Neubau Frida-Levy-Gesamtschule in Essen

Leitidee

Eine grüne Insel in der Stadt.

Umspült vom Verkehr, gefasst durch einen grünen Saum, abgeschirmt von den Schulbaukörpern kann sich im Inneren das vielfältige, bunte Treiben des Schullebens entfalten.

Städtebauliches Konzept

Die neue Gesamtschule entwickelt sich eigenständig und autark am neuen Standort. Ein grüner Saum rahmt das Grundstück, wirkt als Feinstaubfilter und dient der Retention von Regenwasser gemäß des „Schwammstadtprinzips“. Der Neubau der Schule fügt sich in diesen Saum ein und vernäht sich mit ihm. Im Inneren entsteht so ein geschützter Aufenthaltsbereich, der trotz der hoch belasteten Umgebung ein gesundes und angenehmes Lern- und Lebensklima erzeugt.

Zwei Rezeptoren im grünen Saum markieren die Zugänge für Schüler:innen und Besucher:innen. An der Hollestraße nimmt der großzügige Eingangsbereich der Schule die Bewegungsströme der Schüler:innen und Lehrer:innen vom ÖPNV, vom südlichen Parkplatz und vom Hauptbahnhof auf und leitet diese ins Innere der Schule. In direkter Nähe befinden sich die Kiss-and-Ride und Behinderten-Stellplätze.

Der zweite einladende Rezeptor am Varnhorst-Kreisel nimmt die nördliche Zuwegung zur Schule aus Richtung Innenstadt und den externen Zugang für das Sportzentrum auf. Beide Eingangsbereiche orientieren sich in ihrer topografischen Lage an den Anschlusshöhen der angrenzenden Stadträume und vermitteln zum Schulhof.

Der weich geschwungene Sockel nimmt alle Gemeinschaftsfunktionen auf. Darüber befinden sich die Lernhäuser mit den Jahrgangsclustern. Die Anordnung der Lernhäuser folgt der Idee, alle Unterrichtsräume zum Grün hin zu orientieren und eine Ausrichtung zu den hochfrequentierten Straßen zu vermeiden. Dem Verlauf der vorhandenen Topografie folgend nimmt die Geschossigkeit der Lernhäuser Richtung Varnhorststraße ab. Der Zugang zum Sportzentrum am Varnhorst-Kreisel wird durch die gestapelten 1-Feld Sporthallen und die Frei-Sportfläche auf dem Dach akzentuiert.

Alle Vorgaben der Bebauungspläne werden eingehalten.

Erschließungskonzept

Dem Sicherheitskonzept des Nutzers, hinsichtlich der Abgrenzung zum Stadtraum folgend, wird die neue Frida-Levy-Gesamtschule ausschließlich über die zwei zentralen Eingangsbereiche an der Hollestraße und am Varnhorst-Kreisel erschlossen. Alle Zugänge sind barrierefrei ausgebildet.

Die Anlieferung für die Mensa erfolgt von der Varnhorststraße zwischen Sportzentrum und Schule. Sie befindet sich auf dem Niveau der Varnhorststraße, gegenüber dem Schulhof abgesenkt. Hier sind auch die barrierefreien Parkplätze für die Sporthalle verortet, mit ihrem direkten Zugang in das Sportzentrum. Die barrierefreien Stellplätze der Schule, sowie die Aufstellflächen für den Kiss-and-Ride Verkehr liegen an der Hollestraße westlich des Hauptzugangs.

Eine Fahrradabstellanlage befindet sich auf Schulhofniveau an der westlichen Grundstücksgrenze, als Puffer für die Verkehrsimmissionen der Bernestraße. Dezentrale weitere Anlagen befinden sich an den beiden Hauptzugängen.

Gebäudekonzept und Funktionalität

GESAMTSCHULE:

Von der Hollestraße kommend wird die Schule von einem großzügigen Vorplatz erschlossen.

Mittelpunkt des gemeinsamen Schullebens ist die zentrale 2-geschossige Halle, die das Erdgeschoss mit dem Gartengeschoss und Schulhof verbindet. Eine einladende Freitreppe führt unmittelbar in das Gartengeschoss und in den Freibereich. Von der zentralen Pausenhalle sind alle Klassenhäuser, Fachklassenbereiche und Gemeinschaftsbereiche auf kurzem Weg erreichbar. Die Aula, die Mensa, der Ganztagsbereich mit der Bibliothek und das Schüler-Café profitieren von der Pausenhalle als Foyer.

