Erläuterungsbericht zum Wettbewerbsbeitrag
1. ENTWURFSKONZEPT
Leitidee
Durch die exponierte Lage des trapezförmigen Schulgrundstück am südöstlichen Inselrand direkt an der Gartenfelder Brücke bildet das neue Schulensemble den Auftakt für das neue Gartenfeld. Für die städtebauliche Aufgabe der Adressbildung für das Quartier, als auch die öffentliche Funktion als Ort der Bildung und Gemeinschaft ist eine hohe Präsenz und Stahlkraft beabsichtigt.
Somit platziert sich nach Logik des pädagogischen Konzeptes ein Ensemble aus gestaffelten Gebäudevolumen, welche differenzierte Freiräume zum Schifffahrtskanal, als auch eine neue Adresse mit markantem Vorplatz als vis-à-vis zur Belgienhalle bildet. Ein Stadtraum als Ort des Ankommens und Präsentierens aller Gemeinschaftsfunktionen entsteht. Alle Zuwege werden zu einem zentralen Platz für das Quartier zusammengefasst. Die Staffelung nach Süden sucht eine Verschmelzung zum Grün- und Erholungsraum des Uferstreifens. Unter Beachtung des vorhandenen Baumbestandes entstehen differenzierte Freiräume mit hoher Aufenthaltsqualität und Rückzugsorten für den schulischen und sportlichen Alltag.
Zwischen den Schulhäusern positionieren sich die zwei „Volumen der Erschließung“ als Verbinder und Verteiler. Durch Aufnahme der Technikzentralen kommunizieren Sie in Ihrer Geschossigkeit zusammen mit dem Verbundstandort und Stapelsporthalle mit den Höhendominanten der Nachbarschaft.
Organismus Schule
Die Ausformulierung des Baukörpers sieht die Schule als gebauten Organismus, dessen Teile eng miteinander kommunizieren, Übergänge zwischen Aktivität und Rückzug, öffentlichen und geschützten Orten schaffen, damit ein dynamischer Schulalltag kann entstehen.
Das Erdgeschoss verortet alle gemeinschaftlichen Funktionen von Sekundar- und Primarschule. Der Mehrzweck- und Mensabereich bildet den zentralen Ort der Gemeinschaft mit direkter Präsenz und Zugang zum Vorplatz. Der Verbundstandort rahmt den gemeinsamen Vorplatz als nördlichen Abschluss in unmittelbarer Nähe zum Mehrzweckbereich. Die gewünschten Verflechtungen können gedeihen – Interaktionen und außerschulische Nutzung sind beabsichtigt. Gemeinsam mit den Fachräumen Kunst, Musik, NaWi Sek, WAT, Bibliothek und Verwaltung als auch den Compartments wird die Erdgeschosslandschaft vervollständigt.
Die innere Erschließungsstruktur folgt der benötigten Matrix einer hochfrequentierten Schule. Eine „Schulstraße“ verbindet Vorplatz und schulischen Freiraum, verflechtet alle Gemeinschaftsfunktionen miteinander und gewährleistet eine gute Verteilung zu den Compartments der Schulhäusern in den Obergeschossen. Alle Compartments sind somit im 1.-3. Obergeschoss direkt an die „Erschließungstürme“ angebunden, diese kurzen Entfernungen zu den Treppenhäusern ermöglichen eine Interaktion auch unter den Etagen.
Die Struktur der Compartments ist auf das Konstruktionsraster abgestimmt. Zentral im Gebäude ist die Erschließung, Garderobenbereich, Lehrmittel und Teambereich angeordnet. Jedes Forum wird durch bodentiefe Fensterfronten belichtet, dadurch entstehen zentrale Orte mit hoher Aufenthaltsqualität. Fenster zwischen den Raumsequenzen gewährleisten zuschaltbare Einblicke, eine Lernlandschaft entsteht.
