Neubau des Sozialgebäudes „Halle 8“ in Kaiserslautern

Städtebau & Gestalt
„form follows function“. So formulierte es der Architekt Louis Henry Sullivan zu Beginn des 20. Jahrhunderts. Diesem Grundsatz folgend ist auch im vorliegenden Entwurf die äußere Gestalt des Neubaus stark geprägt durch die hochfunktionalen inneren Abläufe. So entsteht ein länglicher, zweigeschossiger Baukörper, der in seiner äußeren Form seinen inneren Funktionen optimal entspricht.

Durch die bewusste Setzung des neuen Baukörpers im nördlichen Bereich des Baufensters entsteht ein Außenraum, der sich zwischen dem bestehenden Verwaltungsbau im Süden und dem neuen Sozialgebäude im Norden aufspannt.
Dieser zentrale, teilweise überdeckte Zwischenbereich verbindet und erschließt die beiden Baukörper. Über zwei Treppen sowohl im Osten wie auch im Westen gelangt man vom Niveau des Betriebshofes auf einen Sockel und somit auf das Niveau der beiden Baukörper. Über einen gedeckten Wandelgang lässt sich das Erdgeschoss beider Baukörper barrierefrei und trockenen Fußes erschließen. Zudem verbindet sich der begrünte Zwischenraum mit dem baumbestandenen westlichen Grünbereich und bietet dadurch eine sehr hohe Aufenthaltsqualität.
Über zwei Treppen werden die beiden Obergeschosse erschlossen. So gelingt eine Entzerrung und Verlagerung der Verkehrsströme der Mitarbeiter heraus aus dem Verwaltungsgebäude in eine gemeinsame, kommunikative Mitte.

Wasch- und Umkleidebereiche
Im Erdgeschoss befinden sich die beiden hochfunktionalen Umkleide- und Waschbereiche für Damen und Herren wie auch die geforderten Technikräume.
Die großzügigen Umkleiden sind gekennzeichnet durch eine klare Trennung der Schwarz- und Weißbereiche mittels zwischengeschalteten Wasch- und Sanitärzonen welche über eine verbindende Flurzone erschlossen werden. Diese bietet zum einen die Möglichkeit der getrennten Erschließung der verschiedenen Bereiche an mehreren Punkten (kurze und saubere Wege), wie auch eine unabhängige Nutzung der Sanitärbereiche z.B. während der Mittagspause.

Kantine mit Freisitz und Aufbereitungsküche
Die attraktive Kantine mit angeschlossenem Freisitz befindet sich im Obergeschoss des Neubaus. Diese wird zum einen über den zwischen den Gebäuden gelegenen, zentralen Wandelgang, zum anderen über den innenliegenden Treppenraum erschlossen. Ein Aufzug stellt die barrierefreie Zugänglichkeit aller Ebenen sicher. Über diesen kann zudem die Küche über einen zwischengeschalteten Servicebereich direkt vom Betriebshof aus angedient werden.
Der zentral gelegene Küchen- und Sanitärblock zoniert hierbei das Obergeschoss. Separate Kochstellen für die Aufbereitung von mitgebrachten Speisen finden sich ebenso im Küchenblock wie auch die Aufwärmküche für das Catering. Eine Essensausgabe mit kleiner Theke versorgt den anschließenden Speise- und Pausenraum.
Neben einer hohen Aufenthaltsqualität bietet sowohl der Speiseraum wie auch der Freisitz die Möglichkeit der Erholung und der Entspannung. Durch zwei mobile Trennwände lässt sich der große multifunktionale Speiseraum in bis zu drei kleinere, behagliche Einheiten unterteilen, die zum Verweilen einladen aber auch für kleinere Veranstaltungen genutzt werden können. Eine vorgelagerte Aus- und Rückgabezone ermöglicht eine unabhängige Erschließung und Nutzung aller drei Einheiten.
Der direkt an den Speisesaal bzw. an den Pausenraum anschließende Freisitz ist vollständig durch die umlaufende Fassade gefasst und geschützt. Eine stellenweise Überdeckung bietet die Möglichkeit auch bei schlechtem Wetter die Dachterrasse zu nutzen und schafft im Sommer eine konstruktive Verschattung. Die Ausrichtung des Freisitzes Richtung baumbestandenen Grünbereich im Westen bietet die Möglichkeit auch im Obergeschoss im Grünen auf Höhe der Baumkronen zu verweilen.

