkmal, kompakte Bauweise für positive Energiebilanz und viel schulischen Außenraum‘

Durch die kompakte und einfache Setzung des neuen Baukörpers wird ein Campus geschaffen, der das Naturerlebnis des Schulwäldchens in den Mittelpunkt stellt, sich respektvoll gegenüber dem denkmalgeschützten Gebäudebestand und den bestehenden Freiräumen verhält. Über einen neuen Schulboulevard werden alle wichtigen Funktionen zusammengebunden und der Lernraum in allen Geschossen in den Außenraum erweitert.


Städtebauliches, freiräumliches, architektonisches und denkmalpflegerisches Konzept

Der neue Baukörper richtet sich an der Gebäudeflucht der Rhaban-Fröhlich-Straße, sowie der östlichen Kante des denkmalgeschützten Altbaus aus. Ein neuer Boulevard verbindet in Nord-Südrichtung alle wichtigen Funktionen und alle Gebäude des Campus miteinander. Es entstehen klar definierte Freiräume: der Pausenhof südlich des Altbaus, der Empfangshof im Wegraum zwischen Neu- und Altbau, der Schulwald und der Campusplatz im Norden.

Nutzungsverteilung Neubau
Im Neubau werden die Dreifeldhalle, das Herz der Schule mit Aula, Foyer und angrenzenden Musikräumen, das MINT-Cluster, sowie die Lerngemeinschaft 2 verortet.
Um die unbebaute Fläche zur Außenraumnutzung so groß wie möglich zu gestalten, wird die benötigte Dreifeldhalle komplett eingegraben und über einen Lichthof im Osten des Gebäudes mit Tageslicht versorgt. Im Erdgeschoss entsteht ein Raumverbund aus Aula und Foyer, Cafeteria, Sportfoyer mit Kiosk, der der Schulgemeinschaft mannigfaltige Möglichkeiten zur Bespielung bietet. Das Sportfoyer ist in den Abendstunden und an Wochenenden über Schiebetüren abtrennbar, sodass die Zugänglichkeit ins restliche Gebäude kontrolliert wird. Im Westen öffnet sich die multifunktionale Fläche großzügig in Richtung Boulevard und Schulwald, im Osten bildet eine Raumspange aus Musikräumen und Nebenflächen eine Pufferzone zur angrenzenden Wohnbebauung. Das MINT-Cluster im 1.Obergeschoss bietet alle Möglichkeiten für einen modernen Unterricht. Die Fachräume orientieren sich C-förmig entlang der Nord-, Ost-, und Südfassade und Rahmen eine Lernlandschaft die sich zum Schulwald orientiert. Durch die versetzte Anordnung von Sammlungsräumen im Wechsel mit Vorbereitungs- und Experimentierflächen entsteht eine spannende Lernlandschaft für die naturwissenschaftlichen Fächer. Das Cluster der Lerngemeinschaft 2 folgt dem gleichen räumlichen Konzept. Die Klassenräume im Norden, Osten und Süden Rahmen eine offene, zum Schulwald ausgerichtete Lernlandschaft, die über drei Lichthöfe großzügig belichtet wird. Oberlichter in den Lichthöfen versorgen die darunterliegenden Freiarbeits- und Experimentierflächen des MINT-Clusters mit Tageslicht.
Die Entfluchtung der Obergeschosse wird über einen umlaufenden Laubengang sichergestellt. Im Westen, Richtung Schulwald weist der Laubengang eine größere Tiefe auf und ermöglicht die Nutzung der Außenbereiche zu pädagogischen Zwecken. Im MINT-Geschoss sind Urban-Gardening-Projekte architektonisch angedacht, der Lerngemeinschaft 2 ist eine als Freiklasse nutzbare Terrasse vorgelagert.

