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Im Dialog mit dem Kontext

Eingebettet in den durchgrünten, sich im Umbruch befindenden Kontext nimmt der neue Schulbaukörper sowohl Bezüge zur neu entstehenden Bebauung als auch zur vorhandenen Baum- und Grünstruktur auf. Ein in vier Volumen gegliederter Baukörper nimmt vorhandene Raumkanten auf und bildet dabei differenzierte Außenbereiche.

Die starke und charakteristische Grundfigur bildet klare Bezüge im Stadtraum und eine kohärente Kontinuität im Straßenraum mit gut auffindbaren Adressen für Schule und Sporthalle. Die Höhenentwicklung der Baukörper nimmt jeweils Bezug auf den umliegenden Kontext.

Im Süden entsteht ein großzügig zusammenhängender, begrünter Schulhof, der als grüne Fortsetzung der im Bebauungsplan angelegten grünen Mitte des Areals gelesen werden kann.

Weiterhin wird der Straßenraum an der Rhenaniastraße gefasst und ein großzügiger Eingangsvorplatz definiert, der als offener, grüner Raum mit Aufenthaltsqualität ausgebildet ist und genug Platz auch für eine zukünftige Haltestelle bietet. 
Das gesamte Gebäude steht aus Hochwassergründen auf einer leicht angehobenen Platte und ist mit flachen Rampen mit dem Gelände verknüpft.

Freiraum 

Der Neubau des Gymnasiums in der Rhenaniastraße ergänzt die zahlreichen Wohnungsneubauprojekte in der Wasserstadt Berlin-Oberhavel und fügt sich zwischen Wasser, Baumbestand und Neubauten ein. Ein Großteil der bestehenden Bäume kann erhalten bleiben.

Durch den in das Grün eingebetteten Baukörper der Schule, werden die Freiflächen in vier Segmente gegliedert: An der Rhenaniastraße vor dem Haupteingang des Gebäudes öffnet sich ein kleiner Stadtplatz, wo die Schüler und Schülerinnen ankommen und sich treffen können. Auf der Westseite der Sporthalle ist die notwendige Erschließung angeordnet. Auf der Ostseite wird der umzäunte Schulhof zwischen den Gebäudeflügeln und dem vorhandenen Baumbestand moduliert. Östlich bzw. vor der Mensa befindet sich der aktive Teil mit den Sportflächen und westlich liegt ein ruhigerer Bereich mit Schulgarten und Arbeitsbereichen.

Die ankommenden Schüler und Schülerinnen sammeln sich morgens auf dem Vorplatz vor der Schule, hier hält der Bus und an den Seiten sind Fahrradständer angeordnet. Dieser Platz soll ein öffentlicher Raum sein, der speziell den Jugendlichen einen Freiraum für ihre Freizeit bietet. Auf dem Platz ist ein großes Holzpodest unter Bäumen angeordnet. Vor dem Gebäude beginnt die wilde Wiese, schirmt das Gebäude leicht ab und setzt sich auf dem Schulhof fort. 

Durch das Gebäude gelangt man zur Mensa, der eine große Terrasse auf Gebäudeniveau und eine, durch Rasenfugensteine halbversiegelte Terrasse auf Geländeniveau mit vielen Sitzmöglichkeiten vorgelagert sind. Daran schließt sich der ebenso aktive und „laute“ Teil der Sportanlagen an, welcher sich aus multifunktionalen Kleinspielfeldern, einer Gymnastikwiese und Fitnessgeräten zusammensetzt. Entlang des Feldes ziehen sich getreppte Holzdecks, vergleichbar mit kleinen Tribünen. Der Sportbereich wird zur Nachbarschaft durch Bäume abgeschirmt, zwischen welchen eine Regenwassermulde liegt.

Vom eingezäunten Sportfeld wird eine direkte Verbindung zur neuen Stichstraße im Süden hergestellt, sodass hier ein Einlass außerhalb der Schulzeiten ermöglicht wird.