2. FREIRAUMKONZEPT
Spielen, lernen und bewegen am und mit dem Bestand ist die Devise der vorgeschlagenen resilienten Freiraumgestaltung. Übergeordnetes Ziel ist, so viel wie möglich der vorhandenen Vegetationsstruktur zu erhalten, welche gezielt und punktuell ergänzt wird, damit ein zusammenhängender, schulischer Landschaftsraum entstehen kann. Dabei betten sich die Nutzungscluster von Schule und Sport derart in den Freiraum ein, das kurze Wege zwischen multifunktional nutzbaren, jedoch typologisch angepasste Sport- und Erholungsflächen entstehen. Die befestigten Flächen bilden einen Mix aus Pflasterplatten mit einem hohen Anteil offener Fugen, um ergänzenden Lebensraum für Kleinstlebewesen zu bieten.
Regenwassermanagement
Ein Großteil der Rückhaltung des anfallenden Regenwassers erfolgt auf den Dachflächen von Schule und Sporthalle mittels extensiv begrünter Retentionsdächern (Gesamtaufbau 18-21 cm). Alle Sport-, Wege- und Platzflächen entwässern in dezentrale und partiell bepflanzte Versickerungsmulden entlang der südöstlichen Grundstücksgrenze. Unterirdische Baumrigolen und offen Versickerungsmulden entlang der Grundstücks- und Zaunbegleitenden Gehölzbepflanzung ergänzen die Möglichkeiten des ökologischen Regenwassermanagements mit dem Zeil möglichst lange Wasser zur Verbesserung des Mikroklimas und der gezielten Entwicklung von Biotopflächen im Freiraum zu belassen. Eine weitere Zwischenspeicherung überschüssigen Wassers erfolgt über unterirdischen Rigolen und dezentral angeschlossenen Zisternen.
Um die Biodiversität zu erhöhen, werden Saatgutmischungen mit trockenheitsresistenten, ungiftigen Gräsern und Stauden verwendet, wie z.B. Baptisia spec, Campanula portenschlagiana, Echinops spec und Echium amoenum. Eine dichte und niedrige Gehölzpflanzung wird grundstücksbegleitend vorgeschlagen, um – ergänzend zu den Baumpflanzungen und ausgewählten Baumarten – zusätzliche Brutstätten für Vögel und Insekten zu schaffen. Als Baumneupflanzungen schlagen wir großkronige, hitzebeständige Zukunftsgehölze wie Quercus frainetto, Styphnolobium japonicum, Gleditsia triacanthos "Shademaster", Quercus frainetto oder Zelkova serrata vor. Die durch die heterogene Bepflanzungsstruktur entstehenden unterschiedlichen mikroklimatischen Bedingungen erhöhen die Diversität für Fauna und Flora.
KONSTRUKTION UND MATERIAL
Das Schulgebäude folgt strukturtypologisch einem übergeordneten hybriden Ansatz, in welchem der Anteil der nachhaltigen Holzbauweise für die Deckensysteme sowie Stützen insgesamt maximiert wird. Dies ermöglicht eine hohe Vorfabrikation, die einen schnellen, emisionsarmen und exakteren Bauablauf gewährleistet.
Konstruktionsprinzip
Der Struktur liegt ein Hauptraster von 8,50m x 8,50m zu Grunde. Das Primärtragwerk des nicht unterkellerten, funktionszentralen Sockelgeschosses im EG wird zweckmäßigerweise in Stahlbeton-Skelettbauweise angedacht. Das EG-Deckensystem greift hierbei den hybriden Gedanken in Form einer Holzbetonverbunddecke, bestehend aus Brettschichtholzbindern und kervengekoppelter Betonplatte auf. Der Einsatz von vorgespannten Fertigteilenunterzügen soll die statische Effizienz steigern und den erforderlich Materialverbrauch in den zementgebundenen Bauteilen reduzieren. Die beiden „Erschließungstürme“ zwischen den drei Compartmentkomplexen werden ebenfalls in überwiegend Skelettbauweise aus möglichen Recyclingbeton geplant. Die hier verorteten Stahlbetonwände der Aufzugsschächte bilden zusammen mit den Nebenfunktionskernen, über die Gebäudegrundfläche verteilt das aussteifende Rückgrat der Tragstruktur.
