Nichtoffener Wettbewerb | 01/2023
Neubau Schönbornschule in Karlsdorf-Neuthard
©L+P
Anerkennung
Preisgeld: 10.000 EUR
IPP Technische Gesamtplanung AG
TGA-Fachplanung
Tragwerksplanung
Erläuterungstext
STÄDTEBAU
Der zentral gelegene Schulstandort in der Schönbornstraße soll neu organisiert werden, beginnend mit der Grundschule. Im Anschluss an den Kindergarten folgt die Grundschule und danach die weiterführende Schule. Dieser Entwicklung folgend positionieren sich die Gebäude in einem sich erweiternden "Bewegungsradius". Dabei bildet der Vorplatz in der Schönbornstraße die Brücke zwischen den beiden Lern- und Entwicklungsbereichen. Durch die zentrale Lage im Ort werden die Kinder auch von Norden an die Schule geführt. Durch die beiden Richtungen, aus denen die Kinder kommen werden, entsteht ein Gebäude, das im Erdgeschoss durchgängig 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 ausgeführt. Die Trennung zwischen stabilem Sockel im Erdgeschoss und der leichten Holzfassade in den Obergeschossen führt zu einer Auflockerung der Straßenansicht 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 Trennwänden einteilbar.
TRAGWERK
Das Tragwerk des Gebäudes ist als Hybridkonstruktion mit Decken, Wänden und Stützen aus Stahlbeton und Holz geplant. Hierbei wird das gesamte Erdgeschoss als Stahlbeton-Sockel ausgebildet. Treppenräume 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 großzügige, stützenfreie Bereiche geschaffen und die Auskragung der Obergeschosse über das EG hinaus ermöglicht. Eine regelmäßige Struktur mit klarer Trennung der Gewerke sorgt für 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 – im Massivbau Stb.-Doppelwände, im Holzbau vorgefertigte Wandbauteile sowie Rippendecken – kann die Bauzeit für die Erstellung des Rohbaus entscheidend verkürzt und eine höhere Ausführungsqualität sichergestellt werden.
Die Obergeschosse 1 und 2 weisen ein quasi identisches Tragwerk aus Holzrippendecken (Brettschichtholz-Rippen und Brettsperrholz-Platte) auf Holz-Unterzügen und -Stützen auf. So werden Lasten auf direktem Weg in das massive Erdgeschoss abgeleitet. Dabei kann das zweite Obergeschoss etwas schlanker ausgeführt werden als das erste (geringere Dachlasten und keine Schwingungsanforderungen an Dach). Auf der Holzdecke über dem 1.OG ist zur Begrenzung der Deckenschwingungen und zur Verbesserung der Bauakustik eine entsprechende Schüttung vorzusehen. Am Stützenkopfdetail im 1.OG ist Querdruck im Holz zu vermeiden (durchgehende Stützen). Unterzüge und Rippendecken können in einer Ebene anordnet werden, um die Höhe des Deckenpaketes zu reduzieren. Die Aussteifung der oberen Geschosse wird durch ein Zusammenspiel von Holz-Wandscheiben und den Erschließungskernen in Stahlbeton gewährleistet. Es stehen ausreichend geschlossene Wandflächen zur Verfügung, um die Lasten gut verteilt in das steife Erdgeschoss abzuleiten.
Die Ausbildung des Erdgeschosses in Stahlbeton-Bauweise zeichnet sich auch in der Fassadengestaltung des Gebäudes ab und sorgt dabei dafür, dass prominente Bereiche stützenfrei ausgebildet werden können – auch wenn Lasten aus den oberen Geschossen abgefangen werden müssen. Gleiches gilt für die Auskragungen an der Nord- und Südseite des Gebäudes. Diese können 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.
Für das Gebäude wird im Wesentlichen eine Plattengründung angestrebt. Dieser Ansatz ist durch ein noch zu erstellendes Bodengutachten zu bestätigen. Den in der Auslobung beschriebenen, vereinzelten Torflinsen ist Rechnung zu tragen.
