Städtebauliche Einbindung, Erschließung

Der Schulneubau passt sich als gegliederte Gebäudefigur in die von Wohnbauten geprägte städtebauliche Umgebung ein. Dabei formuliert er Richtung Süden mit einem Vorplatz zur Eisenacher Straße eine eindeutige Adresse für die Schule und die Sporthalle. Der zukünftige, an der Westseite des Grundstücks verlaufende Fuß- und Radfahrerweg mündet in die Vorplatz- und Erschließungssituation eingebunden. Das Gebäudevolumen reagiert auf vielfältige und maßstäbliche Art und Weise auf die umgebende Bebauung und schafft differenzierte und klar definierte Außen- und Zwischenräume. Die Anordnung von gemeinsam Veranstaltungs- und Sportfunktionen sorgt für Synergieeffekte zwischen der Schätzelberg-Grundschule und dem Neubau der ISS. Die Höhenentwicklung und Gliederung des Neubaus sorgt für eine maßstäbliche Einordnung in die umgebende Bebauung.

Gebäudeorganisation

Die Funktionen im Gebäude sind klar gegliedert. Im Erdgeschoss werden die Gemeinschaftsräume und die gemeinschaftlich genutzten Fachräume angeordnet. Über zwei gut auffindbare und gut belichtete Treppenhäuser werden die Obergeschosse erreicht. Die Compartments des Allgemeinen Unterrichts befinden sich als eigenständige Raumeinheiten in direkter Nachbarschaft zur Vertikalerschließung. Die Verwaltung und die Fachräume der Naturwissenschaften werden gut erreichbar zwischen den Compartments angeordnet. Die Sporthalle ist im Erdgeschoss mit dem Schulgebäude verbunden.

Das Compartment

Die verschiedenen Räume des allgemeinen Unterrichts sind in 6 Compartments organisiert. Die Stammgruppenräume mit den zugeordneten Teilungsräumen gruppieren sich um eine gemeinsame Mitte, die als Forum für differenzierte Lern- und Betreuungsangebote genutzt werden kann. Durch die zentrale Anordnung des Teamraums haben die Lehrer:innen einen guten Überblick über die gesamte Raumgruppe und die Flurbereiche. Mobile Trennwände und transparent gestaltete Teilungsräume sorgen für eine offene Raumatmosphäre und gute Belichtung. Das Compartment und das zugehörige Forum können in zwei Zonen unterteilt werden. So bietet sich die Möglichkeit weiterer Differenzierungen. Die wechselseitig zugeordneten Loggien schaffen Beziehungen zum Außenraum und sorgen für eine gute Belichtung der Foren. Durch die Beschränkung der Fläche eines Compartments auf 2 x 400 qm und die jeweils direkte Zuordnung des 1. Rettungsweges können die Flurbereiche möbliert und pädagogisch genutzt werden.

Sporthallen

Die Sporthallen werden als gestapelte Dreifach-Sporthallen geplant. Die direkte Anbindung an die Schule gewährleistet eine witterungsgeschützte Anbindung schafft und kurze Wege . Die Positionierung zur Eisenacher-Straße bietet eine gute Erreichbarkeit für externe Nutzer:innen. Für die Grundschüler der Schätzelberg-Grundschule wird ein separater Zugang Richtung Nordosten angeboten.

In der Anmutung und im Konstruktionsprinzip gleichen sich die Sporthalle und Schulfassade. Das Tragwerk der Sporthallen bilden Spannbetonbinder.

