Architektur:
Grüntuch Ernst Generalplanungsgesellschaft mbH
Landschaftsarchitektur:
capatti staubach Urbane Landschaften Landschaftsarchitekt und Architekt PartGmbB
Tragwerksplanung:
Dipl.-Ing. Matthias Gennrich
Technische Gebäudeausrüstung:
HL-Technik Engineering GmbH
Gymnasium Erich-Kästner-Straße
Im Rahmen der Berliner Schulbauoffensive ist am Standort Erich-Kästner / Peter-Huchel-Straße im Bezirk Marzahn-Hellersdorf ein 5-zügiges Gymnasium mit Sporthalle und zugehörigen Nebennutzungen nach dem pädagogischen Leitbild der Berliner Compartmentschule zu realisieren. Den dynamisch wachsenden Schülerzahlen soll mit rationellen Bauweisen, die verstärkt auf Modularität und Vorfertigung zugreifen, begegnet werden. Selbstverständlich wird der hohe Anspruch an pädagogische wie räumliche Konzepte, erarbeitet in der eigens einberufenen Facharbeitsgruppe Schulraumqualität, sich auch messen lassen müssen an einer effizienten und wirtschaftlichen Umsetzbarkeit sowie der Anpassungsfähigkeit und Wandelbarkeit für heutige und zukünftige Ideen und Bedarfe.
Städtebau
Die Entwicklung der Schule hin zu ganztägigen, inklusiven Lern- und Lebensräumen, organisiert in Teamhäusern, wo letztlich mehrere kleinen Schulen zu einer großen Schule zusammen finden, liefert die Blaupause zum Bild der Stadt in der Stadt als integrativer Bestandteil des lokalen Bildungsnetzwerks mit positiven Wechselwirkungen hinein und heraus. Der großmaßstäbliche Wohnungsbau umschließt einen Campus verstreuter Bildungseinrichtungen, in den sich der Entwurf in Körnung und Skalierung einfügt. Die ein- bis viergeschossige Kammstruktur öffnet sich mit ihren vielfältigen Innen- und Außenräumen nachbarschaftlich und allseitig in die Umgebung. Im Wechsel begegnen sich dreihüftige Geschoßbauten und großräumliche Sonderkörper.
Sockel
Ein erster großer Einschnitt zur Erich-Kästner-Straße Richtung U-Bahnhof Kienberg markiert die Adresse des Schulkomplexes. Hier versammeln sich Multifunktionsraum, Mensa, Verwaltung und zentraler Schulboulevard um den Eingangshof mit kurzen Wegen zu Musikräumen und Turnhalle, die auch einen externen Zugang erhält. Auf diese Weise wird die erwünschte Mitnutzung geeigneter schulischer Einrichtungen für Vereine, Märkte, Feierlichkeiten, Bildungsträger und kulturelle Veranstaltungen ermöglicht, ohne überwiegend schulinterne Bereiche in Anspruch zu nehmen.
Im weiteren Verlauf des Schulboulevards ergänzt der Kunstbereich den musischen Flügel und bildet mit der Bibliothek einen offenen Hof mit Versammlungstreppe und Bühne als Außenaula für die Schulgemeinschaft. Gegenüber schließt sich der Naturwissenschaftliche Bereich an. Vervollständigt wird das gemeinschaftlich genutzte Erdgeschoß von einem Inklusionsbereich nahe der Sporthalle und der Lernwerkstatt Informatik.
Dachdeck
Drei Vertikalerschließungen erschließen die Compartments und das Schuldeck als integrierten Bestandteil des Außenraumkonzepts. Nicht nur im Fluchtfall führt der kürzeste Weg aus den Lernhäusern hier ins Freie. Mit Schulgarten, Freiluftauditorium und Möglichkeiten für Freiluftklassen bietet die erhabene Ebene vielfältige Angebote, spielerische, kreative und naturnahe Lern- und Lebenswelten kennen zu lernen. Hier wie überall sonst im Gebäude ist die barrierefreie Erreichbarkeit eigenständig gewährleistet.