Die Obergeschosse der Schulhäuser werden antithetisch zum Sockel in vollständig massiver Holzbauweise geplant. Das Grundraster wird von Hauptunterzügen aus hochfestem Furnierschichtholz abgedeckt.
Dazwischenliegend spannen zellenweise richtungswechselnd Nebenunterzüge aus Brettschichtholz mit einem Querschnitt von 24/44, wobei sich die Breite aus den Restquerschnittsanforderungen infolge 90-minütigem Abbrand ergibt. Der oberseitige Abschluss wird mit überblatteten Brettsperrholzelementen (12 cm) konstruiert. Die gefügten Platten bilden eine steife Scheibe zur Weiterleitung und zum Abtrag der Aussteifungslasten. In den Achskreuzen werden die Vertikallasten an ebenfalls hochfeste Furnierschichtholzstützen gegeben, welche diese als Pendelstützen direkt in die Gründungsebene leiten. Zur Aufnahme der hohen Retentionswasserlasten wird die oberste Deckeneben in Stahlbetonbauweise ausgebildet. Die werkseitig vollständig vorgefertigten Fassadenelemente in Holzrahmenbauweise können direkt auf die zur Verformungsbegrenzung ausgelegten Randunterzüge montiert werden.
Die Deckenkonstruktion der beiden übereinander gestapelten Sporthallen mit einer Spannweite von 22m mit Abstand von 1,35m liegenden gelenkig gelagerten Vollwandbindern aus Brettschichtholz (Querschnitt ca.24/135). Die vertikale Stützung erfolgt im Abstand von vier Bindern durch hochtragfähige Furnierschichtholzstützen.
Die Gründung des nicht unterkellerten Gebäudes erfolgt volumenreduziert flach auf einer 25 cm starken Bodenplatte (Tragplatte) mit Vertiefungen (Vouten oder Streifen) im Bereich der lastabtragenden Stützen und aussteifenden Wände. Zur Verbesserung des Setzungsverhaltens wird ein Bodenaustausch mit der Mächtigkeit der anthropozänen Auffüllungen vorgesehen. Aufgrund der flexiblen Tragstruktur können die meisten Wände nichttragend ausgeführt und die Transparenz der Fassade maximiert werden.
Gebäudehülle
Mit Gestalt und Verkleidung soll bewusst der Charakter einer modularen Fertigung fortgeschrieben werden. So ist die Fassade, gleich der Fertigung des Tragwerkes, mit vorgefertigten Fassadenelementen in Holzverbundbauweise hochwärmegedämmt hergestellt. Eine Gebäudehülle aus elementierten Leichtbaumodulen mit Spaltklinken bilden ein langlebiges Wetterkleid und sucht somit eine Verbindung zu den historischen Nachbarschaften, besonders zum Vis-à-Vis der Belgienhalle . Damit folgt das Fassadenkonzept dem Regelwerk des städtebaulichen Masterplanes. Die Fassade des Sockelgeschosses wird aus einer elementierten Recyclingbeton-Vorsatzschale angedacht, der bodennahe Fassadenbereich erhält hiermit eine beanspruchbare dauerhafte Materialisierung. Das vorgeschlagene Fassadenmaterial sichert niedrige Unterhaltskosten und eine dauerhafte und gut alternde Schönheit.
III. NACHHALTIGKEIT
Die Gestaltung des Baukörpers für die Schulgemeinschaft Insel Gartenfeld bildet ein nachhaltiges, energieeffizientes und klimatisch optimiertes Schulhaus mit Strahlkraft und Wille zur Vernetzung und Bildung eines Vis-à-Vis mit der Nachbarschaft. Dieser Ansatz lässt sich nur erreichen, indem die konzeptionelle Betrachtung der Nachhaltigkeitsfaktoren wie Funktionalität, Nutzerkomfort, Wirtschaftlichkeit sowie Ressourcen und Energie betrachtet und in diesem Entwurf aufeinander abgestimmt werden.