Nutzungsverteilung Altbau
Der Altbau nimmt zukünftig die Nutzungsbausteine Verwaltung, Bibliothek/Mediathek mit Sprachlernklassen, Kunst und die Räume der Lerngemeinschaft 1 auf. Im Souterrain werden die Lehrendenarbeitsplätze und ergänzende Verwaltungsräume verortet. Die ehemalige Sporthalle wird über eine interne Treppe mit der ehemaligen Aula verbunden und dient der Schulgemeinschaft zukünftig als Bibliothek und Mediathek mit Makerspace. Im Erdgeschoss wird die Schulleitung mit Sekretariat zentral angeordnet. Im östlichen Gebäudeflügel befinden sich die Cluster der Jahrgangsstufe 5+6. Die Organisation mit drei übereinanderliegenden 4er-Clustern entspricht den Vorgaben der Phase 0. Die breiten Flurflächen werden für pädagogische Zwecke nutzbar gemacht und dienen künftig als offene Lernlandschaft. Der südliche Klassenraum wird als Ganztagsraum hergerichtet. Im weiteren Planungsverlauf sollte in enger Rücksprache mit der Denkmalpflege der Öffnungsgrad der Klassenräume zum Lernflur festgelegt werden. Die Entfluchtung des Clusters über die beiden angrenzenden Bestandstreppenhäuser stellt die Nutzung der Flure zu Lernzwecken sicher. Im 1.Obergeschoss befindet sich der Hauptzugang zur Bibliothek. Den ehemaligen Aulasaal können wir uns gut als Lesesaal für ruhiges Arbeiten vorstellen. Der Bibliothek sind gemäß Phase 0 die entsprechenden Sprachlernklassen direkt zugeordnet. Im 2. und 3. Obergeschoss befinden sich dann im zentralen Gebäudebereich die Cluster der Jgst.7, gemäß Ergebnis der Phase 0 aufgeteilt in zwei 3er-Cluster mit zugehöriger Freiarbeitsfläche. Auch hier wird die Nutzbarkeit von Verkehrsflächen als pädagogische Flächen durch die Ausbildung als Cluster und die Entfluchtung über die beiden Bestandstreppenhäuser sichergestellt.
Die Kunsträume befinden sich auch zukünftig durch Ausnutzung der großzügigen Dachräume im 3.Obergeschoss.

Barrierefreiheit
Im Neubau wird ein Aufzug im Sportfoyer verortet, der die Untergeschosse anbindet, gleichzeitig aber auch der barrierefreien Erschließung der Obergeschosse dient. Wir gehen davon aus, dass das Sportfoyer während der Unterrichtszeiten allen Schülerinnen und Schülern sowie den Lehrenden zur Verfügung steht. Im Altbau schlagen wir einen Aufzug als Durchlader direkt am nordwestlichen Treppenhaus, im Nebenraumbereich der ehemaligen Kleinsporthalle und der ehemaligen Aula vor. An dieser Stelle ist ein Aufzug aus unserer Sicht denkmalverträglich realisierbar und bietet zudem die Chance, sämtliche Bestandshöhen barrierefrei anzubinden.

Verbindung Altbau/Neubau

Der Neubau nimmt in den Obergeschossen die Geschosshöhen des denkmalgeschützten Altbaus auf. Dadurch wird zum einen ein erhöhtes Erdgeschoss für den Gemeinschaftsbereich ermöglicht, zum anderen besteht die Möglichkeit, die Laubengangerschließung der Obergeschosse an den denkmalgeschützten Gebäudebestand anzuschließen, um witterungsgeschützte, kurze Wege zwischen den Gebäuden zu generieren.