Compartment
Kompakte, transparente und flexible Raumfolgen säumen das lichte, zentrale und überschaubare Forum als Kernstück eines jeden autonom erreichbaren Compartments. Übereckbelichtung und -belüftung aller Stammklassen, direkte Außenraumbezüge der Forumsflächen schaffen eine gesunde, inspirierende Lernumgebung, wandelbare Raumkonstellationen und vielfältige Blickbeziehungen fördern das soziale und achtsame Miteinander von Lehrenden und Lernenden. Servicebereiche wie Garderoben, WC- und Teamräume lagern sich folgerichtig an die Vertikalkerne.
Modularität - Effizienz - Nachhaltigkeit
Die modulare Anordnung und Stapelung aller Bereiche erlaubt einen hohen Vorfertigungsgrad und eine schnelle und wirtschaftliche Bauzeit. Der kombinierte Einsatz von Beton- und Holzskelettbau wägt ökonomische und nachhaltige Interessen angemessen ab. Leichte Fassadenkonstruktionen mit Wand- und Brüstungsanteilen in schlichter Materialität und auf das Notwendige reduzierte Verglasungsanteile bilden mit einer hohen Flächeneffizienz ohne überdimensionierte Erschließungswege und einfache bewährte gebäudetechnische Konzepte die Basis für eine kostensparende Bauweise. Dazu trägt auch der weitgehende Verzicht auf Unterkellerung und aufwändiger Gründung / Baugrube bei.
Naturnahe, versiegelungsarme Grünraumplanung mit Einbeziehung unterer Dachflächen schafft pädagogisch wertvolle wie nachhaltige Ökosysteme.
Pandemie - Sonderfall
Der Entwurf ermöglicht durch sein Erschließungs- und Rettungswegekonzept eine multiple Erreichbarkeit sämtlicher Bereiche zum Beispiel im Fall weitgehend kontaktarmer Pandemiezeiten. Die jetzigen außenliegenden Rettungswege zu allen Compartments in Form leichter transparenter Treppenkonstruktionen können zur begegnungslosen Haupterschließung der „kleinen Schulen in der großen Schule“ erklärt werden. Quer- und Übereckbelüftungen sorgen für hohen Hygienekomfort, mobile Trennwände zwischen Stammklasse und Teilungsraum erlauben Sitzordnungen unter Einhaltung erhöhter Abstandsregeln. Das außenliegende Deck im 1.OG ersetzt als Horizontalverknüpfung den begegnungsreichen Schulboulevard im EG. Raum- und Nutzungseinheiten im Erdgeschoß können separiert und von außen erschlossen werden. Offene Klassen bieten Möglichkeiten für Unterricht im Freien.
Die architektonische Umsetzung der Forderungen und Empfehlungen des Berliner Lernhauskonzepts knüpft an die Reformtradition vergangener Epochen an. Eine auf Ganztagsbetrieb ausgerichtete inklusive Bildung in heterogenen Gruppen verbindet sich mit der Idee der sozialräumlichen Öffnung in den Stadtteil. Dies sucht der Entwurf exemplarisch ausdrücklich und baukulturell zeitgemäß abzubilden.
Die städtebaulich konsequente Anordnung und Gliederung des Neubaus spiegelt sich in vielschichtigen Freiraumangeboten auf dem gesamten Schulgelände wider. Es entstehen differenzierte Bereiche, die eine Abfolge unterschiedlicher naturnaher Erlebnisräume bieten für Aktivität und Rückzug, Bildungs- und Erholungsnutzung.
Dank des großzügigen, zentralen Haupteingangs an der Erich-Kästner-Straße ist eine intuitive Orientierung mit kurzen Wegen gegeben. Die Fahrradfahrer können auf dem Eingangsplatz oder an die Westseite des Neubaus parken und den Nebeneingang nutzen, der auch für die außerschulische Nutzung der Sporthalle durch Externe fungiert. Die begrünten Freilufthöfe sind mit den angrenzenden Fachräumen (Musik, Kunst, etc.) gekoppelt und ermöglichen eine differenzierte Einbeziehung der Freiflächen in den Unterricht bei gutem Wetter.