Alle Bereiche sind übersichtlich und ablesbar rund um die zentrale Halle organisiert.

Über die rechte Seite des Haupteingangs gelangt man direkt in den Verwaltungsbereich. Am Innenhof entsteht eine erweitere Flurzone, die Platz für Wartende bietet und zu informellen Gesprächen einlädt. Besprechungsräume und das Kollegium bilden den Abschluss der Verwaltung.

Über die linke Seite gelangt man in die Fachklassenbereiche Kunst, Technik und Informatik, die in ihrer Lage zur Hollestraße den Schwerpunkt der Schule - einem Schaufenster gleich - sichtbar machen.

Aus der Pausenhalle kann man im Gartengeschoss alle Gemeinschaftsräume auf kurzem Weg erreichen. Am Übergang zum Sport am Mensa-Hof ist die Schulmensa situiert. Die offen gestaltete Küche (Frontcooking) dient unmittelbar den Speisebereich an. Die darunter liegende Anlieferung kann in einem geschützten Gebäudeunterschnitt erfolgen.

Über dem Erdgeschoss werden die drei Lernhäuser mit den Jahrgangsstufen 5-6, 7-8 und 9-10 angeschlossen. Die Cluster funktionieren doppelgeschossig wie kleine Familienhaushalte:

- eigener Zugang aus dem zentralen Forum,

- eigene Garderoben und Toiletten,

- Klassen und Gruppenräume werden im Wechsel gemeinsam mit dem Teamraum um einen kleinen

Innenhof herum angeordnet,

- Zentral am Innenhof liegt der Co-Learning und Aufenthaltsbereich = „Wohnzimmer“ = informeller Arbeitsbereich.

- Klassenräume bilden die privaten „Zimmer“ und orientieren sich nach außen in das ruhige Grün.

So bildet jeder Jahrgang einen eigenen kleinen Kosmos im neuen Schuluniversum.

Aufgrund des maßgeschneiderten Brandschutzkonzeptes gem. aktueller Schulbaurichtlinie mit der Unterteilung in 2 brandschutztechnische getrennte Nutzungsbereiche (mit den jeweiligen direkt erreichbaren Fluchttreppenhäusern) bestehen innerhalb der Einheiten keine weiteren Brandschutzanforderungen. Somit können die Erschließungsbereiche und der informelle Lernbereich frei für pädagogische Zwecke benutzt werden.

Die Fachraumgruppe Naturwissenschaften liegen im EG des Sockels für alle Schüler gleichermaßen gut erreichbar direkt angebunden an die zentrale Pausenhalle.

Der Oberstufenbereich SEK II wird schlussendlich im 1.OG über der Verwaltung und den Fachklassen an der Hollestraße in analoger Systematik zu den Lernhäusern der SEK I organisiert. Die gewünschte Einteilung in drei Raumgruppen (Jahrgangsstufen) erfolgt im Gleichklang mit der brandschutztechnischen Trennung in überschaubare Lernbereiche. Sinnfällig ergänzt wird dieser Bereich um einen separaten Freibereich auf dem Dach. Das Beratungszentrum wird ebenfalls zentral im 1.OG über der Verwaltung angeordnet.

SPORTZENTRUM:

Die 1-Feld Sporthallen werden übereinander an der nordwestlichen Ecke am Varnhorst-Kreisel gestapelt. Sie erhalten einen eigenen Eingang vom Vorplatz aus. Das großzügige Sportfoyer bietet Raum für Zuschauer und den Vereinssport unabhängig vom Schulbetrieb.

Der Hallenboden der 3-fach Sporthalle befindet sich auf Höhe der Varnhorststraße. Die Tribünen befinden sich auf Schulhofniveau. Diese Anordnung und Ausbildung macht den Sport auf unterschiedlichsten Ebenen erlebbar und gewährt Einblicke und Durchblicke von der Stadt und Schule.