An der Gymnastikwiese startet eine Laufrunde, die den westlichen, ruhigeren Bereich einrahmt. Die Laufbahn führt durch die Biodiversitätsflächen mit dichtem Baumbestand zu einer Hütte mit Sitzplätzen für Gruppenarbeit im Freien. Dann verläuft die Bahn vorbei am Schulgarten und an einem Grünen Klassenzimmer, welches wieder mit gestuften Holzdecks Sitzplätze für ein oder zwei Klassen bietet.

Die Anlieferung mit Müllplatz und Stellplätzen ist im vorderen Bereich an der Rhenaniastraße angeordnet, und werden durch das Gebäude vom Rest des Hofes abgeschirmt.

Das Schulgelände ist über alle geplanten Querverbindungen aus der Nachbarschaft erreichbar und verbindet mit zahlreichen Bestandsbäumen die umgebenden Freiflächen. Auf dem Schulgelände wurde die Versiegelung auf die notwendigen und häufigsten Laufwege beschränkt, während die restlichen Flächen mit durchlässigen Materialien regenwassersensibel bleiben.

Flexible Compartments

In den Obergeschossen ist pro Baukörper je ein Compartment angeordnet, erschlossen über eine zentrale Haupttreppe. Die Compartments sind mit offenem Stützenraster und frei bespielbarer Fläche als flexible Lernlandschaften geplant. Dieses Konzept bietet ein sur plus an Nutzungsflexibilität, sodass bei zukünftigen Weiterentwicklungen des pädagogischen Konzepts die Aufteilung der Compartments neu definiert werden kann. Jedes Forum hat über zwei Loggien Außenbezüge in verschiedene Richtungen. Der Teambereich liegt zentral mit rundum Einblick in das gesamte Compartment, begünstigt auch von transparenten Teilen der Wände. Die wohnliche Atmosphäre mit viel sichtbarem Holz, auch in der Tragkonstruktion, und der direkte Außenraumbezug sorgen für hohe Aufenthaltsqualität und Identität stiftende Räume.

Im 1. Obergeschoss sind neben einem Compartment die Naturwissenschaftlichen Fachklassenbereiche, die IT Lernwerkstätten und die Bibliothek untergebracht. Hier besteht ein direkter Zugang zu den Umkleidebereichen der Sporthalle.

Das Erdgeschoß als Schulöffentlichkeit
Das Erdgeschoß beinhaltet die Bereiche mit höchster Öffentlichkeitswirksamkeit. Es ist offen und transparent und verbindet sich visuell mit dem durchgrünten Umfeld, unterstrichen vom sich ausbreitenden Sockel. Beim Eintreten in das Gebäude zeigt sich ein großzügiger Durchblick zum Schulhof, zu dem sich die Schule mit ihrem Veranstaltungsbereich öffnet. Dieser besteht aus Mensa und Mehrzweckraum, die einfach zusammenschaltbar sind. Vom Bühnenbereich können die Musikräume direkt erreicht werden. Bei den Musikräumen befinden sich auch die Kunsträume mit Außenterrasse zum Schulhof.

Im Zentrum des Gebäudes befindet sich die kommunikative Haupttreppe. In Eingangsnähe liegen der Verwaltungsbereich und der innere Übergang zur Sporthalle.

Die Sporthalle ist einerseits direkt an die Schule angeschlossen und verfügt andererseits über einen eigenen Zugang vom Vorplatz, sodass sowohl eine gute Anbindung an den Schulalltag als auch eine externe, separate Nutzung möglich sind.
Aufgrund der Strukturierung in vier Gebäudeteile und der zentralen Erschließung ist eine gute Orientierung im Gebäude gegeben.

Struktur und Flexibilität
Der Neubau ist als flexibles Raumgerüst mit regelmäßigem und durchgehendem Trag- und Konstruktionsraster aufgebaut, was einerseits den Bauprozess modular und effizient optimiert, gleichzeitig einen robusten, permanenten Rahmen schafft, sodass auf sich verändernde Bedingungen flexibel reagiert werden kann. 
Die Sporthalle ist als eigener Baukörper geplant und somit nicht überbaut. Die Spannweiten über den Sporthallen werden über Unterzüge abgetragen.
Auf ein Untergeschoss wird vollständig verzichtet, und die Bodenplatte als leicht erhöhter Sockel ausgebildet, sodass nicht nur der Aushub minimiert, sondern auch ein hochwassersicheres Erdgeschoss entsteht.
Erschließungskerne und Treppenhäuser sorgen für die Aussteifung. Auf dem leicht erhöhten Sockel sind alle Geschosse in Holzbauweise geplant mit elementierten Holztafeldecken sowie regelmäßig elementierter Fassade.