Freiraumkonzept

Konzept - One For All

Vorrangiges Ziel der Freiraumgestaltung des Schulneubaus der ISS ist es eine räumliche und gestalterische Verschmelzung von Architektur und Freiraum, von Grünbestand und Planung zu erlangen. Die Clusterordnung der Compartments des Schulgebäudes überträgt sich in den Freiraum, indem sich dieser in unterschiedliche, miteinander verwobene Funktions- und Grünräume gliedert. Auf diese Weise entstehen eine Vielzahl unterschiedlicher Rückzugs- und grüne Klassenzimmer für die Schüler der ISS.
Ein Teil des im Bestand vorhandenen hohen Freiflächenanteils und Gehölzbestandes wird in die Planung integriert. Unter anderem wird ein Großteil der vorhandene Obstgehölze aus den Kleingärten in den neuen Schulgarten integriert.
Die Rasen- und Wiesenflächen erhalten im Sinne der Biodiversität einen hohen Kräuter- und Wildblumenanteil, um Lebensräume und Rückzugmöglichkeiten für die Fauna und Flora zu erhalten und neu zu schaffen. Diese Freiraumdiversität bereichern das Unterrichts- und Schulprogramm und erweitern so das Konzept One For All - neben der räumlich gestalterischer Ebene von innerem Lernraum und äußeren Freiraum - auf der didaktisch-pädagogischen und der Ebene der Biodiversität.
Das Oberflächenwasser in den Freianlagen wird über ein offenes Mulden- und Rigolensystem in den Vegetations- und Rasenflächen auf dem Grundstück versickert.
Bei der Gehölzauswahl der Neupflanzungen steht die Verwendung zukunftsweisender, hitze- und trockenheitsresistenter Baumarten, sogenannter Klimagehölze, wie Sophora japonica (japanischer Schnurbaum) , Ostyria spec. (Hopfenbuche) oder Quercus rubra (Amerikanische Eiche), neben dem Erhalt vieler Bestands- und Obstbäume im Vordergrund.

Brandschutzkonzept

Von jeder Stelle eines Aufenthaltsraumes im Obergeschoss wird ein Treppenraum oder ein Ausgang ins Freie in max. 25 m Lauflänge erreichbar sein. Dadurch ergeben sich sehr kurze Angriffswege für die Feuerwehr, was die Realisierung von zusammenhängenden Compartments bis ca. 800 m² ohne innere Trennwände ermöglicht. Eine Brandmeldeanlage mit Aufschaltung zur Feuerwehr ist bei dieser Lösung nicht erforderlich.
Alle Treppenräume verfügen über einen direkten Ausgang ins Freie. Für Rollstuhlfahrer:innen bzw. Personen mit eingeschränkter Mobilität sind gesicherte Wartebereiche in den Treppenräumen und vor den Außentreppen vorgesehen, an denen diese Personen bis zur Evakuierung verweilen können.
Zur Unterstützung der Brandbekämpfung wird zwischen der Sporthalle und dem übrigen Gebäudeteil eine durchgehende Brandwand angeordnet. In den Obergeschossen ergibt sich bereits durch die zentrale Lage der Treppenräume eine gute brandschutztechnische Unterteilung, so dass die vorhandene Überschreitung der max. Brandabschnittslänge akzeptiert werden kann. Automatische Löschanlagen und Anlagen zur maschinellen Rauchableitung sind nicht vorgesehen und auch nicht erforderlich.