Konstruktion & Materialität
Die Dauerhaftigkeit bzw. Resilienz ist mit der entscheidende Faktor in der Lebenszyklusbetrachtung. Dies betrifft sowohl die Wahl der Materialien wie auch eine Robustheit gegen äußere Einflüsse. Daher wird im vorliegenden Entwurf bewusst die Verwendung natürlicher, nachhaltiger und recyclingfähiger Materialien vorgeschlagen. Auf Verbundwerkstoffe wird konsequent verzichtet.

Auffallend ist die markante, kassettierte Holzfassade. An ihr lässt sich sowohl die Art der Konstruktion, das verwendete Material wie auch die zugrunde liegende Tragstruktur deutlich ablesen.

Die Wahl gleich großer Kassetten im Holzbauraster ermöglicht eine rationale Fertigung und eine kurze Bauzeit. Es wird sich dabei auf drei Modultypen in Form von vorgefertigten Holzrahmenwänden beschränkt: Ein geschlossenes Element, und zwei Elemente mit zwei Fenstergrößen. Hierdurch wird nicht nur die Produktionszeit sondern auch die Montagezeit reduziert. Dennoch können die Fassadenelemente den unterschiedlichen Anforderungen der dahinter liegenden Räume entsprechen.
Für das Tragwerk wird eine leistungsfähige und wirtschaftliche Holz-Beton-Hybridbauweise gewählt. Auf einer tragenden Holzrahmenkonstruktion wie auch auf einem innenliegenden, aussteifenden Kern in Massivbauweise lagert sich im Erdgeschoss eine Spannbeton-Hohldecke auf. Durch diese ist es möglich, die großen Spannweiten im Umkleide- und Waschbereich der Herren stützen- und unterzugfrei zu überspannen.
Im Obergeschoss kommen Leimholz-Dachbinder zur stützenfreien Überbrückung des Speise- und Pausenraumes zum Einsatz. Der innenliegende Küchen-Kern ist als leichte und flexible Holzrahmenkonstruktion ausgeführt.
Die Fenster sowie die Pfosten-Riegel-Fassade sind in Holz mit Deckschalen aus Recyclingaluminium mit Dreifachverglasung geplant. Ein heller, textiler Sonnenschutz sorgt für ein gutes Raumklima in allen Bereichen des Gebäudes.
Als Bodenbelag kommen zwei verschiedene Materialien zum Einsatz. Rutschhemmende Fliesen in den Nassbereichen wie Küche und Umkleide sowie ein Naturkautschukboden in Industriequalität im Bereich des Speise- und Pausenraumes, farblich abgesetzt im Bereich der Verkehrswege.
Den oberen Gebäudeabschluss bildet ein extensiv begrüntes Flachdach mit Solarmodulen. Hierbei haben die Pflanzen eine kühlende Wirkung auf die Module, wodurch deren Wirkungsgrad steigt.

So entsteht durch eine angenehme Raumatmosphäre sowie eine materialgerechte Verarbeitung und Haptik in Verbindung mit rationeller Fertigung, einer kurzen Bauzeit und einem zukunftsweisenden Energiekonzept ein stimmiges Gesamtkonzept.


