1. Entwurfs- und Freiraumkonzept

Mit ihrem Standort an der Schulstraße neben der neuen Sporthalle verfügt die neue Turnhalle über ein einzigartiges Potenzial, die lokale Gemeinschaft zu erreichen und zu einem wichtigen Treffpunkt für Bewohner aller Altersgruppen zu werden. In diesem Sinne haben wir eine Schule und einen Freiraum entworfen, die sich in die Umgebung einfügen und sich ihr öffnen.
Die Schule ist als eine Reihe von zusammenhängenden Baukörpern im südlichen Bereich des Bauplatzes platziert, die Sporthalle befindet sich im nördlichen Bereich. Zusammen bilden die Gebäude einen einladenden zentralen grünen Campus mit natürlichen Qualitäten.
Die neue grüne Landschaft konzentriert sich auf die Schaffung einer entspannten, natürlichen Umgebung, die natürliche Wege mit einer biodiversen Freiraumgestaltung und einem reichhaltigen Baumbestand kombiniert. Diverse Lernräume im Freien und funktionale Elemente für organisierte und unorganisierte körperliche Aktivitäten sind auf natürliche Weise in die grüne Landschaft integriert.

Eine einladende und ruhige Umgebung

Wer das künftige Gymnasium Schulstraße betritt, soll sich willkommen fühlen, unabhängig davon, wer er ist und aus welchem Hintergrund er kommt. Die physische Umgebung einer Schule soll das Wohlbefinden der Schülerinnen und Schüler unterstützen. Das ist eine Grundvoraussetzung für das Lernen.
Deshalb haben wir die Schule nach den Prinzipien des universellen Designs gestaltet. Die architektonische Absicht der Gebäude und des Freiraumes ist es, eine einladende und ruhige Lernumgebung zu schaffen, die für alle offen und zugänglich ist.
Die sich verschiebenden Volumen der Schule ermöglichen es, dass die umgebende natürliche Landschaft eine herausragende Rolle in der neuen Schule einnimmt. Im Inneren des Gebäudes schaffen natürliche und nachhaltige Materialien, genügend Licht, Ausblicke in die Natur, gute Akustik und durchgängige Barrierefreiheit eine einladende Atmosphäre, in der sich jeder willkommen fühlt.

Ein nachhaltiges Wahrzeichen

Die Treibhausgasemissionen des Bausektors sind für rund 40″% der globalen Emissionen verantwortlich (WBCSD 2018). In Deutschland sind die Hauptverursacher dieser Emissionen heute nicht mehr der tägliche Energieverbrauch der Gebäude, sondern die in der Bauphase verwendeten Materialien.
Unser Ziel ist es, die neue Schule zu einem nachhaltigen Leuchtturmprojekt zu machen. Dies wird eine klare Identität für das Projekt schaffen und, was noch wichtiger ist, es wird unsere gemeinsame Klimaherausforderung angehen und hoffentlich dazu beitragen, einen neuen Standard für nachhaltiges Bauen zu setzen. Wir schlagen vor, die neue Schule nach den neuesten Entwicklungen im modernen Holzbau zu errichten, um einen schnellen und effizienten Bauprozess mit vorgefertigten Elementen zu gewährleisten. Dies wird die wirtschaftliche Lücke im Vergleich zum Standardbau schließen. Außerdem entsteht so ein robustes und zukunftssicheres Gebäude.
Das Tragwerk der Obergeschosse besteht aus Brettschichtholzbalken und -stützen mit BSP-Decken. Das Fundament und die Kerne werden mit kohlenstoffarmem Beton gebaut, der die Struktur stabilisiert und brandsichere Fluchtwege gewährleistet. Durch diese Kombination entsteht ein hochflexibles Gebäude, bei dem die meisten Innenwände aus Leichtbauwänden bestehen,die entfernt oder verschoben werden können, wenn in Zukunft neue Bedürfnisse entstehen.
Wir haben eine erste LCA-Berechnung unserer Konstruktion durchgeführt. Sie zeigt, dass wir im Vergleich zu einem Standardbetongebäude mehr als 50% der Emissionen einsparen können, die durch die Struktur und den Bodenaufbau entstehen. Es handelt sich um eine Berechnung ohne Fundament und Stahlbetonkerne, die jedoch die erhebliche Reduzierung zeigt. Neben der Holzbauweise sieht das Projekt eine Reihe von Maßnahmen vor, um den Nachhaltigkeitsgedanken weiter zu fördern: Lokale Energieerzeugung durch PV auf den Dächern, Natürliche Belüftung als primäres System und äußerer nicht mechanischer Sonnenschutz, natürliche Wasserrückhaltung im Freiraum, Kompakte Gebäudevolumen, die eine umfangreiche Bepflanzung und Artenvielfalt ermöglichen, Begrünte Dächer und grüne Kletterpflanzen an der Fassade und Holzbauweise, Holzdämmung und Holzfassadenelemente.