Funktionalität
Um eine größtmögliche Funktionalität zu ermöglichen, bildet der zentrale Erschliessungsbereich einen verbindenden, großzügigen und übersichtlichen Vorplatz den Anknüpfungspunkt an die Nachbarschaft, den täglichen Ankunftspunkt für die SchülerInnen und die An- und Ablieferung. Eine übergeordnete Orientierung wird durch die klare städtebauliche Setzung der die Zugänglichkeit und einfache Erkennbarkeit der Haupteingänge zum Verbundstandort, Schule Primar und Sekundar auf der östlichen Seite des Gebäudes erreicht.
Die barrierefreie Gestaltung aller Geschosse mittels Aufzug, entsprechenden Erschließungs- und Raumabmessungen und ausreichender Ausstattung mit barrierefreien Sanitäranlagen ermöglicht eine inklusive Teilhabe am gesamten Schulbaukörpers und des Außenraums.
Die zwei strukturgebenden „Erschließunsgtürme“ gliedern die drei Schulhäuser und ermöglichen großzügige, verbindende kommunikationsfördernde Flächen in denen Sitzmöglichkeiten geplant sind und die in den Schulhäusern durch flexible Sitzangebote Foren ergänzt werden. Im Außenbereich sind überdachte, regengeschütze Aufenthaltsmöglichkeiten vor dem Verbundbereich (Cafe) und im Bereich der Mensa geplant.
Nutzerkomfort
Der Schallschutz wird sowohl durch bauliche Anordnung (z.B. Orientierung der Verglasungen, massive Holztafelbauweise als akustische Masse) als durch die konzeptionelle Betrachtung (z.B. akustisch intensiveren Nutzungen und besonders schutzbedürftiger Räume) angeordnet. Eine hohe Tageslichtausbeute wird durch großformatige, raumbreite Holzbandfenster in den Schulräumen, als auch durch geringe Raumtiefen ermöglicht. Für ein angenehmes Raumklima, sorgt die Kombination aus feststehendem und beweglichem außenliegendem Sonnenschutz sowie eine natürliche Lüftung. Die Verwendung von Haustechnik ist auf das Wesentliche begrenzt, leicht zugänglich und unabhängig vom Ausbau oder das Tragwerk austauschbar.
Wirtschaftlichkeit
Ein optimierter Baukörper lotet den Zusammenschluss höchstmöglicher Tageslichtverfügbarkeit und kompakter Hüllfläche zum beheizten Gebäude aus. Um möglichst wenig Fassadenfläche zu generieren, werden Innenhöfe werden auf ein Minimum reduziert und ausgewählten Stellen mir großer Gebäudetiefe umgesetzt.
Eine hohe Anpassungsfähigkeit der Innenräume wird durch nichttragende Innenwände ermöglicht, die an jeder Fassadenachse des Grundrasters eingesetzt werden können und so für eine spätere Nutzungsänderung angepasst werden können.
Der Einsatz von Stahlbeton ist auf die nutzungsrelevanten Erschließungs- und Funktionskerne beschränkt sowie die statische und brandschutztechnische Notwenigkeit. Der wirtschaftliche Umgang mit Holz wird mit vorgefertigte Fassadenelemente in Holztafelbauweise sinnvoll ergänzt. Diese modulare Fassadenbauweise bezieht sich auch auf die Trennung der haustechnischen Systeme von der Baukonstruktion um die unterschiedliche Lebensdauer von Technik und Statik Rechnung zu tragen, hierfür ist die Technik- und Lüftungszentralen in den Erschließungstürmen und auf den Dächern platziert.
Einen ökonomischen Betrieb und Instandhaltung des Gebäudes ermöglich ein ressourcenschonenden Einsatz von Monomaterialien, die eine hohe Langlebigkeit und Robustheit mitbringen und geringe Unterhaltskosten aufweisen.
Ressourcen
Ein größtmöglicher Ausgleich für die versiegelte Grundfläche des Gebäudes wird über extensive Gründächer mit Regenrückhalt auf allen Dachflächen und geringem Versiegelungsgrad der Außenanlagen geplant. Das Mikroklima kann durch eine Fassadenbegründung, an den begrünten Dächern ab dem OG1 verbessert werden. In den Außenanlagen wird auf eine möglichst große unversiegelte Fläche geachtet.