Ergänzt wird das Sportzentrum um eine Multifunktionsflache auf dem Dach der 1-Feld Sporthallen, die für die umliegenden Hochhäuser als Landmarke erkennbar ist.

Freiraumkonzept

Eingebettet in einen grünen Saum öffnet sich der Schulbau zum umgebenden Stadtraum.

Der Wechsel aus Gebäudevorsprüngen und freiräumlich bespielten Rücksprüngen schafft eine lebendige Verzahnung, die neben extensiven grünblauen Elementen (wie z.B. ökologisch bepflanzten Regenwassergärten) auch wichtige städtebauliche Verknüpfungen wie die Zugangsplätze an der Holle-/Varnhorststraße bzw. an Varnhorst-/Bernestraße umsetzt. Wichtige Bezüge zum Haltepunkt Hollestraße, zum Hauptbahnhof sowie zum Bürgerrathaus werden so aufgegriffen. Der nach innen orientierte, durch den Gebäudekörper von den Geräuschimmissionen der Verkehrstrassen geschützte Schulhof wird von einem Klimabaumhain bestanden, der sowohl wertvolle Bestandsbäume erhält, als auch durch zahlreiche Neupflanzungen mit Baumrigolen ergänzt wird. In Wechselwirkung des Schulhofs mit Gebäude (überkragendes Vordach) und grünem Rahmen (ruhige, begrünte Randbereiche, Sitzrahmung) entstehen verschiedene Aufenthalts- und Aktivitätszonen mit unterschiedlichsten Angeboten von Treffpunkten, Spielbereichen, Veranstaltungsflächen, Ruhezonen und Sportbereichen.

Die Spiel- und Sportbereiche liegen wie Inseln aus Rasen, Sand, Rindenmulch oder Tartan in der großen freien baumbestandenen Pausenhoffläche. Neben den Ruhe- und Spielbereichen werden mehrere Tischtennisplatten, eine 50 m Laufbahn und ein Multifunktionsfeld angeboten. Ergänzt werden die Angebote auf dem Schulhof um eine Multifunktionsfläche auf den 1-Feld Sporthallen.

Die öffentliche Wegeverbindung von der Hollestraße und dem Varnhorst-Kreisel wird durch di parkartige Gestaltung nach Vorbild des englischen Landschaftsparks aufgewertet. Die wertvollen Baumkronen der Bestandsgehölze werden durch das Auslichten von Wildwuchs und einer atmosphärischen Beleuchtung hervorgehoben.

Konstruktion und Fassadenmaterialen

KONSTRUKTION:

Für die Schulgebäude ist ein wirtschaftliches, flexibles und nachhaltiges Tragsystem vorgesehen. Die Geschossdecken sind als 12cm CLT-Decken (Brett-Stapeldecke) geplant. Oberseitig ist eine 10cm Schallschutzschüttung vorgesehen, durch die die bauphysikalischen Anforderungen an den Schallschutz voll erfüllt werden. Dies minimiert die Bauzeit und unterstützt eine Umsetzung gem. dem Cradle-To-Cradle Prinzip. Folgerichtig wird dieses Prinzip mit Klimadecken zwischen den Balkenlagen ergänzt.

An den Rändern wird die Konstruktion an entlang der Fassaden oder den Flurzonen angeordnete Betonfertigteilträgern angeschlossen. Alle vertikalen Tragelemente sind in Stahlbeton ausgeführt.

Durch die geplante Hybridkonstruktion kann im Verhältnis zu einer konventionellen Konstruktion eine große Menge an Beton eingespart werden. Neben der Einsparung der grauen Energie bei der

Betonherstellung wird in der Holzkonstruktion pro Kubikmeter Holz ca. eine Tonne CO2 gespeichert. Ein weiterer Vorteil der Hybridkonstruktion ergibt sich aus der Einsparung an Konstruktionsgewicht, da sich dadurch die Gründungslasten deutlich reduzieren woraus sich ein erheblicher Kostenvorteil ergibt.

Das Sockelgeschoss sowie die in das Erdreich einbinden Geschosse werden in Ortbeton realisiert.

