Städtebau und Außenraum

Der Neubau der Gemeinschaftsschule Jungfernheide wird an der Schnittstelle zweier unterschiedlicher städtischer Großräume errichtet. Im Schutz der S-Bahn Trasse schließen im Süden die Industriebauten der Siemensstadt, sowie die Neugestaltung eines Siemenscampus an. Nördlich der Trasse bilden die Wohnbebauungen der Siemensstadt die Nachbarschaft und bilden ein vielschichtiges Wohngebiet. Als infrastruktureller Pulsgeber des Gebietes bildet der Rohrdamm eine wichtige städtische Achse im Stadtareal. Der Baukörper der Gesamtschule Jungfernheide versteht sich als Drehkreuz dieser Städtischen Zonen und bietet in seiner Ausbildung freiräumliche Taschen, die auf die unmittelbare Nachbarschaft reagieren.
Die vier Freiraumzonen sind:

• ein Schulvorplatz als Geländeauftakt mit klarer Anknüpfung an die städtische Infrastruktur. (Hierzu wird der Platzbereich unter der S-Bahn-Überführung als städtischer Auftakt mit betrachtet)
• ein Schulgartenareal, welches als botanische Ruhezone zwischen der Rohrdammbegleitenden Wohnbebauung und dem Schulensemble dient.
• Ein Im Norden ausgebildetes Sportareal was in direkter Nachbarschaft zur lokalen Sportnutzung angeordnet ist 
• Und ein großzügiger Pausenhof der Im südöstlichen Bereich des Grundstücks einen optimalen Schutz von städtischen Lärmquellen erhält, und als eigeneständige Lärmquelle von den umgebenden Wohnbebauungen durch die Schule abgeschirmt ist.

Die Schule wird durch zwei Baukörper und einen zweigeschossigen Verbindungsteil gebildet. Der Schulbaukörper wird aus zueinander versetzten Compartmenteinheiten gebildet, die Abmessungen der Halle folgen dem Planungsparametern einer 6-fach Sporthalle.

Erschließung und Funktion

Das Erdgeschoss
Die Schüler erreichen das Schulhaus über den Vorplatz und betreten direkt das Foyer. Zentrale Funktionen sind konkret mit dem Foyer in Verbindung gesetzt. Der Mehrzwecksaal befindet sich an der Übergangszone des Eingangs in direkter Nachbarschaft zur Mensa. Dieser Raumverbund bildet eine eigenständige Funktionseinheit und kann außerhalb des offiziellen Schulbetriebs für abendliche Bildungsangebote oder für eine Veranstaltungen der Sportvereine genutzt werden. Beide Räume führen durch einen hohen Verglasungsanteil ein Raumkontinuum zwischen Vorplatz und Schulhof. Die Lernwerkstatt Informatik und der Fachraum Kunst bespielen mit großen Fensterflächen den Vorplatz und repräsentieren themengerecht die Gesamtschule im Stadtraum. Eine großzügige Sitztreppe bildet das Herzstück des Foyers und kann diesen Raum durch die Zuschaltung des Mehrzweckraumes zu einem großzügigen Veranstaltungsraum wandeln. Die Sitztreppe markiert ebenso den Übergang in die oberen Geschosse, in denen die Compartements angeordnet sind. Fachraumcluster und ein eigenständiger Therapiebereich sind im Erdgeschoss in direkter Verbindung zum zentralen Treppenraum angeordnet.

Die Regelgeschosse
Die Regelgeschosse sind durch einen zentralen Treppenraum geprägt. Die Verteilerfunktion wird durch großzügige Belichtungszonen zu einer Kommunikationsplattform. Entlang des Erschließungsraumes sind die zentralen Funktionen angeordnet. Die hohe Aufenthaltsqualität und Zentralität dieses Bewegungsraumes erheben diese Zone zum informellen Treffpunkt und Pausenbereich. Die einzelnen Compartements sind von hieraus optimal zu erschließen. Die Stammgruppenraüme werden in direkter Nachbarschaft mit einem Teilungsraum angeordnet und mit Tür verbunden. Als zentraler Raum jedes Compartements bildet das Forum das Herzstück. Alle angrenzenden Räume werden mit großen Öffnungen versehen und schaffen vielfältige Sichtbezüge. Das erste Obergeschoss wird um den Verbindungsbau ergänzt und formuliert somit einen eigenständigen und zentralen Verwaltungsbereich.