Alle Sportangebote in den Außenanlagen sind kompakt angeordnet und verzahnen sich optisch mit den angrenzenden Erschließungsflächen; die Wegebeziehung in Ost-West-Richtung ist weiterhin vorhanden. Das Dach bietet, dank der üppigen Begrünung mit extensiven Aussaaten, Wildstauden und kleinen Sträuchern angenehm schattige und geschützte Aufenthaltsbereiche mit starkem pädagogischem Bezug zu Naturschutzthemen. Hier sind auch der Schulgarten und flexibel nutzbare Erholungsbereiche zur Selbstaneignung durch die Schüler:innen positioniert. Im Bereich der Bibliothek entsteht eine Freiluft-Aula mit Sitzstufen für über 500 Schüler:innen, die für Veranstaltungen und Feste multifunktional genutzt werden kann.
Die Vegetation ist naturnah, wild und ungekämmt. Die Retentionsdächer und angrenzenden Mulden / Baumrigolen im Erdgeschoß sind nach dem Kaskadenprinzip gekoppelt. Das Niederschlagswasser kann somit in die Vegetationsflächen abgeleitet werden und mittels Transpiration zu einem angenehmen Microklima und zur Temperaturkühlung beitragen.
Um ein Höchstmaß an Nachhaltigkeit für das Schulgebäude zu erreichen, besitzt die kompakte Gebäudestruktur folgende Kennwerte:
Gebäudetechnik
Infolge der voraufgeführten Kennwerte werden die Wärmenergieverbräuche wie auch die Kühllasten im Sommer auf ein Minimum reduziert. Zudem wird vorgeschlagen, unterhalb des Gebäudes (unterhalb der Bodenplatte) ein Thermolabyrinth aufzubauen, das im Winter Außenluftströme von -15°C auf +2°C erwärmt. Gleichermaßen kühlt im Sommer das Thermolabyrinth den Schulräumen zugeführte Außenluft von +32°C auf +18°C ab, wodurch eine aktive Kühlung nicht notwendig wird. Die Nutzflächen sollen mit einem maximal 4-fachen Außenluftwechsel durchlüftet werden (Quellbelüftung), um Schadstoffe und Aerosole gezielt laufend aus diesen auszutragen.
Abwasser- und Wasseranlagen
Die Bewässerung des Gebäudes erfolgt über das öffentliche Wassernetz der Stadt Berlin. Schmutzabwässer werden in den Mischkanal der Stadt Berlin eingeleitet, Regenwässer werden auf dem Gelände über eine Rigole in den Untergrund versickert.
Wärmeversorgung
Es wird davon ausgegangen, dass das Objekt mittels Fernwärme mit einer Gesamtleistung von ca. 750 kW versorgt werden kann. Hierbei berücksichtigt ist, dass das Gebäude mit seinen lufttechnischen Anlagen zum Teil Wärmeenergie aus dem Erdreich gewinnt. Die Beheizung der Nutzflächen soll über eine Fußbodenheizung erfolgen. Optional kann die Fernwärmeversorgung mit einer wärmegeführten BHKW-Anlage kombiniert werden, um ca. 200 kW elektrische Energie während des Tages und ca. 260 kW Wärmeenergie bereitzustellen. Hierdurch würde sich der Fernwärmeeintrag auf ca. 500 kW reduzieren. Die wärmegeführte BHKW-Anlage soll mit Bio-Kraftstoff betrieben werden.