Denkmalpflegerisches Konzept
Der Neubau nimmt die Bauflucht der Rhaban-Fröhlich-Straße auf und stellt dadurch einen respektvollen Abstand zum Denkmal sicher. Durch die konsequente Ausbildung eines dreigeschossigen Baukörpers wird der Forderung der Denkmalpflege Rechnung getragen, die Traufhöhe des Altbaus zu achten. Die aus schulorganisatorischer Sicht sinnvolle Anbindung des Laubengangs an den denkmalgeschützten Altbau erfolgt an gleicher Stelle, wie der Anschluss des Vorgängerbaus. So entsteht eine aus denkmalpflegerischer Sicht vertretbare räumliche Verbindung zwischen Alt- und Neubau. Die Grundrissstruktur des Denkmals wird respektiert und durch gewählte, auf ein Minimum reduzierte Eingriffe für die zukünftige Nutzung ertüchtigt. Dabei gilt es im weiteren Planungsprozess einen Kompromiss zwischen dem Erhalt denkmalgeschützter Bausubstanz und notwendigem Maß der Öffnung von Wänden zur Herstellung offenerer Clusterstrukturen zu finden.




Konstruktion und Material

Die Sporthalle wird als weiße Wanne ausgebildet und bildet das Fundament für den darüber entstehenden Stahlbau. Auf einem Konstruktionsraster von 9,20m Spannweite werden 6 gebäudehohe Stahlrahmen konzipiert, die in den Obergeschossen als geschosshohe Fachwerkträger ausgebildet werden und im Erdgeschoss eine stützenfreie Ausbildung der Gemeinschaftsflächen ermöglicht. Vorgefertigte Decken aus Gradientenbeton (zur Minimierung des Betonanteils) mit hohem Recyclinganteil spannen zwischen den Fachwerkträgern. Die Außenwände werden als vorgefertigter Holzrahmenbau ausgebildet. Eine vorgehängte Metallfassade aus recyceltem Aluminium bildet den Witterungsschutz. Der vorgelagerte Laubengang besteht aus umlaufenden Betonbändern, die gebäudeseitig am Stahlbau verankert werden und an ihrer Außenkante auf filigranen Stahlstützen aufliegen. Im Sinne der Rückbaubarkeit und Veränderbarkeit schlagen wir vor, die Böden als elementierte Doppelböden auszubilden. Über den Doppelboden können sämtliche Medien, sowie die Zuluft verteilt werden. Die Absaugung der Fortluft wird über Kanäle im oberen Wandschrankbereich der Klassenraumwände sichergestellt.

Bei der Auswahl der verwendeten Materialien wird größtes Augenmerk auf die Verwendung von Recyclingbaustoffen und Baustoffen mit guter CO2-Bilanz gelegt. Dämmungen bestehen aus natürlichen Materialien, Trockenbauwände werden als Holzständerwände mit Lehmplatten ausgebildet, Akustikdecken werden als Holzlamellendecken ausgebildet. Alle Bauteile sollen aus sortenrein demontierbaren Baustoffen bestehen, Verbundbaustoffe und -konstruktionen sollen vermieden werden.

Die Grundkonstruktion des Neubaus ist darauf ausgelegt, auch bei zukünftigen Änderungen leicht anpassbar zu sein.

Der vorgesetzte Laubengang bietet die Möglichkeit, große Teil der Fassade zu begrünen. Aufgrund des vorgelagerten Laubengangs kann ggfs. auf einen Sonnenschutz im Neubau verzichtet werden, innenliegende Blendschütze stellen die individuelle Verdunkelbarkeit einzelner Raumbereiche sicher. Die tiefstehende Wintersonne findet den Weg in den Klassenraum und ermöglicht solare Gewinne, gegen die hochstehende Sommersonne sind die Klassenräume durch die Auskragung des Laubengangs geschützt.
Lediglich die Innenhöfe im 2.Obergeschoss des Neubaus erhalten einen horizontal über die Höfe verfahrbaren textilen Sonnenschutz.