Die Sporthalle
Der Hallenbaukörper bildet die östliche Fassung des Schulgeländes. Der Eingangsbereich ist von hier aus für alle Nutzergruppen gut auffindbar und führt direkt in die Nebenräume der Halle. Am Endpunkt der Durchwegung erreicht man die Sportanlagen, die von hieraus als ein Band um das Schulgelände angeordnet sind. Die Grundordnung erfolgt gemäß zweier gestapelter Dreifeld - Hallen mit den Geräteräumen auf Parkettebene und den Umkleiden über diesen. Die direkte Anbindung an den Schulbau ermöglicht vielfältige Nutzungsszenarien, die Vertikalerschließung ist über zwei Treppenkerne gesichert. Der Zugang der Sporthalle für Drittnutzungen erfolgt fussläufig über den östlichen Zugang des Geländes.

Imissionsbelastungen

Innerhalb der Klassenräume werden durch den Vorschlag einer reduzierten Schallschutzwand und ein Fassadenkonzept beantwortet. Freiflächen werden durch die Baukörpersetzungen reguliert.

Tragwerk

Die Tragkontruktion des Schulneubaus zeichnet sich durch eine klar gegliederte Stuktur mit sich immer wiederholenden Elementen aus. Die Skelettbauweise soll vorwiegend elementiert bzw. vorgefertigt erstellt werden. Der hohe Vorfertigungsgrad des Systems wirkt sich kostenreduzierend und bauzeitoptimierend aus. Mittels der modularen Bauweise kann ein rückbaubares und veränderbares System generiert werden. Durch Kombination aus Stahlbeton Fertigteilen und einem Holzverbund Deckensystem können hohe Spannweiten erzeugt werden, die Nutzung des Gebäudes bleibt flexibel und es werden die Lasten auf den Baugrund reduziert. Dadurch werden nur notwendige und leichte tragende Bauteile eingesetzt.

Deckentragwerk:
Das Holzverbundträger-System besteht aus einer Stahlbetonplatte und Brettschichtholzträgern. Die Träger werden jeweils am Rand eines Deckenelementes angeordnet Dadurch entstehen sogenannte Doppelträger. Neben dem Aspekt einen nachhaltigen Rohstoff einzusetzen, sind die Binder aufgrund des Verhältnisses von Leichtigkeit zur Tragfähigkeit hocheffizient. Durch die Ausführung als Doppelträger reguliert sich die Höhe der Binder trotz hoher Spannweite auf ein verträgliches Maß, sodass die Wahrung einer maximalen lichten Raumhöhe ermöglicht wird. Im Verbund mit der Stahlbetonplatte wird das Tragverhalten eines Plattenbalkens erzeugt, der aufgrund der Leichtigkeit sehr hohe Spannweiten erreicht. Um auf unvorhersehbare Lasten durch nachträgliche Umplanungen oder Lastspitzen im System zu reagieren
In den Flurbereichen wird anstatt der Rippendecke, eine Flachdecke angeordnet. Diese würde z.B. als Vorgespannte Hohldielenelemente ausgeführt. Hier ergeben sich dann entsprechende Höhen für die Haustechnik die dann aus dem Flurbereich in die Räume einfädeln können
Die Weiterleitung der Deckenlasten erfolgt über Stb.-Unterzügen. Diese sind am Rand und entlang der Flur Zone angeordnet. Die Unterzuge bis 8,xx m werden als Fertigteile (Normalbewehrt) konzipiert. Für die größeren Spannweiten 12,xx und Größer kommen Spannbettbinder zur Ausführung, damit die Unterzugshöhen reduziert werden kann.
Die Kombination der Decken aus Holz und Beton erfüllen die Anforderungen an den Brandschutz und bringen bauphysikalische Vorteile im Bereich Schallschutz sowie Wärmespeicherung mit sich.

Vertikales Tragwerk:
Für das vertikale Tragwerk wurde ein einheitliches Raster ohne kostenintensive Versprünge entwickelt. Die vertikale Tragstruktur setzt sich aus einem Skelettbau mit Stahlbetonstützen und aussteifenden Massivwänden zur Ableitung von lateralen und vertikalen Kräften in den Baugrund zusammen.
Das Grundraster beträgt 8,40 x 8,40 Meter. In den Sonderbereichen wird ein Raster von 12,60 x 8,40 verwendet

Auflagerverbindungen:
Die Fertigteile (Stützen, Unterzüge und Deckenelemente) werden mittels Konsolen untereinander Verbunden. Die Unterzüge erhalten eine unten liegende Bandkonsole. Stützen entsprechende Einzelkonsolen. Die Holzträger der HBV Decken werden teilweise ausgespart, auf die Konsole aufgelegt und mittels Dorne in der Lage gesichert.