Raumlufttechnische Anlagen
Das Schulgebäude ist in allen seinen Nutzflächen natürlich belüftbar. Ergänzend hierzu wird vorgeschlagen, für einen optimalen raumhygienischen Betrieb raumlufttechnische Anlagen zum Einsatz zu bringen, um jederzeit gezielt einen ca. 4-fachen Luftwechsel zu erreichen und dadurch Schadstoffe und Aerosole gezielt aus den Nutzflächen auszutragen. Hieraus resultieren notwendige Luftmengen wie folgt:
Die mechanische Belüftung der vorgenannten Nutzflächenbereiche soll über variable Volumenstromsysteme erfolgen, um sie lediglich bei Bedarf in Betrieb zu nehmen. Die Luftzuführung von den Zentraleinheiten zu den zu versorgenden Flächen erfolgt über Schächte und abgehängte Decken in den Flurbereichen. Die Lüftungszentralen erhalten hochwertige regenerative Wärmerückgewinnungssysteme, um den Wärmeenergiebedarf zu minimieren und gleichzeitig „Kühlenergie“ rückgewinnen zu können. Während im Winter die Zulufttemperatur +20°C beträgt, wird an warmen Tagen die den Raum zuzuführende Außenluft über das Thermolabyrinth auf 18°C abgekühlt.
Kühlenergiebereitstellung
Eine aktive Kaltwasseraufbereitung ist nicht vorgesehen. Durch das wärmegeführte BHKW kann jedoch optional eine Klein-Absorptions-Kälteanlage betrieben werden, um ca. 150 kW Kälteenergie für Sondernutzbereiche zur Verfügung zu stellen.
Elektrotechnische Anlagen
Der gleichzeitig notwendige elektrische Energiebedarf beträgt ca. 580 kW. Bei Einsatz einer BHKW Anlage wird dieser um 200 kW gesenkt. Die Einspeisung elektrischer Energie (580/380 kW) erfolgt auf Mittelspannungsebene und wird über eine Transformatoranlage auf 400 V gesenkt. Zur Reduzierung des elektrischen Energiebedarfs aus dem Vattenfall Netz sind Photovoltaiksystem auf den begrünten Dächern vorgesehen. Diese können bis ca. 100 kW Peak-Leistung erbringen, so dass über das Jahr gesehen ca. 60.000 kWh erzeugt werden. Die Niederspannungs-Hauptverteilung ist so aufgebaut, dass die einzelnen Verbrauchsbereiche exakt gezählt werden können. Von der NSHV werden die einzelnen Bereiche per Kabel angefahren und liefern den notwendigen Strombedarf in die entsprechenden Flächen. Zusätzlich zur Starkstromanlage sind schwachstromtechnische Einrichtungen vorgesehen, die insbesondere dem Personen- und Objektschutz dienen. Hierzu gehören eine vollumfängliche Brandmeldeanlage, eine Sprachalarmierungsanlage sowie weitere Überwachungssysteme.
Förderanlagen
Zur Personenbeförderung dienen die im Entwurf gezeigten Aufzugsanlagen.
Nutzungsspezifische Anlagen
Da das Gebäude gut anleiterfähig ist, kann auf eine Sprinkleranlage verzichtet werden. Insofern ist für den Personen- und Objektschutz lediglich eine Feuerlöschanlage mit Hydranten (trockenes System) je Treppenhaus vorgesehen.
Gebäudeautomation
Zur Überwachung, Steuerung und Regelung aller gebäudetechnischen Einrichtungen ist ein Gebäudeautomationssystem vorgesehen, dessen Zentrale im UG zur Aufstellung kommt.