Energiekonzept

Der geplante Neubau soll aus ökologischer Sicht den Passivhaus-Standard bei der Gebäudehülle und der Gebäudetechnik erfüllen. Zur Einhaltung des sommerlichen Wärmeschutzes ist eine schwere Bauweise, zur Begrenzung der thermischen Lasten in Verbindung mit außenliegenden Jalousien und einer freien oder mechanischen Nachtauskühlung, zu bevorzugen. Zur Optimierung der physikalischen Bedingungen, zur Minimierung der Wärmeverluste und zur Optimierung der sommerlichen Nachtauskühlung ist eine mechanische Be- und Entlüftung (im Neubau als zentrale Lüftungsanlage und im Bestand als dezentrale Einheiten) zu diskutieren. Die mechanische Be- und Entlüftung sollte als hybrides System mit einer manuellen oder motorisch unterstützten Fensterlüftung kombiniert werden.
 
Für Sonderbereiche sind Fensterlüftungen oder dezentrale mechanische Lüftungsanlagen, je nach Nutzung und Ausrichtung der Bereiche zu wählen.
 
In den Allgemeinen Unterrichtsräumen reicht die von Schülern und Lehrern abgegebene Wärme aus, den Klassenraum in der Nutzungszeit ganzjährig ausreichend zu beheizen. Durch einen hohen Dämmstandard ist selbst bei Ausfall der Heizung über mehrere Tage nicht zu erwarten, dass die Innenraumtemperatur unangenehm absinkt. Auf eine statische Beheizung in diesen Räumen kann daher verzichtet werden. Bei einer Auslegung der maschinellen Lüftungsanlage mit einer Luftmenge von ca. 25 m³/h und Person, einer Wärmerückgewinnung mit einem Rückgewinnungsgrad von ca. 85 % und einem kleinen Heizregister kann ausreichend Wärme zur Verfügung gestellt werden, um in den Wintermonaten vor Nutzungsbeginn eine Raumtemperatur von 19 – 20 °C sicherzustellen. Mit einer Außenluftmenge von ca. 25 m³/h und Person kann weiterhin dauerhaft eine ausreichende Luftqualität (Begrenzung der CO2-Konzentration in Räumen auf unter 1.000 ppm) erzielt werden. Zudem garantiert diese geringe Luftmenge Geräusch- und Zugfreiheit in den Klassenräumen. Bei Außentemperaturen über 15 °C besteht die Möglichkeit, die Raumluftqualität über eine Fensterlüftung zu beeinflussen (hybrides Lüftungssystem). In diesem Fall wird die mechanische Lüftung raumweise über Luftvolumenstromregler abgeschaltet, wodurch Lufttransportenergie eingespart wird. Räume, die nicht ausreichend über die mechanische Lüftungsanlage mit Heizwärme versorgt werden können, wie z. B. die Aula erhalten thermisch aktivierte Heiz- und Kühldeckensegel.
 
Zur Wärmeenergie-Bereitstellung kann eine Sole-/Wasser-/ Wärmepumpenanlage zur Grundlastbeheizung und einer der Bestands-Gasheizkessel als Spitzenlastkessel, eingesetzt werden. In den Sommermonaten kann zur Warmwasserbereitung eine thermische Solaranlage eingesetzt werden. Die Sole-/Wasser-/ Wärmepumpe bezieht ihre Energie aus einem Erdsondenfeld (bis zu 99 m tief) oder einem Flächenabsorber oder einer Kombination aus Beidem. Die Forderung, mindestens 80 % des Energiebedarfs aus erneuerbaren Energien zu gewinnen, wird über die Sol-/Wasser-/ Wärmepumpe, die ca. 85-prozentige Wärmerückgewinnung in den RLT-Geräten, die sommerliche Warmwasserbereitung für die Sporthalle mittels einer thermischen Solaranlage und der Eigenstromerzeugung aus der Photovoltaikanlage, sichergestellt.
 