ENERGIEKONZEPT
Im Vordergrund steht die Be-/Entlüftung des Gebäudes, um die CO2-Konzentrationen und den sommerlichen Wärmeschutz sicherzustellen. Trotz der aktuellen, aber lösbaren Widersprüche der Norm DIN 16789-1 (02/2022) und der gültigen Arbeitsstättenrichtlinie bzw. AMEV wird aus wirtschaftlichen Erwägungen eine zentrale RLT-Anlage mit Wärmerückgewinnung ca. 12.000 – 18.000 m3/h im UG des Gebäudes konzipiert, die Außenluft über einen Erdwärmetauscher ansaugt und damit im Sommer neben einer Nachtauskühlung auch zur Temperierung des Gebäudes beiträgt.
Die RLT-Anlage versorgt bedarfsgeführt Klassen- und ständige Aufenthaltsräume abhängig von der Belegung (gemessen über CO2-Konzentration) mit dem notwendigen Luftwechsel (VVS-Anlage). Nebenräume, Flure und Sanitärräume werden mit Überströmluft aus den Klassen und Aufenthaltsräumen versorgt.
Mit einer „Sommerschaltung“ können nur die innenliegenden und Sanitärbereiche be-/entlüftet werden, so dass die Anlagenluftmenge reduziert und je nach Jahreszeit bei Bedarf mit Fensterlüftung operiert werden kann, um Energie zu sparen.
Mit dieser Anlagenkonzeption und den zu erwartenden Gleichzeitigkeiten bei den Luftmengen kann eine zentrale Anlage für eine kleinere Gesamtluftmenge dimensioniert werden, als z.B. mehrere modulare Anlagen (auf Geschossebene) oder viele dezentrale Anlagen (raumweise).
Die Bereiche Küche und Lehrküche erhalten separate Zu-/Abluftanlagen, da diese nur temporär in Betrieb sind und als Prozessabluft eingestuft, besondere Anforderungen (Luftwechsel, Abfuhr von Feuchte und Gerüchen) bestehen.
Für die Beheizung der Räume wird ein Niedertemperaturheizsystem in den Klassen und ständigen Aufenthaltsräumen empfohlen, z.B. Fußbodenheizung oder Deckenstrahlungssegel. Bei Bedarf erhalten innenliegende oder untergeordnete Bereiche (Flure, Sanitärbereiche, Küche) separate Heizflächen.
Dieses Niedertemperaturheizsystem wird über eine Wärmepumpenanlage ca. 100 kW (bei z.B. Passivhausbauweise) bis ca. 150 kW (z.B. GEG-Standard) betrieben.
Aus energetischen und wirtschaftlichen Gründen sollte hierbei eine Sole-/Wasser-Wärmepumpe zum Einsatz kommen, die mit ca. 300 m (bei 100 kW) bis ca. 450 m (bei 150 kW) Erdgrabenkollektor auf dem Gelände kombiniert werden muss. Eine alternativ zu betrachtende frei bewitterte Luft-/Wasser-Wärmepumpe benötigt an exponiertem Aufstellort neben höherem Energiebedarf auch eine Schalldämmung bei gleichzeitig hohem erforderlichen Luftdurchsatz. Mit den Wärmepumpen und den RLT-Anlagen wäre auch eine freie und/oder aktive Kühlung/Temperierung der Gebäude in den Sommermonaten möglich. Eine Nachtauskühlung erfolgt anlagenunterstützt, z.B. Einbringen kühler Nachtluft bzw. Zuluft in alle Klassen- und Aufenthaltsräume, Überströmung in Flure, Treppenhaus und freie Abströmung durch Dachöffnungen im Treppenhaus.
Auf freie Nachtlüftung durch motorische Fassadenöffnungen und Abströmklappen sollte wegen der erfahrungsgemäß 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 Vorwärmung bzw. Vorkühlung der Außenluft über einen Erdwärmetauscher, einer hochwertigen Wärmerückgewinnung der RLT-Anlagen, der Nutzung des Wärme- oder Kältepotentials von Umweltwärme über eine Wärmepumpe, verbunden mit eigenerzeugtem Strom über eine PV-Anlage sind bereits sehr viele Nachhaltigkeitskriterien gegeben.
