Erweiterungsneubau der Otto-Hahn-Schule in Frankfurt am Main

Leitidee - Ensemble und Schulhof
Die Otto-Hahn-Schule soll mit dem Ersatzneubau eine neue Mitte für die Schulgemeinschaft erhalten und ein neues Gesicht in Nieder-Eschbach ausbilden. Dafür werden das alte Bauteil A sowie die Pausenhalle rückgebaut. Der kompakte, dreigeschossige Neubau orientiert sich in der Höhenentwicklung am bestehenden Ensemble. Die Gliederung der Baumassen resultiert aus der typologischen Disposition der Klassencluster in den Obergeschossen. Die drei Gebäudeflügel sind versetzt zueinander angeordnet, um eine optimale Ausnutzung des Grundstückes zu gewährleisten, ein angemessenes Ensemble mit den bestehenden Gebäuden der Schule und einen möglichst großen, attraktiven und klar zonierten Außenraum zu schaffen. Der neue Schulhof bildet die (außen)räumliche Schnittstelle und die Verbindung zwischen den einzelnen Bauteilen.
Die Erschließung erfolgt zukünftig entweder durch die Eingangshalle des neuen Gebäude A. Die Halle verbindet den Eingangsvorbereich mit dem neuen Schulhof. Weiterhin können der neue Schulhof und die Bestandsbauten über den vorgelagerten Hof oberhalb der Bushaltestelle sowie durch die Zufahrt im östlichen Bereich des Areals erreicht werden. Diese dient zukünftig auch zur Andienung der Mensa.

Gemeinschaftsbereiche
Das Erdgeschoss beinhaltet die allgemeinen, gemeinschaftlichen Funktionen und beherbergt die Pausenhalle, Mensa mit Küche und Aula mit Musikräumen sowie die Schulverwaltung. Die Mensa öffnet sich zum neuen Schulhof, während die Aula, die auch zukünftig für außerschulische Aktivitäten wie Ortsbeiratssitzungen in Nieder-Eschbach genutzt wird, im Südosten zum Urseler Weg hin orientiert ist.
Die Küche ist im nördlichen Bereich verortet und lässt sich über die östliche Zufahrt andienen. Auch die Musikräume verfügen hier über einen eigenen Eingang, und sind damit auch außerhalb der Schulzeiten für Musikunterricht nutzbar. Die Musikräume und die Sammlung liegen in räumlicher Nähe zur Aula mit Umkleiden und Requisitenlager. Das Requisitenlager kann als Theaterwerkstatt genutzt werden.
Die Verwaltung der Schule liegt im westlichen Cluster und orientiert sich dreiseitig zu den Schulhöfen und zum Urseler Weg, ein Lichthöhe gliedert den Bereich. Das Gebäude verfügt über drei dieser Lichthöfe, die der natürlichen Belichtung der innenliegenden Räume sowie der Belüftung und Klimatisierung dienen.
Der nördliche Teil des Gebäudes verfügt über eine Technikzentrale im Untergeschoss. Das bestehende Gefälle auf dem Grundstück wird aufgenommen. Durch einen Versprung der Erdgeschossebene erhalten Aula und Musikräume eine größere Raumhöhe. Mensa und Verwaltung befinden sich auf dem höheren Niveau des Schulhofs.

Pausenhalle – die neue Mitte
Die Pausenhalle verbindet alle wichtigen Raumbereiche und bietet eine großzügige Aufenthaltsbereich außerhalb der Unterrichtszeiten. Die Mensa und die Aula sowie der kleine Musiksaal lassen sich zugunsten räumlicher Synergien bei Veranstaltungen großzügig zur Aula hin öffnen.
Die Niveaumodellierung wird in der Pausenhalle durch Sitzstufen- und Treppenanlagen spürbar, die attraktive Aufenthaltsmöglichkeiten schaffen. Prägendes räumliches Element der Eingangs- und Pausenhalle ist die doppel- und gegenläufige Treppenanlage, die als Haupterschließung alle Geschosse verbindet. Alle wesentlichen Raumbereich werden über diese Halle erschlossen. Ein Aufzug stellt die Barrierefreiheit zwischen den Ebenen und Geschossen sicher.

Klassencluster- und Unterrichtsbereiche
Geschossweise bildet sich die Schulhalle rund um die Treppe herum als räumliche Schnittstelle der jeweils drei Cluster als großzügiger Sammlungs- Verteiler und Aufenthaltsbereich aus. Die Sanitäranlga und der Aufzug sowie die Werkräume sind der Halle zugeordnet. Im 2. Obergeschoss befindet sich die Jugendhilfe.
Die Zugänge zu den Clustern sind dabei klar definiert durch die Lichthöfe, die auch die zentrale Halle belichten.
Aus der Halle führt der Weg durch eine räumliche Schleuse (mit Schliessfächern) in die jeweiligen Clustermitten. Diese sind vom Innenhof bis zur Fassade durchgesteckt und dadurch natürlich belichtet. An den Fenstern bilden sich gut nutzbare Raumbereiche zur Differenzierung der pädagogischen Aktivitäten.
Die Cluster sind mit jeweils 4 bzw. 5 Klassen gebildet, die alle über die Clustermitte verbunden sind. Jedes Cluster verfügt über einen direkten Zugang zu einem der drei Fluchttreppenhäuser. Damit ist der erste Fluchtweg definiert, der zweite Fluchtweg erfolgt über die Halle.