Fassade und Materialkonzept
Die Fassade des Neubaus ist zurückhaltender Ausdruck des flexiblen Rahmens für vielfältige Bespielung im Inneren, und wird von Loggien und beweglichem, außenliegenden Sonnenschutz bespielt. Betonfertigteile im Sockel und Metallelemente an der Fassade schützen die Holzkonstruktion vor Witterung, ergänzt über Holzrahmenfester, die Wärme im Ausdruck geben und viel Tageslicht bis tief ins Innere des Gebäudes bringen. Die Fassade ist somit Ausdruck der Tragkonstruktion und kommuniziert den Aufbau der Gebäude sichtbar nach außen. Ein textiler Sonnenschutz sorgt für optimales Raumklima ohne viel Technik. Das Innere soll über robuste und natürliche Materialien, - sichtbare Holzstruktur und Holz im Ausbau und der Möblierung -  eine wohnlich warme Atmosphäre erhalten, die den Nutzern erlaubt, sich den Raum selbst anzueignen.

Wirtschaftlichkeit
Die Baukörper sind äußerst kompakt ausgebildet. Aufgrund des Verzichts auf einen Innenhof und Laubengänge ist das A/V-Verhältnis bei gleichzeitig hoher Tageslichtausnutzung optimiert.

Die Baustruktur ist aufgrund des klaren durchgängigen Rasters bestens zur Vorfertigung geeignet, sodass ein modularer Aufbau mit kurzen Bauzeiten möglich ist. 

Die Materialität in Holz wird optimiert und Stahlbeton nur im Sockel und den Kernen je nach Leistungsfähigkeit sinnvoll eingesetzt. Der modulare Aufbau bezieht sich auch auf die Trennung der technischen Systeme von der Baukonstruktion. Damit können die technischen Systeme aufgrund ihrer kürzeren Lebensdauer unabhängig von den baukonstruktiven Systemen ausgetauscht werden.

Die Technik- und Lüftungszentralen sind im Kernbereich und in die Dächer der beiden höchsten Baukörper integriert.

Nachhaltigkeit
Ein nachhaltiges Gebäude zeichnet sich einerseits durch den Ressourcen schonenden Bau und Betrieb und niedrigen Energieverbrauch, durch kompakte Bauweise und hohe Flächeneffizienz, anderseits durch langfristige Nutzungsflexibilität und durchdachte, nach Lebensdauer getrennte Systeme aus. Der Einsatz von robusten, natürlichen Materialien und nachwachsenden Rohstoffen sorgt für behagliche Atmosphäre und niedrige Unterhaltskosten. Außenliegender Sonnenschutz, natürliche/hybride Belüftung und gute Tageslichtausbeute, sowie viel thermische Speichermasse der Massivholzkonstruktion und eine abgestimmte Akustik in den Innenräumen versprechen eine ausgewogene Passiv-Performance bei niedrigem Energieverbrauch. Der Einsatz von Technik ist auf das Nötige beschränkt, gut zugänglich und von anderen Systemen wie dem Ausbau und dem Tragwerk unabhängig erneuerbar. Das Trag- und Ausbauraster ermöglichen flexible Raumaufteilungen und bilden einen effizienten Rahmen. Auf diese Weise kann die Grundstruktur des Gebäudes auch in Zukunft flexibel und zusammen mit sich ändernden Nutzungskonzepten mitwachsen.

Technik und Energie
Da sich das Bauvorhaben innerhalb eines Trinkwasserschutzgebietes befindet, ist gemäß Informationen der Senatsverwaltung für Umwelt, Mobilität, Verbraucher- und Klimaschutz eine Nutzung von Erdwärme nicht möglich. Die Nutzung von Erdwärme hat entscheidenden Einfluss auf die Temperaturen von Boden und Grundwasser und damit auf die Stoffwechselvorgänge er Organismen im Boden.