Konstruktion, Tragwerk, Rationalisierung Bauprozess

Der Neubau der Integrierten Sekundarschule besteht aus 3 Schulkörpern und einem Sportgebäude. Die 4-geschossigen Schulgebäude werden in Hybridbauweise gedacht. Die Aussteifung des Gebäudes wird über die Treppenhauskerne realisiert, sodass der restliche Gebäudeteil in Skelet-Bauweise errichtet werden kann.
Die Decken werden als Holzbetonverbunddecken ausgeführt. Dabei werden sichtbare Holzrippen und Stahlbetonunterzüge ausgeführt. Alle verwendeten Materialien werden ihren Stärken entsprechend eingesetzt. In Bereichen hoher Einzellasten und hohen Querkräften wird der Baustoff Stahlbeton verwendet. Die Holzbetonverbunddecken spannen einachsig zwischen den Stahlbetonunterzügen. Durch die Verwendung der Betonträger lässt sich ein Stützenraster von rd. 8,40m x 8,40m realisieren. Bei einem Einsatz von Brettschichtholzunterzügen würde sich die mögliche Spannweite deutlich reduzieren, da sowohl die Querkrafttragfähigkeit als auch die Auflagerpressung einen limitierenden Faktor darstellen würden. Die Stützen werden aus Recyclingbeton mit hoher Sichtbetonqualität im Fertigteilwerk produziert. Durch den opti- malen Einsatz der verschiedenen Baustoffe lassen sich große Spannweiten bei gleichzeitig geringem Eigengewicht der Konstruktion realisieren.
Die Sporthalle wird als Massivbau mit schlanken Verbundträgern ausgeführt. Die Deckenscheibe der Sporthalle wird mittels Trapezblechen hergestellt. Der Trägerabstand beträgt 4,20m.
Die Aussteifung des Gebäudes wird durch die Treppenhauskerne, welche in Stahlbetonbeton geplant werden, sichergestellt. Die horizontalen Deckenscheiben werden als Holzbetonverbunddecken ausgeführt und mit den Wänden monolithisch verbunden.
Aufgrund der flexiblen Tragstruktur können die meisten Wände nichttragend ausgeführt und die Transparenz der Fassade maximiert werden. Die Fassade ist als Pfosten-Riegelfassade mit filigranen Holzpfosten geplant.
Durch die Maximierung der Verwendung des Baustoffes Holz wird ein flexibles und effizientes Tragsystem gefunden, durch das CO2 gebunden und ein behagliches und architektonisch ansprechendes Gebäude realisiert wird.
Der hohe Vorfertigungsgrad - sowohl bei den Holzbauteilen als auch bei den Stahlbetonbauteilen - führt zu einer verkürzten Bauzeit, Terminsicherheit und zu hohen Ausführungsqualitäten der Elemente. Aufgrund von einfachen Steckverbindungen können die typisierten Stahlbetonfertigteile vom ausführenden Holzbauunternehmen mit verarbeitet werden.
Der konstruktive Brandschutz wird zum einen über eine Heißbemessung der Stahlbetonbauteile und zum anderen über die Abbrandrate des Holzes nachgewiesen. Im Holzbau lassen sich so sehr hohe Feuerwiderstandsdauern realisieren. Auf eine Kapselung des Holzes kann dabei verzichtet werden. Alle Bauteilanschlüsse werden durch einfaches Auflegen und Steck- verbindungen ohne sichtbare Verbindungsmittel aus Stahl konzipiert. Ein vorzeitiger oder unerwarteter Tragfähigkeitsverlust kann somit ausgeschlossen werden.

Lüftungskonzept

Grundsätzlich wurde für alle Räume die Möglichkeit einer natürlichen Lüftung berücksichtigt bzw. durch eine ausreichende Anzahl zu öffnenden Fensterquerschnitten im Entwurf umgesetzt.
Unter Berücksichtigung der Anforderung an Lufthygiene und thermischen Komfort mit dem Projektziel, den anlagentechnischen Aufwand und die Installationsdichte auf das erforderliche Minimum zu begrenzen, wurden die Räume in den Compartments als Raumverbund im Lüftungskonzept betrachtet.

Besonders mit Blick auf die CO2-Konzentration in den Allgemeinen Unterrichtsräumen ergibt sich eine Optimierung der Luftqualität. Durch die gesamtheitliche Betrachtung des Compartments mit sich nach innen öffnenden Räumlichkeiten und der Integration des Forums wird eine gute Luftbilanz erreicht.

Die Kombination wird aus technisch einfacher mechanischer Grundlüftung ( Ventilatoren ) zwischen den Raumeinheiten des Compartments über spezielle dezentrale Lüftungskomponenten umgesetzt, die in Kombination mit einer Stoßlüftung über die Fenster (Hybridlüftung) die Anforderungen an gute Lufthygiene erfüllen.