Konstruktion und Nachhaltigkeit
Nachhaltige Kriterien bestimmen die Konstruktion des Ersatzneubaus. Grundsätzlich ist der Neubau in zwei verschiedene Konstruktionen aufgeteilt: das Erdgeschoss und die Teilunterkellerung werden als Massivbau, die beiden Obergeschosse mit den Clustern als modularisierter Massivholzbau ausgeführt. Begründet liegt dies in der Nutzungsverteilung und Robustheit. Während im EG mit der Aula, der Mensa und den Musikräumen hohe schallschutztechnische Anforderungen (zwischen den Geschossen und nach Außen) bestehen, sind im OG die deutlich ruhigeren Cluster und Fachräume untergebracht. Die erdgeschossige Mensa samt Küche haben hohe hygienische Standards und eine starke Feuchteentwicklung - beides Kriterien für den Massivbau. Dieser wird großteils aus Fertig- oder Halbfertigteilen zusammengefügt. Die weitspannenden Stahlbetondecken z.B. über der Aula werden von BSH Trägern getragen und schubfest miteinander verbunden.
Der Massivbau wird auch in der Fassade nach außen getragen: erdgeschossig wird eine hinterlüftete, bewehrungsfreie UHPC-Fertigteil-Fassade mit einem Matrizenbild einer Bretterschalung (in Anlehnung an die OG-Holzfassade) vorgeschlagen – diese ist bei sehr geringem Materialeinsatz sehr langlebig, wartungsfrei und hochgradig witterungsbeständig und Vandalismus resistent.
Der Holzbau ab 1. OG ist als Holzmodulbau konzipiert. Die Geschossdecke über 1. Obergeschoss erhält eine Brettstapeldecke mit einer Masseschicht aus wiederverwendetem Betonschotter und darauf eine schwimmende Estrichkonstruktion. Die tragenden Außenwände bilden Vollholzwände. Eine hinterlüftete Vertikal-Bretterschalung aus Lerchenholz (ggf. thermisch stabilisiert) bildet die Wetterschicht und schützt die dahinter liegende, kaschierte Glaswolldämmung, die aus 80% Recyclingmaterial besteht. Tragende und nichtragende Innenwände werden als Holzrahmenelemente konfektioniert.
Alle Verglasungen sind in langlebigen Holzalu-Konstruktionen geplant. Neben festverglasten Elementen werden rhythmisch Öffnungsflügel mit Dreh-Kipp-Beschlag angeordnet, die sich hinter einbruchsschützenden Wetterschutzgittern (schlossgesichert öffenbar) befinden. Diese Öffnungen stellen eine einfache Reinigung der Festverglasungen sicher und werden zur manuellen Stoßlüftung und Nachtauskühlung genutzt. Der Innenausbau setzt auf natürliche und recycelte Baustoffe (z.B. Linoleum, Holzparkett, Lehmbauplatten, Holzelemente) und auf einfache Anpassbarkeit an zukünftige Anforderungen.
Die Technikkomponenten werden in wenigen Vertikalschächten gebündelt und von dort zumeist offenliegend an den Decken verteilt, so dass man alle Komponenten leicht warten und anpassen kann. Ein wichtiger Bestandteil der technischen Ausstattung sind die anschlussfertigen, abgehängten Metallsegel an den Decken, die sowohl Raumakustik als auch schnell reagierend Wärme und Kälte liefern.
Ein Retentionsdach bildet die 5. Fassade. Die Substrat- und Grünschicht liefert einen erheblichen Beitrag zur Wasserhaltung, verbessert das Mikroklima und die Biodiversität deutlich, ist Wasser- und Wärmespeicher und schützt den massearmen Holzbau und die Dichtungsbahn vor großen, tagesbedingten Temperaturschwankungen.

Technische Anlagen
Wasser / Abwasser - Das anfallende Regenwasser wird in erdverbauten Vorlagebehälter gesammelt und kann zur Bewässerung oder Außenraumkühlung herbeigezogen werden. Rigolen und Mulden im Außenbereich halten das Wasser auf dem Grundstück. Die Küche erhält eine Fettabscheideranlage im Untergeschoss. Die Wasserzufuhr wird über einen eigenen Hausanschluss gewährleistet (und nicht mehr über Haus B versorgt). Das im Küchenbereich benötigte aufbereitete Trinkwasser wird im UG mittels einer Enthärtungsanlage erzeugt. Frischwasser und Heizungswasser können bei Bedarf über Solarthermie der PVT Hybridmodule (vor)erhitzt werden. Ein hochgedämmter Warmwasserspeicher im Untergeschoss dient als Langzeitspeicher und unterstützt über Wärmetauscher das Heizungs- und Warmwassernetz (vor allem Mensaküche).