Unterrichtsräume haben sehr hohe interne (Schüler) und externe (Fenster) Kühllasten. Die Wärmeabgabe durch Transmission ist im Sommer vernachlässigbar und eine Überhitzung der Räume ist bei zusätzlicher Sonneneinstrahlung möglich. Die Wärme muss tagsüber zwischengespeichert und nachts über die Lüftung abgeführt werden. Neben einer schweren Bauweise (weitestgehend Verzicht auf abgehängte Decken) müssen die Fensterflächen in Bezug auf die Tageslichtversorgung und einem äußeren Sonnenschutz optimiert werden. Die Lüftungsanlagen werden mit einem Sommerbypass ausgestattet, sodass eine aktive Nachtauskühlung mit einem geringen Energieeinsatz vorgenommen werden kann.
Über die Geothermie Anlage können die Heiz-/Kühldeckensegel und die Lüftungsanlagen im Sommer, unter Umgehung der Wärmepumpe, zusätzlich mit Kälte versorgt werden, Das Erdsondenfeld bzw. der Flächenabsorber dient hierdurch als saisonaler Energiespeicher. Durch die Einspeicherung von Wärmeenergie im Sommer wird die Geothermie-Anlage für die Nutzung im Winter regeneriert.
 
Es sollte eine raumweise (Einzelraumregelung) Steuerung für Heizung, Lüftung, Sonnenschutz und gegebenenfalls Lüftungsklappen (Fenster) möglich sein.
 
Die Flurbeleuchtung soll über Bewegungsmelder mit Lichtsensoren gesteuert werden. Die Beleuchtung in den Klassenräumen wird unterteilt in fensternahe und fensterferne Bereiche, die über Tageslichtsensoren individuell dem Bedarf angepasst werden können. Generell sollten LED-Leuchten zur Ausführung kommen.
 
Sämtliche Flachdächer können für die Installation von Photovoltaikanlagen genutzt werden. Der weitere Einsatz von Photovoltaik-Modulen in der Fassade sollte unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten geprüft werden.
 
Zur Außenbewässerung kann ein unterirdisches Regenrückhaltebecken, das das Wasser der Dachflächen und der Hygienespülung aufnimmt, installiert werden. Das Regenwasser wird dann bei Bedarf der Zisterne zur Bewässerung entnommen und an heißen Sommertagen über Verdunstungsflächen, zur Abkühlung des Mikroklimas auf dem Schulgelände, genutzt. Überschüssiges Regenwasser soll auf dem Grundstück mittels Versickerungsschächten verbleiben.
 
Alle Trinkwasserarmaturen sollten als Wasserspararmaturen ausgeführt werden.
 
Im Rahmen der Vorplanung werden zu dem Planungskonzept Varianten entwickelt. Sowohl das Planungskonzept als auch die Varianten werden kostenmäßig bewertet, und es werden überschlägige Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen durchgeführt. Sollte weder das Planungskonzept noch eine Variante des Planungskonzeptes im Kostenrahmen liegen, so sind weitere Alternativen zur Belüftung zu erarbeiten und deren Vor- und Nachteile aufzuzeigen.
 
Bei der weiteren Planung der technischen Gebäudeausrüstung ist zudem auf die Minimierung des Betriebs- und Wartungsaufwandes besonderes Augenmerk zu legen. Die Anforderungen der Leitlinien wirtschaftliches Bauen 2022 der Stadt Frankfurt beschreiben hierfür die Grundlagen.




Beurteilung durch das Preisgericht

Was soll eine Schule heute sein?! Wie müssen Räume gestaltet sein, in denen Kinder und junge Erwachsene heute grundlegende Erfahrungen ihres jungen Lebens sammeln können? Manche Gebäude können dazu in die Zukunft strahlen, können einen Ausblick auf das ermöglichen, was wir erwarten wollen. In diesem Entwurf gibt es keine klassische Schulstruktur mehr. Das Nebeneinander von Lernen und Lehren, Arbeit und Freizeit, die Funktionstrennung einer gewohnten Flurschule ist radikal aufgehoben. Das Lernen und Lehren wird mit dem ganztäglichen Leben verwoben.