Die Besonderheit der Hybridlüftung in den Unterrichtsräumen besteht in der Wärmerückgewinnung: In den Außenwänden werden dezentrale Lüftungseinheiten vorgesehen mit integriertem Reversierventilator, Keramikkernwämetauscher und Schallschutzelement. Zwei Lüftungseinheiten arbeiten im Gegentakt und transportieren jeweils 70 Sekunden lang die verbrauchte Innenluft nach Außen bzw. saugen Frischluft nach innen (Push-Pull-Prinzip). Beim Abtransport der Innenluft wird der in der Lüftungseinheit integrierte Keramikwärmetauscher aufgeladen und gibt die gespeicherte Wärme beim Ansaugen der Außenluft wieder ab. So können bis zu 93 % der Wärme zurückgewonnen werden.

Die Steuerung der Lüftungseinheiten erfolgt raumweise mit Zeitprogramm und Stufen. Zudem können die Lüftungseinheiten zum sommerlichen Wärmeschutz beitragen: Durch eine Querlüftung in den kühleren Nachtstunden (Spülmodus) kann die Raumtemperatur aktiv gesenkt werden.
Im Sporthallenbereich stellen Außenluftdurchlässe und Abluftventilatoren in den Nebenräumen (z.B. Geräteraum) die Grundlüftung dar.

Das Lüftungskonzept beinhaltet zwar auch den Einsatz konventioneller zentraler Lüftungsanlagen, dies jedoch ausschließlich in den Räumen bzw. Bereichen, die zwingend mit Zu- und Abluft versorgt werden müssen.

• - Bibliothek und Mehrzweckraum
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• - Mensa und Cafeteria (Küche)
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• - Sanitärkern der Sportanlagen
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• - Sanitärkerne des Schulbereichs (evtl. Abluftanlagen)

Die zentralen Lüftungsgeräte werden mit Rotationswärmetauschern inkl. Spülzone ausgerüstet, um eine hohe Wärmerückgewinnungszahl zu erzielen und eine Übertragung der Gerüche aus der Abluft zu vermeiden. Die verschiedenen Bereiche werden über eine Luftqualitätsregelung, z.B. über die CO2-Konzentration oder mit einer Zeitplansteuerung belüftet. Eine Kombination aus beiden Varianten ist möglich.

Eine Übernachtauskühlung für Aufenthalts- und Veranstaltungsbereiche (Mensa, Cafeteria, Bibliothek, Mehrzweckraum) wird vorgesehen.

Das Lüftungskonzept für die Küche bzw. für den Bereich Mensa/Cafeteria wird nach VDI 2052 geplant und ist abhängig von der Küchenausstattung.

Haustechnikkonzept

Die Vorgabe lautet ein energie- und kosteneffizientes Gebäude zu planen. Dieser Ansatz lässt sich nur erreichen, indem die drei Möglichkeiten “optimierte Gebäudehülle“, “effiziente Bedarfsdeckung“ und “Nutzung nachhaltiger Energiequellen“ optimal aufeinander abgestimmt werden. Die Ergänzung des hochbaulichen Konzepts des Einsatzes umweltschonender Materialien mit hoher Dämmwirkung wird durch ein effizientes Konzept der Gebäudetechnik ergänzt. Es stellt sich wie folgt dar:

Heizungskonzept

Für die Wärmeversorgung der Schule wird eine Kombination von nachhaltiger Energieversorgung mit modernem und energieeffizientem Heizungssystem angestrebt. Die Energie- und Umweltbilanz des Gebäudekomplexes kann so optimal dargestellt werden.

Mit Blick auf die Wärmequelle wird eine Versorgung mit Fernwärme empfohlen. Mehrere Aspekte sprechen für diese Lösung: Die Fernwärmetrasse des Versorgers – die BTB GmbH – verläuft ca. 6 m an der Grundstücksgrenze entlang, weshalb eine kostengünstige Erschließung möglich ist. Zudem stellt sich die dort verfügbare Wärme als besonders ressourcenschonend und umweltfreundlich dar. Dies spiegelt sich in dem sehr niedrigen Primärenergiefaktor von 0,25 wieder und ist bei der BNB-Zertifizierung von Vorteil. Ebenfalls vorteilhaft ist, dass eine Abgasanlage, wie sie bei der Verwendung von fossilen Brennstoffen notwendig wäre, obsolet wird.