Beurteilungsgrundlagen
Bauordnung Berlin vom Vom 29. September 2005, zuletzt geändert 14. Mai 2020 Verwaltungsvorschrift Technische Baubestimmungen (VV TB Bln) vom 10. Juli 2020 hier: Muster-Richtlinie über bauaufsichtliche Anforderungen an Schulen: 2009-04 (MSchulbauR),
Literatur: Brandschutz im Schulbau, Neue Konzepte und Empfehlungen
Gebäudedaten
Die maximale Ausdehnung beträgt in Ost-West-Richtung ca. 127 m, in Nord-Süd-Richtung im Bereich der Sporthalle ca. 80 m, auf der Ostseite ca. 65 m incl. der Freitreppe, die auf die begehbare Dachterrasse führt. Der Baukörper umschließt drei Innenhöfe. Über dem Erdgeschoss werden auf der Ost- und der Westseite je ein zweigeschossiger Baukörper im mittleren Bereich ein eingeschossiger Baukörper aufgesetzt. Die Baukörper haben eine Ausdehnung von ca. 39 m x 26 m. In dieser Fläche werden die Compartments eingebettet, welche eine Größe von 656 m² haben werden. Die Kontur dieser Baukörper wird im Erdgeschoss weitergeführt und trennt die hier vorgesehenen Nutzungen von der zentralen Erschließungsachse. Darüber hinaus sind hier ein Mehrzweckraum / Mensa, Cafeteria mit Nebenräumen und die Sporthalle mit Nebenräumen angegliedert. Auf der Westseite ist ein Untergeschoss mit Gebäudetechnik vorgesehen.
OKFF oberster Aufenthaltsraum liegt bei + 11,5 m im 3. OG und bei 8 m im Gebäudeteil mit 2. OG. Da die Nutzungseinheiten größer als 400 m² sind ist die Höhe nicht maßgebend, daher kann vernachlässigt werden, dass die Höhe des angrenzenden Geländes variabel ist.
Gebäudeklasse:
Sonderbau:
Bauliche Maßnahmen des vorbeugenden Brandschutzes Brandwände
Äußere Brandwände (Gebäudeabschlusswände)
Aufgrund der Abstände zu den Grundstücksgrenzen und zu bestehenden oder zukünftig möglichen Gebäuden sind Gebäudeabschlusswände nicht erforderlich.
Innere Brandwände
Nach MSchulbauR sind inneren Brandwände in Abständen von max. 60 m erforderlich. Die o.g. Gesamtlänge des Gebäudes ergibt sich durch die zentrale Erschließungsachse. Die durch sie zusammengefassten Baukörper haben jeweils eine kleinere Ausdehnung als 60 m. Die Baukörper werden von der zentralen Erschließung durch feuerbeständige Wände und feuerhemmende, rauchdichte und selbstschließende Türen abgetrennt und können als eigenständige Abschnitte angesehen werden. Aufgrund der nicht- bzw. nur sehr gering vorhandenen Brandlast in der Erschließungsachse soll diese nicht durch eine innere Brandwand unterteilt werden. Wegen des Brandschutzes bestehen hiergegen keine Bedenken, ein entsprechender Antrag auf Abweichung wird gestellt.
Tragende Konstruktion und Decken
Feuerbeständig
Rettungswege
Im Erdgeschoss können die Rettungswege unmittelbar ins Freie geführt werden. Dies gilt auch für die Sporthalle, die einen unmittelbaren Ausgang über eine im Freien geführte Treppe erhält. Das Untergeschoss auf der Westseite ist an en Westtreppenraum angebunden, ein Rettungsweg ist ausreichend, da keine Aufenthaltsräume im UG vorgesehen sind. Die Obergeschosse verfügen jeweils über zwei bauliche Rettungswege. Die Treppenräume auf der West- und Ostseite können im Erdgeschoss, durch Schiebetore von der Erschließungsachse abgetrennt, ins Freie geführt werden. Die mittlere Treppe wird im Erdgeschoss von der Erschließungsachse abgeschottet, der Ausgang erfolgt im 1. OG auf die begehbare Dachfläche und über die Freitreppenanlage auf der Ostseite zum angrenzenden Gelände. Alternativ können alle Treppen im EG abgeschottet und der Rettungsweg über die Dachfläche des 1. OG sichergestellt werden. Bei den im Freien geführten Treppen werden Warteflächen für Rollstühle vorgesehen.