Wärmeversorgung - Der Wärmebedarf des Gebäudes soll über eine Geothermieanlage gedeckt werden. Entsprechend des Wärmebedarfs wird die Anzahl an benötigten Erdsondenbohrungen ermittelt, über welche die Wärmeenergie entnommen wird. Die Sole-Wasser-Wärmepumpenanlage wird im UG im Technikraum mitsamt der zugehörigen Anlagentechnik montiert. Neben der Wärmeenergienutzung ist eine Umgehung der Wärmepumpe möglich, sodass im Sommerfall ein quasi kostenfreies Kühlpotential über das „natural cooling“ zur Verfügung steht. Das Gebäude ist somit vollständig regenerativ beheizt und autark von der Zentralheizung der OHS. Solarthermie-Zellen auf dem Dach generieren eine Grundlastabdeckung der Pufferspeicher im Heizfall. Sämtliche Räume, wie Klassen- und Verwaltungsräume, werden über ein Deckenstrahlungssystem beheizt. Dieses wird in Form einer nach Bedarf akustisch wirksamen Decke als fertig montiertes Metallsegel montiert und wird mit sehr niedriger Systemtemperatur betrieben. Das Wärmestrahlungssystem reagiert schnell auf wechselnde innere Lasten und eignet sich somit gut für Klassenräume. Im Bereich der Mensa und Aula wäre es im Sinne einer späteren Kosteneinsparung auch möglich, die Bereiche durch das zugehörige Lüftungssystem zu beheizen.

Lufttechnische Anlagen - Der Wärmebedarf des Gebäudes soll über eine Geothermie-Anlage gedeckt werden. Alle Räume erhalten Fensterflügel zur Stoßlüftung und als Teil der Nachtauskühlung. Auf Basis der Personenbelegungszahlen werden alle Räume mit Fassadenanschluss über dezentrale Lüftungsgeräte mit integriertem Heizregister belüftet. Als spezifische Luftmenge wird eine Außenluftrate von min. 30m3/h empfohlen. Die dezentralen Geräte belüften die zugehörigen Räume bedarfsgerecht entsprechend der durch CO2-Sensoren gemessenen Raumluftqualität. Im Nachtlüftungsfall können die Geräte mit erhöhtem Luftvolumenstrom betrieben werden. Innenliegende WC-Kerne erhalten zusammengefasst jeweils ein Kompakt-Lüftungsgerät in Form eines zwischendeckenmontierten KWL-Gerätes im obersten Geschoss. Die Aula erhält ein eigenes RLT-Gerät, welches für die rd. 300 Sitzplätze eine Luftmenge von rd. 9.000m3/h (entspr. 30m3/h*Person) bereitstellt. Außerhalb der Nutzung kann der Raum im Umluftbetrieb beheizt werden. Die Mensa (rd. 200 Sitzplätze) wird aufgrund des hohen Außenwandanteils hybrid über ein eigenes RLT-Gerät als Grundlast mit 4.000m3/h (entspr. 20m3/h*Person) belüftet. Bei Vollbenutzung wird die maschinelle Lüftung durch die Fensterlüftung unterstützt. Der Küchenbereich erhält ein separates Küchenlüftungsgerät, bemessen nach VDI2052. Entsprechend der Grobbemessung nach VDI2052 Bild4 wird das Gerät mit rd. 10.000m3/h dimensioniert. Die drei beschriebenen RLT-Geräte werden im Untergeschoss in der Technikzentrale aufgestellt.

Strom / Fernmeldeanlagen / Gebäudeautomation - Für die Stromversorgung wird im UG des Gebäudes ein Hausanschluss hergestellt. Auf dem Dach des Gebäudes soll eine PVT Hybridmodul-Anlage errichtet werden, die zur Optimierung des Eigenverbrauchsanteiles mit einer Batteriespeicheranlage ergänzt wird. Die Stromversorgung des Gebäudes erfolgt mit Niederspannung 400/230 V. Sämtliche Fenster erhalten einen automatisierten, außenliegenden und lichtlenkenden Sonnenschutz als Blendschutz und Schutz vor ungewünschtem Wärmeeintrag im Sommer. Die Anbindung an das Telekommunikationsnetz erfolgt von der Straße her in den Technikraum. Das Schulgebäude wird vollflächig und vorschriftsmäßig mit einer Brandmeldeanlage überwacht, die in einem eigenen Raum unterzubringen ist. Im Untergeschoss des Gebäudes wird ein Informationsschwerpunkt (ISP) aufgebaut, auf welchen sämtliche regeltechnisch relevanten Feldgeräte aufgeschaltet werden und angesteuert werden können. Die Antriebe der Raumheizung werden einzeln angesteuert und geregelt. Im Büro des Gebäudeverwalters wird eine Möglichkeit zur Bedienung und Überwachung der Anlagen vorgesehen. Zur Fernüberwachung kann eine Aufschaltung auf ein übergeordnetes Netzwerk hergestellt werden.