Für den Schulneubau Rhenaniastraße präferieren wir daher einen Anschluss an die quartierszentrale Wärmeerzeugung. Quartierszentrale Anlagen sind energetisch sehr effektiv, insbesondere dann, wenn sich viele unterschiedliche Nutzer anschließen. Durch unterschiedliche Nutzungszeiten und temporär verschobene Bedarfsspitzen kommt es zu einer sehr guten und ausgeglichenen Auslastung der quartierszentralen Wärmeerzeugungsanlage. Durch eine auf die unterschiedlichen Bedarfe und Bedarfszeiten ausgerichtete intelligente Regelung und Steuerung lassen sich die Effizienz und Wirtschaftlichkeit der Anlage weiter steigern und CO₂-Ausstöße minimieren.

Da der Anschluss an die quartierszentrale Wärmeenergieerzeugung noch nicht gesichert ist, ist eine autarke Wärmeenergieerzeugungsvariante vorzuschlagen.

Wir haben hier ein System entwickelt, welches aus folgenden Komponenten besteht:

• Luft-Wärmepumpe auf dem Dach
• Biogas-BHKW + Absorptionskältemaschine im Technikraum 
• Biogas-Brennwerttherme zur Abfangung der absoluten Spitzen bei der Wärmeerzeugung

Das BHKW zusammen mit der Luft-Wärmepumpe deckt den jährlichen Grundbedarf ab. Durch die Kombination von BHKW und Absorptionskältemaschine wird eine möglichst ganzjährige Laufzeit des BHKW gewährleistet, da die Wärme des BHKW im Sommer für die Kälteerzeugung und im Winter für die Wärmeerzeugung genutzt wird. Zugleich wird Strom erzeugt, der für den Betrieb der technischen Anlagen genutzt wird. Um ggf. letzte Versorgungsspitzen auszugleichen, kann ein Brennwertgerät zum System addiert werden. BHKW und Brennwertgerät sollten mit Biogas betrieben werden, um die CO₂-Emissionen zu senken.

Mittels Deckensegeln werden im Winter die Räume beheizt und an warmen Tagen gekühlt. Es handelt sich hierbei um Flächensystem, die aufgrund ihres hohen Strahlungsanteils ein angenehmes Raumklima und Wärmegefühl schaffen.

Um die Schule optimal zu be- und entlüften kommen je nach Nutzungsbereich verschiedenen Systeme zum Einsatz:

• Küche – zentrale Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung gemäß VDI 2052 und VDI 6022, Auslegung auf Grundlage der Technischen Ausstattung und der Essenanzahl der Küche
• Mensa und Sporthalle – zentrale Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung gemäß DIN EN 16798, aufgrund der räumlichen Nähe der beiden Funktionseinheiten in unserem Entwurf bietet es sich an, eine gemeinsame zentrale Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung zu konzipieren
• Innenliegende WC‘s und andere untergeordnete Räume mit Lüftungsanforderungen – zentrale Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung zur Be- und Entlüftung unter Einhaltung der in der Arbeitsstättenrichtlinie geforderten Luftmengen.
• Klassenräume - dezentrale Lüftungsgeräte mit Wärmerückgewinnung in den Klassenräumen zur Gewährleitung eines optimalen Raumklimas, Senkung der Virenbelastung, Senkung des CO₂-Gehalts in der Luft, Schutz vor Pollen, Die Außenluft wird direkt durch die Außenwand den Lüftungsgeräten zugeführt. Die Fortluft wird ebenso direkt nach außen transportiert. Diese Geräte gewährleiten eine Grundlüftung in den Klassenräumen. Parallel ist immer die klassische Fensterlüftung möglich.

Die zentralen Lüftungsgeräte werden auf dem Schuldach positioniert.