 
Bauliches Energiekonzept
Das Gebäude wurde als kompakter Riegel entwickelt, mit einem optimierten Verhältnis zwischen Hüllfläche und beheiztem Volumen, um so die Wärmeverluste möglichst gering zu halten.
Die Gebäudeorientierung in Nord-Süd-Ausrichtung mit Fensterbändern ermöglicht das Querlüften vor allem zur Nachtauskühlung und sorgt für eine natürliche Belichtung der Umkleidebereiche im Erdgeschoss, sowie dem Kantinenbereich im Obergeschoss. Die großflächigen Verglasungen an der erdgeschossigen Südfassade erhalten durch den vorgehängten Erschließungsflur einen baulichen Sonnenschutz. Im Obergeschoss dienen die Öffnungen nach Süden im Winter zur Nutzung von solaren Gewinnen. Vor allem in der Mittagszeit, der Hauptnutzungszeit der Kantine, können solare Erträge den Heizwärmebedarf reduzieren. Im Sommer schützt ein außenliegender Behang, in Form eines Textilscreens vor Überhitzung.
Damit das Gebäude während seiner Nutzungszeit über einen möglichst langen Zeitraum ohne umfangreiche technische Unterstützung ein behagliches Raumklima behält, wurden Konstruktion und Materialität aufeinander abgestimmt. Die Hybridbauweise kombiniert dabei die Vorzüge aus Massiv- und Leichtbauweise.
Durch den gezielten Einsatz von Stahlbeton an sinnvollen Stellen wie z.B. im Bereich des Sanitärkerns ergeben sich Speichermassen, die Wärmespitzen abmildern, Wärme zwischenspeichern und zeitverzögert abgeben können, wenn Umweltenergien wie die Solarstrahlung nicht zur Verfügung stehen. Hierbei soll der ressourcenschonende RC- bzw. R-Beton zum Einsatz kommen.
Eine weitere Speicherkapazität stellt der Estrichbelag da, der zusätzlich durch eine Fußbodenheizung mit Niedertemperatur zur Heizung und Kühlung aktiviert werden soll.
Die Ausfachung der Außenwände in Holzrahmen-Bauweise, sowie die Verglasungsflächen sollen mit einer hohen Wärmedämmqualität und Luftdichtheit zur Reduktion der technischen Anlagen für Heizen und Kühlen beitragen. Der hohe Vorfertigungsgrad und die damit zusammenhängende Zeiteinsparung am Bau sowie die effiziente und wirtschaftliche Bauweise des Holzrahmenbaus sprechen für diese Konstruktionsweise. Holz als natürliches Baumaterial erzielt einen hohen Beitrag zum Klimaschutz, da dauerhaft CO2 in der Konstruktion gespeichert wird. Wichtig ist vor allem, dass das Holz auch außen, in Form einer Holzverkleidung sichtbar wird und aus reguliertem und nachhaltigem Anbau stammt.

Grundsätzliches
Es wurde sich bewusst gegen die Nutzung der Fernwärme (aus Erdgas) entschieden. Wir verfolgen das Ziel der Dekarbonisierung der Wärmebereitstellung im Sektor Gebäude. Als Ansatz dafür sehen wir für das Gebäude das Prinzip der Kalten Nahwärme zum Heizen und Kühlen vor. Die Kombination einer Sole/Wasser-Wärmepumpe mit einem Eisspeicher und Solar-Luft-Kollektoren bilden hierfür die Basis. Denkbar wäre auch eine Erweiterung auf Quartiersebene, sodass Abwärmequellen (z.B. Nutzung von Abwasser oder Prozesswärme) über ein Niedertemperatur-Rohrsystem erfasst werden könnten und bestehenden Gebäude nach schrittweiser Sanierung mit eingebunden werden könnten.

Gebäudetechnik
Photovoltaik mit Energiespeicher
-    Deckt den Grundbedarf über Nacht mittels Stromspeicher
-    Überschüsse vom Tag gehen an die Liegenschaft oder ins Netz

Fußbodenheizung zum Heizen und Kühlen (Kühlen nur für 1.OG, Kantine und Speise- Pausenraum)