Sporthalle:
Die Sporthalle gliedert sich in 2 Bereiche. Einerseits ein schmaler Streifen mit 4 Etagen in denen die Umkleiden und Gerätelager untergebracht werden. Hier kommen Stahlbeton Wände und Stützen zum Einsatz. Je nach erforderlichen Belastung der Decken werden Massivdecken oder HBV Decken eingesetzt
Die Tragkonstruktion der Sporthallen erfolgt mit Fertigteilstützen und Spannbettbinder, die über 22,xx m spannen. Die mittlere Hallendecke wird mit Holhldielen Hergestellt. Bei der Dachdecke kommen wieder HBV Decken zum Einsatz.
Die Aussteifung der Sporthalle erfolgt über den schmalen Riegel Hier werden der Aufzugsschacht und einige durchgehenden Betonwände in Ansatz gebracht.

Gründung:
Die Gründung erfolgt allgemein auf Streifen oder Einzelfundamenten. Die Herstellung erfolgt in Ortbeton um den Anforderungen an den Baugrund flexibel reagieren zu können Infolge des gleichmäßigen Rasters der Konstruktion werden verhältnismäßig gleiche Gründungslasten erwartet. Um den Einsatz von Beton zu optimiere, werden nur unterhalb der lastkonzentrierenden Stützen Streifen-/ Einzelfundamente angeordnet. Unterhalb der Kerne wird eine aussteifende Bodenplatte genutzt, um die lateralen Lasten in den Baugrund abzutragen.

Ökonomie / Ökologie

• Die ökonomischen / ökologische Kriterien eines Neubaus werden doch folgende Maßnahmen getroffen.
  Zwei Kompakte Baukörper erzeugen ein Minimum an Flächenversiegelung
• Auf Tiefgeschosse wird verzichtet 
• Rationale Planung ermöglicht eine modulare Bauweise mit hohem Vorfertigungsgrad und wiederkehrenden Details
• Die Verwendung von wiederverwerteten Baustoffen aus der Kreislaufwirtschaft macht Einsparungen möglich
• eine einfache Kubatur und stringente Planung sind die Basis zu termingerechten, effizienten Bauabläufen
• Flexibilität durch Skelettbau in gleichmäßigem Raster
• Geschosshöhen ermöglichen zukünftige Nachinstallationen
• Aufputz-Sichtinstallationen nach Abstimmung (Revisionierbarkeit)

Die Grundpfeiler einer Nachhaltigkeitsbewertung bezüglich ökonomische Qualität, ökologische Qualität, Technischer Qualität, Prozessqualität und soziokultureller Qualität sind in der Planung integriert und können durch die fortlaufende Planungsbetreuung durch einen Nachhaltigkeitskoordinator in den Planungsphasen geschärft werden.