Die Auswahl der Baustoffe insbesondere für Tragwerk und Fassade wird unter Berücksichtigung des ressourceneffizienten Bauens gewählt sowie unter Beachtung des späteren Recyclings ausgewählt. Der Anteil an Verbundbaustoffen wurde minimiert und mit sichtigem Holztragwerk ein behagliches und architektonisch ansprechendes Gebäude realisiert. Die Tragkonstruktion ist als wirtschaftliche Struktur mit der Wechselwirkung an Ökologie und Nachhaltigkeit optimiert und in präziser Abstimmung von Konstruktion und Dimension geplant. Holz als nachwachsendes Konstruktionsmaterial in Form von der Holztafelbauweise im in den Schulhäusern kommt hier eine besondere Bedeutung zu. Die Fassadenbekleidung der Schulhäuser mit Recyclingbeton-Vorsatzschale ermöglicht eine Weiternutzung eines bereits vorhandenen Baumaterials und eine sortenreine Rückbaubarkeit, die eine hohe Dauerhaftigkeit und Robustheit der Bausubstanz aufweist. Die Elementierung von Fassadenteilen erlaubt eine Austauschbarkeit und sortenreine Trennung beim Rückbau. Ein ressourcenintensives Untergeschoss wird nicht geplant.
Energie
Durch ein effizientes, schlankes Konzept der Gebäudetechnik lässt sich eine deutliche Reduktion des Endergiebedarfs ermöglichen. Dies wird ergänzt durch architektonisch-konstruktive Maßnahmen, wie der natürlichen Belichtung und Belüftung der Verkehrsflächen im Erdgeschoss und der „Erschließungstürme“. Die Unterrichtsräume können, durch Ihre Anordnung zur Querlüftung aktiviert werden. Eine Nachtauskühlung kann im weiteren Planungsverlauf betrachtet und abgewogen werden. Für eine Reduktion des Strombedarfs ist eine großflächige PV-Anlage auf allen Dachflächen vorgesehen, die entweder direkt durch Abnehmer im Gebäude genutzt oder mittels Zwischenspeicher verzögert abgeben werden kann.
Die am nördlich des Grundstücks anliegende Fernwärmeleitung, wird im Zuge der Baufeldfreimachung zurückgebaut. Da das Gesamtareal entwickelt wird, könnte im weiteren Entwicklungsverlauf die Fernwärme in die Konzeption miteinbezogen werden und wird mit Blick auf eine ressourcenschonende und umweltfreundliche Wärmequelle unsererseits auch empfohlen. Für die Berücksichtigung der Primärenergiebedarfs für den KfW 40-Standard ist eine erneuerbare Wärmeerzeugung mittels Wärmepumpe mit Deckung der Spitzenlast durch ein BHKW eine mögliche Energiebedarfsdeckung.
IV. RATIONALISIERUNG DES PLANUNGS- UND BAUPROZESSES
Der elementare Entwurfsansatz begünstigt sowohl in der additiven Kubatur des Gebäudeensembles, als auch in der vorgeschlagenen Konstruktions-und Materialwahl eine Rationalisierung der Planungs- und Bauprozesse durch eine Standardisierung:
Der hohe Vorfertigungsgrad – sowohl bei den Holzbauteilen als auch bei den Stahlbetonbauteilen – führt zu einer verkürzten Bauzeit, Terminsicherheit und zu hohen Ausführungsqualitäten der Elemente. Durch einfache Fügungsprinzipien können die typisierten Stahlbetonfertigteile vom ausführenden Holzbauunternehmen mitverarbeitet werden.
Eine Standardisierung der Bauelemente vereinfacht die Austauschbarkeit oder Ersatz, bei sich wandelnden Nutzeranforderungen.
Die Entkopplung Statik und Ausbau (TGA) ermöglicht eine parallele Bauzeit, die wenig Schnittstellen und Nachbearbeitung mit sich zieht.