Für die Erwärmung der Compartments (Klassenzimmer, Unterrichtsräume, Neben- und Lagerräume), des Verwaltungsbereichs und der Flure werden robuste Röhrenradiatoren vorgesehen, um eine lange Lebensdauer mit einer konstanten Optik sicherzustellen.

Im öffentlichen Bereich empfiehlt sich die Bestückung der Heizkörper mit Behördenthermostaten, welche manuell nicht reguliert werden können. Die Heizkörper in den Klassenzimmern werden in einer Zonenregelung mit einem Raumthermostat an der Tür gesteuert, jedoch wird die Einstellung der Raumtemperatur auf plus/minus zwei Grad beschränkt.

Das gesamte Heizkörpersystem wird mit einer Spreizung von 20 °C (60°C/40°C) betrieben, um möglichst geringe Rücklauftemperaturen für das Fernwärmesystem zu erzielen. Eine Nacht- und Wochenendabsenkung wird vorgesehen.

Bibliothek, Mehrzweckraum, Mensa und Cafeteria, Sporthallen sowie der Sanitärbereich (Umkleiden, Duschen) im Untergeschoss werden über Fußbodenheizung beheizt.

Sanitärkonzept

Für die Wasserversorgung der Schule wird größtenteils Kaltwasser vorgesehen. Die Ausnahme bilden die im Ausstattungsprogramm ausgewiesenen Räume mit Warmwasserversorgung. Für eine bestmögliche Trinkwasserhygiene wird eine 100-prozentige Dämmstoffstärke für Kaltwasserleitungen, kurze Leitungswege, Durchschleifen der einzelnen Sanitärobjekte und ausreichend Probeentnahme- und Spülarmaturen vorgesehen.

Grundsätzlich erfolgt die Warmwasserbereitung dezentral über Frischwasserstationen oder elektrische Durchlauferhitzer/Boiler. Eine abschließende Empfehlung wird nach Prüfung der Wirtschaftlichkeit der Varianten gegeben und ist auch abhängig von den jeweiligen Anforderungen in der Nutzung.

Im Duschbereich der Sporthalle empfehlen sich spezielle Duschelemente mit integrierten – oder alternativ einen externen – Wärmetauschern, die über das Heizungssystem versorgt werden, um die Leitungswege so kurz wie möglich zu halten und die Gefahr der Bildung von Bakterien und Legionellen auch bei geringer Nutzung zu minimieren.

Umsetzung der BNB-Vorgaben (BNB-Silber-Zertifikat)

Der konzeptionelle Ansatz von Nutzungsflexibilität und die Kompaktheit des Bauvolumens, unter Verwendung nachhaltiger Materialien mit niedrigen Unterhaltskosten und dauerhafter gut alternder Schönheit, bilden den Nachhaltigkeitsgedanken des Entwurfes.

TRAGWERK:

Durch die Maximierung der Verwendung des Baustoffes Holz wird ein flexibles und effizientes Tragsystem gefunden, durch das CO2 gebunden und ein behagliches und architektonisch ansprechendes Gebäude realisiert wird.

Der hohe Vorfertigungsgrad - sowohl bei den Holzbauteilen als auch bei den Stahlbetonbauteilen - führt zu einer verkürzten Bauzeit, Terminsicherheit und zu hohen Ausführungsqualitäten der Elemente.Aufgrund von einfachen Steckverbindungen können die typisierten Stahlbetonfertigteile vom ausführenden Holzbauunternehmen mitverarbeitet werden. Im Zuge der Nachhaltigkeit ist so auch ein Rückbau, Trennung und Verwertung dieser wertigen Materialien möglich.

TGA:

Flexible Raumgestaltung auch in Bezug auf TGA

Einbringkonzept für technische Anlage auch in Bezug auf späteren Austausch Raumklimakonzept

Lüftungskonzept zur Lufthygiene Tageslichtsimulation

Mess- und Monitoring Konzept zur Erfassung und Auswertung der Energieverbräuche Tageslichtabhängige Beleuchtung