Energiekonzept Gemeinschaftsschule Jungfernheide

Primäres Ziel des ganzheitlichen zukunftsorientierten Gebäudekonzeptes ist die Zufriedenheit der Nutzer im Hinblick auf die thermische und akustische Behaglichkeit, den Einsatz regenerativer Energien und der optimierten Energieeffizienz.
Bei dem Neubau werden die Transmissionswärmeverluste durch einen kompakten Baukörper und einen sehr guten Wärmeschutz in Anlehnung an den Passivhausstandard reduziert. Neben dem Einsatz hochwärmegedämmter Fassadenelemente und Dreifach-Wärmeschutzverglasungen wird das Gebäude wärmebrückenminimiert und luftdicht ausgeführt.
Für ein ausgewogenes Verhältnis von optimierter Tageslichtnutzung und reduzierten solaren Gewinnen, wird ein moderater Fensterflächenanteil umgesetzt. Ferner kommt in den verglasten Bereichen ein beweglicher außenliegender Sonnenschutz zum Einsatz.
Die Fenster werden als Teil eines hybriden Lüftungskonzept öffenbar ausgeführt. Die Grundlüftung erfolgt dabei über eine zentrale mechanische Lüftungsanlage, welche aber einen reduzierten Luftwechsel von 20 m³ pro Person und Stunde zur Verfügung stellt. Zur Stoßlüftung wird ausschließlich in den Pausen manuell über die Fenster nachgelüftet. Auf diese Weise kann die Lüftungstechnik und damit Investitionen und Betriebskosten minimiert werden, ohne Einbuße bei der Luftqualität zu verursachen.
Das zentrale Lüftungsgerät mit hocheffizienter Wärmerückgewinnung wird auf dem Dach plaziert und mit einer adiabaten Abluftbefeuchtung ausgestattet, welche eine passive und somit energiesparende Vorkonditionierung der Zuluft ermöglicht. Indem die Abluft befeuchtet wird, kühlt sie sich infolge der Verdunstung ab und senkt über den Wärmetauscher auch die Temperatur der Zuluft.
Die Sporthalle kann aufgrund des großen Luftvolumens natürlich belüftet werden. Lediglich in Umkleiden und Duschen wird eine Abluftanlage zur Sicherstellung des hygienisch notwendigen Luftwechsels vorgesehen.
Die Wärme- und Kälteerzeugung erfolgt mittels einer reversiblen Sole-Wasser-Wärmepumpe mit Erdsonden. Zur Kälteversorgung werden die Erdsonden direkt über einen Wärmetauscher genutzt. Für diese naturale Kühlung ist lediglich Strombedarf für die Umwälzpumpe erforderlich. Erst wenn die Soletemperaturen aus dem Erdreich zu hoch für eine direkte Nutzung werden, schaltet sich die reversible Wärmepumpe zur Kälteerzeugung dazu. Dadurch ist eine hocheffiziente Kälteversorgung des Gebäudes mit einem geringen Anteil maschineller Kälteerzeugung möglich. Gleichzeitig wird der Boden zur Wärmeentnahme im Winter regeneriert.
Die Beheizung im Winter und die Temperierung im Sommer erfolgt im Schulgebäude über eine Fußbodenheizung sowie in der Sporthalle über eine Sportbodenbeheizung.
Warmwasserbedarf besteht in dem Gebäude in erster Linie in den Umkleiden und Duschen. Um hier die Verteilverluste möglichst gering zu halten, wird die Warmwasserbereitung nicht an die zentrale Wärmeversorgung angeschlossen, sondern erfolgt dezentral über direkt-elektrische Durchlauferhitzer.
Eine Reduktion des Gebäudestrombedarfs erfolgt durch den Einsatz energieeffizienter LED-Beleuchtung und einer tageslicht- sowie präsenzabhängigen Kunstlichtsteuerung. Die Anordnung der Beleuchtung und der Fensterflächen ist so gewählt, dass sowohl bei der Tageslichtversorgung als auch beim Einsatz von Kunstlicht eine optimale Beleuchtungssituation vorherrscht.
Die Dachfläche von Schule und Sporthalle werden zur Stromerzeugung durch Photovoltaik genutzt. Für eine optimale Flächenausnutzung sowie eine minimierte Sichtbarkeit, werden die Dachmodule flach in Ost-West-Richtung aufgestellt. Diese werden mit einer extensiven Dachbegrünung kombiniert, was als Synergieeffekt durch die Kühlwirkung der Dachbegrünung zu einer Leistungssteigerung der Photovoltaikanlage führt.

Technikkonzept und Regulierung der Imissionen

Die vorgeschlagene Konzeption eines Hybridenlüftungssystems ermöglicht eine gezielte Steuerung der Imissionbelastungen durch den Nutzer. In Unterrichtszeiten können die Öffnungsflügel geschlossen gehalten werden, eine Grundlüftung wird maschinell gewährleistet, hochkonzentriertes Arbeiten ist möglich. Durch Stosslüftung in den Pausenzeiten kann die Frischluftversorgung über die manuell steuerbaren Fensterflügel gewährleistet werden.

CO 2 Neutraler Betrieb

Ein CO2 neutraler Betrieb des Gebäudes wird durch folgende Maßnahmen gewährleistet.

• Nutzung Solarer Energien durch Photovoltaikelemente (Der Schulneubau mitsamt Turnhalle erzeugt mehr erneuerbare Energie als er selbst braucht.)
• natürliche Belüftung und Kühlung - Nutzung von Wärmerückgewinnung
• Gewährleistung und Aktivierung von Speichermassen
• Regenwassernutzung / Grauwassernutzung

• Gebäudekühlende Eigenschaften der Dach- und Loggienbegrünung als Reaktion auf immer heißer werdende Sommer.