FASSADE:

Die elementierte Fassade entwickelt sich aus dem Raumraster und wird nach dem Prinzip der Maschenweite gestaltet. Unterrichts- und Aufenthaltsbereiche werden mit Sitzbrüstungen geplant. Die Fensterelemente aus Holz werden mit ca. 25 cm tiefen vorgesetzten Holzlamellen im Bereich der Öffnungsflügel ergänzt, die die Führungsschienen für den Sonnenschutz aufnehmen. Die äußeren Holzbauteile werden mit einer speziellen ökologisch unbedenklichen und wartungsarmen mineralischen Imprägnierung vor Vergrauung geschützt.

Alternierend werden großzügige Festverglasungen mit Fenstern ausgestattet, die eine fachgerechte und einfache Fassadenreinigung ermöglichen. Die Brüstungsbänder erhalten eine vorgehängte Fassade aus Recycling-Aluminium.

Der Wärmebedarf des Gebäudes wird durch den sehr guten Wärmeschutz der hochwärmedämmenden Fensterrahmen in Verbindung mit einer 3-fach-Verglasung reduziert.

Als Sonnenschutz werden Fallarm-/Ausstellmarkisen eingesetzt, die sowohl eine hervorragende Verschattung, als auch optimale Lichtverhältnisse für Bildschirmarbeitsplätze garantieren.

Die opaken Außenwände werden als vorgefertigte hochwärmegedämmte Holzrahmenelemente hergestellt und innenseitig dampfdicht an das Bauwerk angeschlossen. Eine hinterlüftete Bekleidung aus Holzlamellen schützt die Unterspannbahn.

AUSBAU:

Die Innenbereiche sind geprägt von haptisch angenehmen Oberflächen, wie naturbelassenem Holz und samtig hellem Sichtbeton der aussteifenden Kerne. Durch die hybride Konstruktion bedingt, können in den Gefachen der Holzkonstruktion die Leitungen einfach verzogen werden. Unterseitig werden die Hohlräume mit den Elementen der Heiz-Kühldecken verdeckt, die gleichzeitig eine optimale Akustik erzeugen.

Durch die Verwendung von robusten, reparaturfreundlichen und gesundheitlich unbedenklichen Materialien wird das gesamte Gebäude nachhaltig ausgestattet.

Über die straffe Rasterung des Gebäudes und die in weiten Teilen elementierte und industriell vorgefertigte Bauweise wird eine schnelle und wirtschaftliche Erstellung des Gebäudes angestrebt.

Energie- und TGA Konzept

Das Energiekonzept ergibt sich aus den Synergien zwischen Architektur-, Bauphysik-, Statik- und TGA-Konzept.

Die Vorgehensweise folgt hier dem Grundsatz „Bedarfsreduzierung, Effizienzsteigerung und regenerative Versorgung“. Durch die Anlehnung an den Passivhausstandard wird eine maßgebliche Bedarfsreduzierung erzielt. Durch ein optimiertes Flächenvolumenverhältnis und einem ausgewogenen

Fenster-/Fassadenflächenverhältnis können zudem die sommerlichen als auch winterlichen Lasten reduziert werden. Dieser Ansatz erlaubt ein schlankes, robustes, funktionales und nachhaltiges TGA-Konzept. Hierbei wird berücksichtigt, dass die Relevanz für eine Beheizung aufgrund der geringen Heizlasten und der internen Wärmequellen rückläufig ist und die Relevanz von Kühlung/Entwärmung und Lüftung zunimmt. Die Anordnung von Technikflächen zentral und dezentral erfolgt so, dass kurze Installationswege in klarer Struktur mit geringen Leitungslängen und einer optimierten Installationsführung zur Vermeidung von Kreuzungen realisiert werden können.

Das Wärmekonzept setzt auf den Energieträger Erdwärme und Wärmepumpe. Die elektrische Energie ist der Energieträger der Zukunft und wird zunehmend regenerativ ausgebaut und kann dezentral selbst erzeugt werden. Ebenso ist ergänzend dazu eine Speicherung der erzeugten elektrischen Energie im Gebäude möglich. Weiterhin kann über das System der Erdwärme eine passive Kühlung des Gebäudes erfolgen. Die Wärmeübertragung sommerlich wie winterlich erfolgt über Bauteilaktivierung und/oder Decken-heiz-/kühlsegeln mit akustisch wirksamen Oberflächen. Durch den Entfall einer Abhangdecke in den Klassenräumen wird die Speicherfähigkeit der Tragkonstruktion genutzt. Sämtliche Aufenthaltsräume werden über Flächentemperiersysteme geheizt und gekühlt. Die Kühlung erfolgt passiv über die Erdwärmesondenanlage.