Be- und Entlüftung mittels RLT-Anlage mit Wärmerückgewinnung
-    über Erdwärmetauscher zur Vortemperierung (Kühlung und Erwärmung) der Außenluft
-    im Sommer über Bypass-Funktion (ohne Wärmerückgewinnung)
-    bei weiterem Kühlbedarf zu Spitzenlastzeiten, Kühlung über Wärmepumpe möglich
-    zur Nachtauskühlung RLT-Anlage im Abluftbetrieb, Zuluft über Fenster
-    Zwangsbelüftung der Spinde durch Anschluss an Lüftungsanlage, zur Feuchte- und Geruchsabfuhr - Zuluft über Lüftungsschlitze im Schrank

Solar-Eisspeicher
-    Solar-Luft-Kollektoren
-    Eisspeicher (im Erdreich installiert mit Trinkwasser gefüllt)
-    Sole-Wasser-Wärmepumpe
-    Pufferspeicher
-    Wärmequellenmanagement (entscheidet je nach Verfügbarkeit und Wirtschaftlichkeit ob geheizt, gekühlt oder gespeichert werden muss)


Eine hohe Wärmedämmqualität sowie die Luftdichtheit des Gebäudes sind die maßgebenden Faktoren, um eine zukunftsweisende Energieeffizienz zu erreichen. Die Außenbauteile sollen den Wärmeabfluss durch Transmission weitestgehend reduzieren. Neben weiteren passiven Maßnahmen, um den Energiebedarf zu minimieren, wie dem Schutz vor Überhitzung, dem natürlichen Belüften, der Nutzung von Tageslicht und der effizienten Nutzung von Strom gibt es zahlreiche aktive Minimierungs- und Optimierungspotenziale hinsichtlich des Energiebedarfs. Vor allem wichtig ist eine effiziente Energiebereitstellung mit regenerativen Energien.
Die Hauptkomponenten unseres Energiekonzeptes sind eine Sole/Wasser-Wärmepumpe, ein Eisspeicher, Solarkollektoren und ein Wärmespeicher.
Das Herzstück bildet der Eisspeicherbehälter, er ist eine mit normalem Trinkwasser gefüllte Zisterne die unter dem Gebäude installiert wird. Das Wasser kann Umweltwärme (Solar, Luft, Erdreich) zwischenspeichern und an die Wärmepumpe abgeben. Das umgebende Erdreich verhindert ein Auskühlen des Speichers und unterstützt das Gesamtsystem durch nachströmende Erdwärme. Im Innern des Eisspeichers befinden sich große Spiralen mit zirkulierender frostsicherer Sole.
Das vorgesehene Energiekonzept setzt auf die Einbindung von erneuerbaren Energiequellen, als zukunftssichere Medien. Es bietet eine konstante Preisentwicklung, im Vergleich zu den ständig steigenden Rohstoffpreisen für Gas und Öl. Es wird ein umweltfreundlicher Betrieb, ein geringer CO²-Ausstoß, unter Nutzung von fünf kostenlosen, regenerativen Energiequellen: Luft, Sonne, Erde, Wasser, Eis garantiert.
Auch wenn die Investitionskosten für eine Eisspeicher-Wärmepumpenanlage vergleichsweise hoch sind, ist es eine Technologie für ein sicheres, wirtschaftliches und umweltfreundliches Heizen und Kühlen, die sich im Laufe des Betriebs auszahlt.
Der Eisspeicher kann die zeitlich schwankenden Energieangebote mit hoher Effizienz zur gleichmäßigen Nutzung einspeichern.
Die Leistungszahl, bekannt als COP (coefficient of performance), gibt das Verhältnis von erzeugter Kälte- oder Wärmeleistung zur eingesetzten elektrischen Leistung an. Sie liegt beim Eisspeicher in Verbindung mit der Sole-Wasser-Wärmepumpe doppelt so hoch wie bei einer Luft-Wasser-Wärmepumpe.
In den Sommermonaten kann über den Eisspeicher auch natürlich gekühlt werden. Die „Kälte“ fällt als eine Art „natürliches Abfallprodukt“ in der Regenerationsphase des Eisspeichers an.
Ein weiterer Pluspunkt für einen Eisspeicher ist, dass keine tiefen Bohrungen benötigt werden und zudem kann der Speicher ohne Genehmigung ins Erdreich eingesetzt werden.