   

Freianlage

Der Süden – Vorplatz und Schulhof
Der südliche Bereich des Schulgeländes wird durch den Vorplatz,Schulhof und den durch den alten Baumbestand gesäumten Hauptzuweg definiert. Unterschiedlich priorisierte Wege verbinden den Neubau mit dieser Magistrale. Der alte Baumbestand wird weitgehend erhalten und großzügig in Baumscheiben freigestellt. Die Baumscheiben werden als Bestandteil des Schulhofes von großzügigen Holzdecks und raumbildenden Spielgeräten auf unversiegelten Fallschutzbelägen besetzt. Pfade, freies Spiel, Totholz, Holzhocker zum Sitzen und Hüpfen, Slacklines, Findlinge und neue Unterpflanzungen runden hier das Angebot des Schulhofs ab. Die Decks unter den Bäumen können außerhalb der Pausen als Grüne Klassenzimmer genutzt werden.
Angrenzend an den Neubau wird der Schulhof befestigt und nimmt weitere Bänke Sonnenschirme und Tischtennisplatten auf. Die Mensaterrasse wird durch neue Bäume, Picknicksets und Sonnenschirme besetzt. Neben einer Sauberlaufzone an dem Neubau soll diese Fläche mit hohem Fugenanteil befestigt werden und das Thema der grünen Baumscheiben am Schulhof fortsetzen. Am Hauptzuweg werden die Fahrraddächer für 250 Fahrräder und Lastenräder dezentral verteilt, zudem werden hier der strassennahe Müllplatz und die notwendigen Kfz-Stellplätze verortet. Eine Durchfahrt der Feuerwehr von West nach Ost und die notwendigen Bewegungsflächen wurden hier ebenso berücksichtigt.

Der Osten – das Sportfeld
Das Multifunktionsfeld begrenzt das Grundstück im Osten und flankiert die neue Sporthalle. Es wir bewusst im dem hinsichtlich des Schallschutzes sensiblen Bereich verortet. 

Der Norden - 100m Allee, Fitness und der Schulgarten
Im nördlichen Bereich des Schulgeländes findet -in ausreichendem Abstand zu den nördlichen Bestandsbäumen- die 100m-Bahn und die Weitsprunganlage ihren Platz. Eine Baumreihe aus neuen Kleinbäumen flankiert die 100m-Bahn im Süden bis zur Gymnastikwiese, sodass auch hier analog zu dem südlichen Hauptweg ein Alleecharakter entsteht, der in den Schulgarten mündet.
Der Schulgarten, gerahmt durch eine Buchenhecke, wird besetzt durch neue Obstbäume, Hochbeete, den alten Baumbestand, einen Bauplatz, Flächen für weitere Pflanzungen, Insektenhotels uvm. sowie das Gerätehaus mit seiner Arbeitsfläche.

Der Westen - Schulgarten
Der Schulgarten, gerahmt durch eine Buchenhecke, wird besetzt durch neue Obstbäume, Hochbeete, den alten Baumbestand, einen Bauplatz, Flächen für weitere Pflanzungen, Insektenhotels uvm. sowie das Gerätehaus mit seiner Arbeitsfläche.

Regenwassermanagement
Das Bauvorhaben liegt in der Wasserschutzzone III B des Wasserwerks Jungfernheide, damit ist auch für Versickerungsanlagen der zeHGW maßgebend (31,50 m ü NHN/ Sohle Mulde nicht unter 32,50 m ü NHN). Anteilig ist es mit der Planung dennoch möglich, das Regenwasser befestigter Flächen über geringfügige Geländemodellierung dezentral über die belebte Bodenzone zu versickern. Zusätzlich wird es erforderlich, unter der südlichen, befestigen Schulhoffläche in ausreichendem Abstand zu den Bestandsbäumen ein Retentionsbecken vorzusehen, dass mindestens das Regenwasser der Dachflächen und des Multifunktionsfeld zurückhält und mit der möglichen Drossel von 20 l/s in den angrenzenden Regenwasserkanal einleitet. Das Überflutungsvolumen wurde für einem 30-jähriges Regenereignis berücksichtigt. Wenn gewünscht kann das Retentionsbecken um eine vorgeschaltete Zisterne der erweitert werden.