Klassenräume, Versammlungsstätten und sonstige Aufenthaltsbereiche mit einer hohen Dichte an Personen werden kontrolliert mechanisch be- und entlüftet. Die Be- und Entlüftung erfolgt über zentrale RLT-Anlagen. Diese verfügen über eine hocheffiziente Wärmerückgewinnung und ggfs. über eine adiabate Abluftkühlung zur Vortemperierung der Zuluft im Sommer. Insofern kann über diese Anlagen sowohl die Luftqualität als auch der sommerliche Wärmeschutz ergänzend zur passiven Entwärmung über die Erdwärme gewährleistet werden.

Die Nachauskühlung in Verbindung mit der Speicherfähigkeit der Räume lässt hier ein schlankes Anlagenkonzept zu, da durch die Amplitudenverschiebung wesentliche Lasten zeitversetzt abgeführt werden können. Die Nutzung von Regenwasser für die WC-Spülung als auch für die adiabate Abluftkühlung ergänzt hier den nachhaltigen Ansatz des Energiekonzepts. In Kombination mit der Photovoltaikanlage auf den Dachflächen besteht ein teilautarkes energetisches System auf Basis regenerativer Energiequellen. Überschüssig erzeugte elektrische Energie wird in das Stromnetz eingespeist oder über Smart-Grid-Systeme im Gebäude genutzt bzw. im Batteriespeicheranlagen gespeichert. In den Klassenräumen werden die Waschtische ausschließlich mit Kaltwasser versorgt. Dies reduziert den notwendigen Energieeinsatz sowie auch die Investitionskosten.

Tragwerkskonzept

Das Tragwerk im Bereich der Schulgebäude wird in Holz-Beton-Hybridbauweise vorgesehen. Die Decken bestehen aus ca. 40cm starken Plattenbalkendecken aus Holz mit darauf befindlicher, über den Balkenabstand von 1,25m spannender Brettstapeldecke. Die Anordnung der Balken senkrecht zur Fassade ermöglicht die Nutzung des entstehenden Zwischenraums für die TGA und eventuelle schallabsorbierende Maßnahmen, ohne dadurch die Deckenhöhe vergrößern zu müssen. Die Ausrichtung der Balken hat außerdem den Vorteil, dass die Einfädelung der TGA in den Balkenzwischenraum vom Flur aus erfolgen kann. Im Flur wird auf Grund der geringeren Spannweite die Balkenhöhe reduziert, so dass entlang der Flurachse die Versorgungsleitungen verzogen werden können. Die Deckenlasten werden über einen Stahlbetonskelettbau bestehend aus Fertigteil-Unterzügen und -Stützen aufgenommen. Die Unterzüge können damit deckengleich ausgebildet und die Stützen schlank in den Grundriss integriert werden.

Die Sporthalle und die Aula werden mit frei spannenden Holzfachwerkbindern überspannt. Der vertikale Lastabtrag erfolgt über in die Fassade integrierte Stützen aus Stahlbeton.

Die Aussteifung der Gebäude erfolgt über die Deckenscheiben in Verbindung mit den Stahlbetonerschließungskernen. Die Gründung erfolgt über Stahlbetonbodenplatten, um etwaige Setzungsunterschiede auf Grund des inhomogenen Baugrunds aufnehmen zu können.

Die Fügung der einzelnen Tragelemente erfolgt über lösbare Verbindungen mittels direkter Auflagerung und Verschraubung. Die gesamte Konstruktion wird in F90-Qualität ausgebildet. Das gewählte Tragwerkskonzept setzt die beiden Materialien Holz und Beton materialeffizient ein und senkt damit, insbesondere durch die Verwendung von Holz in den Deckenflächen, deutlich den Primärenergiebedarf. Innerhalb der Lernhäuser werden die Trennwände nichttragend in Leichtbauweise erstellt. Durch die Skelettkonstruktion ist somit eine hohe Flexibilität für etwaige Anpassungen im Lebenszyklus gegeben.