Der Entwurf fasst das Raumprogramm in einen kompakten Baukörper, der alle Funktionen in einer klaren und lesbaren Struktur versammelt. Die Sporthalle wird vollständig in den Baugrund versunken. Auf die tragenden Längswände der Halle wird auf EG-Ebene eine lichte Stahl- Fachwerkkonstruktion aufgesetzt, welche die notwendigen Räume auf drei Geschossen verteilt. Diese leichte Konstruktion ist konsequent aus der notwendigen Tragstruktur entwickelt und zeigt diese auch bewusst in den Innenräumen.

Das EG kommt ohne weiteren inneren Stützen aus und kann daher frei organisiert werden. Ein offen überdachter Campusboulevard führt zum Neubau; der westlich anschließende Schulwald wird damit elegant in das Gebäude erweitert. Die anschließenden Nutzungen von Foyer, Aula und die vertikale Erschließung in das UG der Sporthalle und die Obergeschosse sind richtig platziert und durch eine lichte Glasfassade mit dem Campus-Boulevard und den Freiräumen verbunden.

Die Obergeschosse bieten der Schulgemeinschaft maximale Flexibilität. Die Raumerfahrung ist geprägt von Großzügigkeit und Transparenz. Ganz selbstverständlich bewegen wir uns in einem luftigen Raum, der neben den notwendigen Funktionen die offenen Lernzonen als eigenständige Raumgefüge integriert.

Bemerkenswert ist das robuste Entfluchtungskonzept über vorgelagerte Balkone, dass ebenso wie alle anderen konstruktiven und verordnungsrechtlichen Notwendigkeiten mit sicherer Hand in die Architektur integriert wird. Eine vorgelagerte Fassadenbegrünung lässt diese Zone mit dem Außenraum des Schulgeländes zusammenwachsen.

Kritisch anzumerken ist der sehr hohe Aufwand für die Erstellung der Sporthalle im UG; auch der konstruktive Brandschutz der Stahlkonstruktion wird kritisch diskutiert. Ebenso sollte die vollflächige Verglasung der Außenwände in Bezug auf den Sonnenschutz überprüft werden.

Die Denkmalbehörde bewertet den Entwurf im Rahmen des Umgebungsschutzes zu den Kulturdenkmalen Ziehenschule und St. Josephskirche als konstruktiven Beitrag zur architektonischen Weiterentwicklung der Ziehenschule. Das auf allen Ebenen offene Brückenbauwerk zwischen Kulturdenkmal und Neubau ist zwar an einem bisher unversehrten Fassadenbereich positioniert, jedoch resultiert hieraus im Gegenzug die Wiederherstellung der vom aktuellen Anbau verbauten Treppenhausfensterachse sowie der ehemaligen Portal-Zugangssituation des westlichen Treppenhauses.

Im Inneren des Altbaus stellt die geplante Treppenverbindung zwischen ehem. Turnhalle und ehem. Aula einen denkmalpflegerisch nicht vertretbaren substanziellen Eingriff dar.

Der Dachanschluss des Brückenbauwerks an den Traufbereich des Kulturdenkmals ist auszuformulieren. Ein substanzieller Eingriff in die Bestandstraufe ist dabei zu vermeiden.

Außergewöhnlich ist die intellektuelle Stringenz des Entwurfs, der nicht nur räumlich überzeugt, sondern ebenso selbstverständlich ein passendes konstruktives Konzept formuliert, in dem auch die Haustechnik sinnvoll berücksichtigt ist. Die Komplexität der Aufgabe wird in eine entsprechende Architektur übersetzt; die eine gesellschaftlich komplexe Gemengelage aus Vorschriften, Richtlinien, gesellschaftlichen Anforderungen und Korrektheiten modern interpretiert. Eine Weiterentwicklung des Konzeptes unter Berücksichtigung der Nutzeranforderungen erscheint dabei sowohl für den Neu- als auch den Altbau gut möglich.

Die Schule wird mit diesem Konzept zu einem lebendigen Ort unserer Zeit, der optimistisch in die Zukunft weist.