Zusätzlich kann - über die heute meist obligatorische Bauauflage einer Regenwasserversickerung hinaus - die Bevorratung und Nutzung von Regenwasser für Grünflächenbewässerung und Toilettenspülung mittels einer Regenwasserzisterne realisiert werden. Erfahrungsgemäß wird hier bei Hochrechnung mit aktuellen Wasser-/Abwasserpreisen keine Wirtschaftlichkeit innerhalb von 20 Jahren erreicht, wäre aber als „Add-On“ möglich.
Beurteilung durch das Preisgericht
Architektur
Bei der Arbeit ist die Grundschule städtebaulich richtig an der Schönbornstraße platziert und nimmt die Raumkante der Schwimm- und Sporthalle auf. Im Erdgeschoss werden zwei Volumen zueinander angeordnet mit der Erschließung an der Nahtstelle. So ist die Schule von Norden und Süden gut erschlossen und nimmt die Wegerichtung zur Sport- und Schwimmhalle auf. Kritisch gesehen wurde die Anordnung der Aula mit der im Verhältnis zu großen und nicht richtig ausgerichteten Bühne. Durch die gewählte Anordnung ist auch kein Synergieeffekt zur Mensa möglich. Der Betreuungstrakt im westlichen Gebäudeteil ist richtig im Erdgeschoss nach Süden und Westen orientiert. Der Lehrer/innen- und Verwaltungsbereich im östlichen Gebäudeteil ist neben dem Eingang gut auffindbar. Die Möglichkeiten der beiden „Schubladen“ (Lehrer*innenbereich im Norden und Betreuungsbereich im Süden), die sich im Verhältnis zum Gebäude herausschieben, werden nicht genutzt und hätten z.B. den angrenzenden Räumen zugeordnet werden können. Die Haupterschließung ist räumlich nicht sehr überzeugend angeordnet. Die Anordnung der Cluster mit ihren 3 Klassenräumen und Gruppenräumen im 1. Obergeschoss funktioniert gut, zeigt jedoch keine interessanten Räume auf. Die Lichthöfe werden als zu klein empfunden und bieten keine Nutzungsmöglichkeiten. Die 3-Geschossigkeit gegenüber der Bebauung an der Schönbornstraße wird eher kritisch gesehen. Die Gestaltung der Fassaden ist relativ schematisch dargestellt. Von der Wirtschaftlichkeit her dürfte die Arbeit im mittleren Bereich liegen, auch wenn das Verhältnis der Außenflächen zum Volumen (A/V) nicht so günstig ist durch die beiden Schubladen. Insgesamt ist vieles an der Arbeit 10001 richtig und stellt somit einen wertvollen Beitrag zur Aufgabenstellung dar, überzeugt aber nicht in Gänze.
TGA-Konzept
Die Arbeit weist ein gutes A/V-Verhältnis und angemessene Fensterflächenanteile auf. Die Technik ist zentral im UG vorgesehen. Die Erläuterung des Energiekonzepts ist ausführlich, plausibel und nachvollziehbar. Mit der vorgeschlagenen Lösung ist eine energieeffiziente Lösung im Sinne der Auslobung vorgesehen. Die Dimensionierung des Erdgrabenkollektors ist zu prüfen, da sie knapp bemessen erscheint. Auf die Anforderung "Versorgungsinsel" wird nicht explizit eingegangen.
Tragwerkskonzept
Das Gebäude ist dreigeschossig mit Teilunterkellerung. Erdgeschoss und Untergeschoss werden in Stahlbetonbauweise erstellt, während 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 führenden Kerne schlüssig. Die leichte Holzkonstruktion in den Obergeschossen kann durch den Massivbau im EG sowohl vertikal als auch horizontal aufgenommen werden. Die Abfangung der stützenfreien Auskragung ab dem 1.OG über die Stahlbetondecke EG ist schlüssig.
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