Die Elektroversorgung des Gebäudes erfolgt aus dem Netz von Stromnetz Berlin. Außerdem ist vorgesehen, auf dem Dach des Schulgebäudes als auch auf der Sporthalle großflächig eine PV-Anlage zu installieren. Der daraus gewonnene Strom wird entweder direkt für den weiteren Verbrauch dem Gebäude zur Verfügung gestellt (Heizen, Kühlen, Beleuchtung, Allgemeinstrom, technische Geräte, sonstige Stromverbraucher) oder aber in separaten Stromspeichern gespeichert und bei Anforderung dem Gebäude zur Verfügung gestellt. Ziel ist, möglichst den gesamten über PV und BHKW selbst erzeugten Strom im Gebäude zu nutzen und die Einspeisemenge gering zu halten. Es wird eine Sicherheitsbeleuchtung je nach Wirtschaftlichkeit mit Einzel- oder mit einer Zentralbatterie vorgesehen. Der Schulneubau wird mit der erforderlichen Daten- und Sicherheitstechnik ausgestattet. Unter anderem ist eine Hausalarmanlage und Sprachalarmanlage z.B. zur Warnung bei Gewalt- und Notfallsituationen vorgesehen. Die Mensa wurde als ein Raum mit mehr als 200 Besuchern anvisiert. Somit ist hier die Versammlungsstättenverordnung zu beachten und der Raum unter Beachtung der formulierten Randbedingungen entsprechend sicherheitstechnisch auszustatten. Bei allen Komponenten der haustechnischen Anlagen stehen Wirtschaftlichkeit, Energieeffizienz und Langlebigkeit besonders im Fokus.

Tragwerk 
Das Tragwerk versteht sich als regelmäßig und modular aufgebautes System in Holzbauweise, dass hohe Flexibilität bei Nutzung und Betrieb ermöglicht. Die Struktur soll innen raumbildend erlebbar sein, und sich auch nach außen als flexible Struktur zeigen.

Das Tragwerk wurde entsprechend den Anforderungen an ein wirtschaftliches Bauwerk mit der Synergie an Ökologie und Nachhaltigkeit optimiert. Nachhaltige Tragwerke sind gekennzeichnet durch die präzise Abstimmung von Konstruktion und Dimension sowie das gewählte Baumaterial. Holz kommt dabei als einzigem, nachwachsendem Konstruktionsmaterial eine besondere Bedeutung zu. Es kann nach seiner Verwendung nicht nur vollständig dem biologischen Stoffkreislauf zugeführt werden, es sequestriert darüber hinaus während seines Einsatzes als Baumaterial CO₂.

Tragwerk Schulgebäude: Es wird ein Regelrastermaß von 8,4×8,4m gewählt. Bei den Decken handelt es sich im Wesentlichen um einachsig spannende Brettsperrholzelemente (d = 16cm). Die vorgefertigten Elemente werden im Abstand von 1,35m von Zwischenträgern (Abmessungen b/h 24/44cm) gestützt. Um den erhöhten Anforderungen an das Schwingungsverhalten aufgrund der der Schulnutzung zu genügen werden Träger und Deckenplatte schubfest miteinander verbunden und wirken als Plattenbalken.  Alle Hauptunterzüge aus blockverleimter Baubuche GL75 haben Abmessungen von b/h von ca. 40/60cm. Des Weiteren sind quadratische Holzstützen (jeweils 40/40cm) aus Brettschichtholz im Regelrastermaß angeordnet. Das Dachtragwerk des Schulgebäudes wird nach dem gleichen Konstruktionsprinzip konzipiert.

Tragwerk Sporthalle: Analog zum Schulgebäude wird ein Regelstützenabstand von 8,4 m gewählt. Die weitspannenden BSH-Träger der Dachkonstruktion werden im Abstand von 1,35m angeordnet und mit schlanken Querschnitten b/h = 20/120cm in GL24 ausgeführt.

Erdberührende Bauteile & Gründungskonzept: Die gesamte Konstruktion der erdberührenden Bauteile (Bodenplatte/Sockel) wird entsprechend den statischen Anforderungen dimensioniert. Der Perimeter wird als frostfreies Streifenfundament gegründet. Die Stützen stehen auf Einzelfundamenten. Sämtliche Gründungselemente und die entkoppelte, nichttragende Bodenplatte werden aus Recyclingbeton ausgeführt.

Horizontalaussteifung: Die Horizontalaussteifung erfolgt über die Nasszonenkerne in Stahlbetonbauweise mit Recyclingbeton.