Anlagentechnische Maßnahmen
Brandmeldeanlage
Zur Alarmierung der Nutzer:innen von Räumen, die keine Sichtverbindung zur internen Erschließungsfläche der Cluster haben und als anlagentechnische Kompensation der Größe der Cluster von 656 m² werden automatische Brandmelder vorgesehen. Sicherheitsbeleuchtung der Rettungswege und in fensterlosen Räumen. Rauchableitung über manuell zu öffnende Fenster in den Clustern. Mensa und Mehrzweckraum entsprechend den Anforderungen der Muster-Versammlungsstättenverordnung (1 % der Grundfläche im Dach oder 2% im oberen Drittel der Fassade). Ebenso die Sporthalle. Treppenräume 1 m² an oberster Stelle. Die Aufzüge fahren in den OG innerhalb der Treppenräume, im EG an der Erschließungsachse, daher Rauchabzugsöffnungen 2,5 % der Schachtfläche, mind. 0,1 m².
Einrichtungen für die Feuerwehr
Trockene Steigleitungen für die Treppenräume an der Erschließungsachse.
Zentrale Anlaufstelle mit allen erforderlichen Informationen und zentralen Bedienstellen in Abstimmung mit der Berliner Feuerwehr. Es ist davon auszugehen, dass Gebäudefunk erforderlich wird.
Äußere Erschließung
Auf der Ostseite und der Nordseite wird das Gebäude von öffentlichen Straßen erschlossen. Von der Ostseite kommend wird südlich des Gebäudes eine Zufahrt vorgesehen, so dass alle Zugänge innerhalb von 50 m erreicht werden. Auf der Westseite wird von Norden kommend ein Zugang zum Zugang Turnhalle und innerer Erschließungsachse vorgesehen. Die Entfernung wird nicht mehr als 50 m betragen.
Organisatorische Maßnahmen
Entsprechend Betriebsverordnung, Muster-Versammlungsstättenverordnung und Muster-Schulbaurichtlinie. Feuerlöscher entsprechend ASR
Der Schulkomplex wird als mehrgeschossiges Gebäude geplant, wobei das Erdgeschoss aus Stahlbeton bestehend sich über den ganzen Campus erstreckt. Die drei mehrgeschossigen Compartments, in Holzverbundbauweise, sind räumlich voneinander getrennt auf dem Erdgeschoss angeordnet.
Sofern es der Baugrund zulässt, erfolgt die Gründung des Gebäudes über eine Stahlbetonbodenplatte mit umlaufender Frostschürze, welche in Abhängigkeit der jeweiligen Lastsituation über verschiedene Dickenbereiche verfügt.
Die horizontale Aussteifung des Erdgeschosses erfolgt über die massiven Stahlbetoninnen und Außenwände. Die Erdgeschossdecke ist als zweiachsig gespannte teilweise punktgestützte Stahlbetondecke geplant, wobei zur Verzögerung der Bauzeiten und zur Verringerung der Baukosten Halbfertigteile zu Einsatz kommen können. Die Stahlbetonstützen im Innenbereich können als Ortbeton oder Fertigteilstütze ausgeführt werden. Aufgrund der unterschiedlichen Spannweiten von 4,80 m bis maximal 9,60 m sind zur Reduzierung der Deckendicke Stahlbetonunterzüge angeordnet.
Im Erdgeschoss sind auch die Sporthalle und die Mensa mit Spannweiten von 22 m bis 24 m untergebracht. In diesen Bereichen variiert das Tragwerk. Es kommen Spannbetonbinder als Halbfertigteil ausgeführt zum Einsatz. Die Höhe der Binder beträgt dabei ca. 2 m und der Bindeabstand ca. 4,80 m. Unter anderem aufgrund der Nutzung als Terrasse bzw. Schulgarten werden sowohl die Dachhaut der Sporthalle als auch der Mensa als massive Stahlbetondecke geplant.
Aufgrund der großen räumlichen Ausdehnung und aufgrund der unterschiedlichen Lastsituation (im Bereich der Compartments) sind die einzelnen Gebäudeteile des Erdgeschosses über Raumfugen voneinander getrennt. Diese Raumfugen gehen aufgrund der Setzungsdifferenzen bis zur Gründung durch.
