Numrich Albrecht & Klumpp Gesellschaft von Architekten

Entwurfskonzept 

Das Bauvorhaben für das Gymnasium in der Rhenaniastraße sieht drei Hauptgebäudeteile vor, die in einem Winkel zueinander angeordnet sind und den vorhandenen Baumbestand weitestgehend erhalten. Zur Erschließung der 3 „Lernhäuser“  dient ein zentraler Verbindungsbaukörper. Eine einladende Vorplatzgestaltung zur Rhenaniastraße hin schafft eine räumliche Abgrenzung zur westlichen Wohnbebauung und verbindet auf elegante Weise das Schulgebäude mit dem Park und dem Rohrbruchteich auf der gegenüberliegenden Straßenseite. Der Pausenhof ist nach Süden hin orientiert und bietet somit mit dem angrenzenden Quartiersplatz einen geschützten und angenehmen Aufenthaltsbereich für die Schülerinnen und Schüler.

Durch den zentralen Mittelbau werden die drei baugleichen Gebäudeflügel des Gymnasiums miteinander verbunden und in übersichtliche Nutzungseinheiten gegliedert. Dies führt zu einer hohen Identifikation der Schülerinnen und Schüler mit ihrem Schulgebäude. 

Die Sporthalle ist direkt zum Vorplatz hin zweigeschossig angeordnet und befindet sich unter dem östlichen „Lernhaus“. Dadurch ist die Halle auch unabhängig vom Schulbetrieb zugänglich. Der Mehrzweckbereich des Gymnasiums ist nach Süden zum angrenzenden Quartiersplatz ausgerichtet und schafft somit eine Verbindung zum öffentlichen Raum.

Die 6 Compartments sind in den beiden oberen Geschossen (2. und 3.OG) in räumlichen Verbund zueinander angeordnet. Die jeweiligen Foren der Compartments öffnen sich stirnseitig zu den eingezogenen Lernterrassen und werden durch die eingestellten Kuben mit den Nebenräumen von der zentralen Mitte räumlich abgeschirmt, so dass dort eine angenehme Lernsituation gegeben ist. Die Fachräume Musik und Kunst sind mit der Bibliothek und der Verwaltung im 1.OG angeordnet.

Die Aufenthaltsqualität der zentralen Mitte wird analog durch die vorgelagerten Terrassen mit der vertikalen Begrünung mittels der eingestellten Kuben gegliedert. Die zentrale vertikale Erschließung wird räumlich freigestellt und biete viele Ein- und Ausblicke.

Die orthogonale, dreigliedrige Grundausrichtung wird innenräumlich durch freigestellte abgerundete Einbauten gegliedert, die Fluchttreppenhäuser führen dieses formale Motiv nach außen hin fort. 

Die Freianlagen sind unter der Maßgabe des größtmöglichen Baumerhalts als extensiver Schul-Park konzipiert. Sie erfahren eine starke teilräumliche Ausdifferenzierung mit einer großen Bandbreite an altersgerechten Nutzungsangeboten. 

Tragwerkskonzept 

Dem nichtunterkellerten 4-geschossigen Gebäude liegt ein Konstruktionsachsmaß von 1,25m zu Grunde. Die Geschoss- und Dachdecken der sind als hybride Holz-Beton-Verbundkonstruktionen konzipiert, welche entlang der klar gegliederten Fassaden sowie im Inneren auf dortigen hochfesten hölzernen Hauptbalken und Stützen aufliegen. Die Gebäudequeraussteifung erfolgt über diagonale Verbände in den geschlossenen Fassadenfeldern. Die zweigeschossige Überbauung der Sporthalle wird über Leimholzbinder abgefangen. Die Gründung erfolgt als Flachgründung entsprechend den Baugrundverhältnissen am Standort. 

Gebäudehülle (Fassade/Dach) 

Die skelettartige Holzkonstruktion wird in der Fassade sichtbar weitergeführt. Die opaken Fassadenbereiche der Brüstungen und Stürze werden als „Ausfachungen“ mit Metallpaneelen bekleidet. Im Gegensatz zu dem strengen und modularen Grundgerüst docken die freistehenden Treppenhaustürme als vertikale Elemente skulptural daran an. Der zentralen Mitte sind begrünte Loggien vorgelagert, über die transparente Pfosten-Riegel-Fassade dringt so das Tageslicht gefiltert in die Erschließungszonen. Durch dezentrale Lüftungsanlagen in den Unterrichtsräumen wird die Dachfläche weitestgehend von Lüftungstechnik freigehalten, so dass diese extensiv mit Retentionsanteilen begrünt und mit PV-Elementen belegt werden kann. 

Technische Gebäudeausrüstung 

Die Schule wird vollständig mittels Geothermie beheizt und im Sommer wird die Geothermie passiv zur Kühlung genutzt, um das Erdreich wieder aufzuwärmen und zu regenerieren. Die Gebäudetemperatur wird durch dezentrale/zentrale Lüftungsgeräte reguliert, indem kondensatfreie Temperaturreduzierung der zugeführten Außenluft vorgenommen wird. Auf den Gebäudedächern ist eine Photovoltaik-Anlage geplant. Die Photovoltaik-Anlage setzt sich aus Monokristallinen-Solarmodulen mit einer Leistung von 400 Wp zusammen, die auf dem Dach in Verbindung mit einem extensiven Begrünungssystem montiert sind. Die 400V-Wechselrichter sind unter dem Montagesystem angebracht, und die Verkabelung erstreckt sich über das Dach bis hin zum Zuleitungskabel, das zum Sammelverteiler PV im Gebäude führt.
 
Die Aufenthaltsräume werden über die installierten Fassadenlüftungsgeräte beheizt. Im Sommer kann das Wärmeverteilnetz zentral am Heizungsverteiler auf ein Kälteverteilnetz umgestellt werden, wobei dann die im Kreislauf geförderte Sole aus den Erdwärmesonden über einen Wärmetauscher den Systemwasserkreislauf „kühlt“. Die Wärmepumpe wird in den Sommermonaten (außerhalb der Heizperiode) nicht genutzt. Der Wasserkreislauf zu den dezentralen / zentralen Lüftungsgeräten kann dadurch für das temperieren der Räume verwendet werden. Das Forum wird über eine Fußbodenheizung beheizt. Alle anderen Neben- und Sanitärräume, Flure und die offenen Lernmitten werden sofern erforderlich über Heizkörper beheizt. 

Die Klassenräume werden mit dezentralen horizontalen Lüftungsgeräten im Brüstungsbereich be- und entlüftet. Diese Lüftungsgeräte werden gleichzeitig zum Heizen und im Sommer zum Temperieren des Raumes genutzt. Das Forum und die offenen Lernflächen werden natürlich belüftet und zusätzlich mit geringem Anteil über Nebenräume entlüftet. Die Sporthalle wird ebenfalls über die Längsseiten natürlich belüftet. Der Mensa- und Mehrzweckbereich wird über eine zentrale Lüftungsanlage belüftet. 

Die Beleuchtung mit künstlichem Licht wird mittels Präsenzmelder mit integrierten Helligkeitssensoren ein- und ausgeschaltet und tageslichtabhängig gedimmt. Hierbei kann sowohl ein energetisch optimierter Anlagenbetrieb gewährleistet als auch die thermische Belastung, durch die Leuchtmittel, in den Sommermonaten minimiert und das Raumklima verbessert werden. Des Weiteren werden zur Minimierung des Energieverbrauchs in allen Gebäudeteilen LED- Leuchtmittel eingesetzt. 

Umsetzung der BNB Vorgaben 

Ökologische Qualität:
Die Energieversorgung der Gebäude erfolgt durch regenerative Quellen wie Geothermie, Wärmepumpe und Photovoltaik. Der Holzhybridbau mit einem hohen Anteil an Gründachflächen ermöglicht eine nachhaltige Bauweise. Durch die kompakte Viergeschossigkeit des Gebäudes wird die Flächeninanspruchnahme des Grundstücks minimiert. 
 
Ökonomische Qualität:
Lebenszykluskosten: Durch die Verwendung einer kompakten Bauform mit einem gleichmäßigen Konstruktionsraster können die Lebenszykluskosten optimiert werden.
Flächeneffizienz: Um wirtschaftliche Grundrisse mit kurzen Erschließungswegen zu erreichen, wird auf eine effiziente Raumnutzung geachtet.
Anpassungsfähigkeit: Die Nutzungseinheiten sind direkt mit der zentralen vertikalen Erschließung verbunden, was eine maximale Flexibilität in der Anpassung der Nutzungseinheiten ermöglicht.

Gesundheit, Behaglichkeit und Nutzerzufriedenheit:
Der thermische Komfort im Gebäude wird durch passive Kühlung über Geothermie gewährleistet, wodurch die operativen Temperaturen im Winter und Sommer eingehalten werden. Die Innenraumlufthygiene wird durch dezentrale Lüftungsanlagen für Unterrichtsräume und die Möglichkeit der natürlichen Fensterlüftung gewährleistet. Der akustische Komfort wird durch Berechnung der Nachhallzeiten je Raumtyp und entsprechende Maßnahmen wie Deckensegel verbessert. Für den visuellen Komfort wird eine optimale Belichtung der Aufenthaltsflächen mit hoher innenräumlicher Identifikation angestrebt. Des Weiteren sind kommunikationsfördernde Aufenthaltsbereiche im Gebäude und im Außenraum durch Vor- und Rücksprünge vorgesehen, die gleichzeitig als Windschutz auf den Aufenthaltsflächen der Einschnitte dienen. 

Technische Qualität:
Die Holzskelettbauweise ermöglicht einen effektiven Rückbau, da sie eine einfache Trennung und Verwertung der Bauelemente ermöglicht. Im Gegensatz zu herkömmlichen Bauweisen, bei denen eine Trennung der Materialien aufwendig und kostspielig sein kann, können Holzelemente relativ einfach getrennt und wiederverwendet werden. Durch die Verwendung von nachhaltigen und ökologischen Materialien wird zudem die Umweltbelastung reduziert. 

Freianlagen

Erschließung: 
Der Hauptzugang zur Schule erfolgt von Norden über einen baumbestandenen Vorplatz an der geplanten Straßenbahnhaltestelle an der Rhenaniastraße. An der Westseite des Gebäudes befinden sich ein Nebeneingang, die barrierefreien Stellplätze und ein eingehauster Abfallstandort. In den Zugangsbereichen sind insgesamt 228 Fahrradstellplätze verortet.
 
Freizeit- und Erholungsflächen, Außensportanlage: 
Das Bewegungsangebot umfasst Tischtennisplatten, Tisch-Kicker, Fitnessgeräte, einen Boulder und ein Beachvolleyballfeld. Das eingezäunte Kleinspielfeld und die Gymnastikwiese dienen als Außensportanlage. Ein Rundweg erschließt zahlreiche Rückzugs- und Ruheorte, den Schulgarten und ein grünes Klassenzimmer. 
 
Regenwasser: 
Das auf dem Gebäude anfallende Regenwasser wird einer Zisterne zugeführt und steht für die Bewässerung der Rasen- und Pflanzflächen zur Verfügung. Der Überlauf der Zisterne erfolgt in eine große Versickerungsmulde in der südöstlichen Grundstücksecke. Die befestigten Flächen in den Freianlagen entwässern überwiegend in benachbarte Grünflächen.