Natürliche Materialien

Betonböden, Holzdecken und eine Holzstruktur bilden die Grundlage für die Innenraumgestaltung der Schule. Die natürlichen Materialien werden sichtbar, um einen einladenden und ehrlichen Ausdruck zu schaffen. Regale, Präsentationsflächen und Holzrahmenfenster sorgen für die Trennung zwischen den verschiedenen Räumen, wodurch die Wände funktional werden und eine visuelle Verbindung zwischen den verschiedenen Funktionen gewährleistet wird.
Die BSP-Decken sind mit einer langlebigen Betonoberfläche überdeckt, die eine akustische Trennung zwischen den verschiedenen Räumen gewährleistet. Die Decken sind mit einer Schallschutzdämmung versehen, die mit perforierten Sperrholzpaneelen verkleidet ist,wodurch eine gute akustische Umgebung geschaffen wird, die bei Bedarf durch Wandelemente unterstützt werden kann.  Die Holzbauweise und die natürliche Innenraumgestaltung tragen zu einem nachhaltigen Gebäude bei. Des weiteren erzeugen sie zu ein gutes Raumklima und eine freundliche, einladende Lernumgebung, die das institutionelle Raumgefühl aufhebt.
Vertikale Fenster, vertikale Holzlamellen und horizontale grüne Metalllamellen bilden einen Fassadenrhythmus, der sich auf das Tragwerk des Gebäudes und die inneren Funktionen bezieht.  Die Grüntöne, die Kletterpflanzen und die natürlichen Materialien in der Fassade fügen sich in die Landschaftsgestaltung ein und unterstreichen den freundlichen und einladenden Charakter der Schule. Großzügige Treppen und überdachte Eingänge tragen dazu bei, den Maßstab der größeren Gebäudevolumen zu reduzieren und die Zugänge zum Gebäude deutlich zu markieren.
Ein 70 cm hohes opakes Element in der Fassade schafft ein Band entlang der Fassade des Schulgebäudes und ein vertikales opakes Element in der Sporthalle unterstreicht die hohen Räume im Inneren, während es gleichzeitig eine klare Beziehung zwischen den beiden Gebäuden herstellt.
Für jedes Stockwerk hat der hellgrüne Stahlüberhang eine dreifache Funktion. Er schützt das Holz, bietet Sonnenschutz und hält das Ranksystem für Kletterpflanzen. Im Erdgeschoss der Gebäude ist das opake Band, als blickdichtes Element mit Metallpaneelen verkleidet, um das Holz in Bodennähe vor Witterung zu schützen. Das lokal produzierte, FSC-zertifizierte und thermisch behandelte Kiefernholz, das auf eine Metallunterkonstruktion montiert wurde, sorgt dafür, dass die Fassade wartungsfrei ist und eine hohe Lebensdauer hat. Das Holz wird im Laufe der Zeit zu einem schönen silbergrauen Farbton patinieren.

Flexible und multifunktionale Lernumgebung

Das Projekt zielt darauf ab, ein abwechslungsreiches Lernumfeld zu schaffen, das vielfältige Möglichkeiten des Lernens bietet. In diesem Sinne wurde unsere Schule von innen nach außen entwickelt, wobei der Schwerpunkt auf dem Forum als kollektivem Treffpunkt der einzelnen Compartments liegt. Das Ergebnis ist ein kreuzförmiger Forumsraum, um den herum die einzelnen Compartments organisiert sind. Die flexiblen und multifunktionalen Qualitäten dieses kreuzförmigen Forums zielen darauf ab, die Schüler zu befähigen, ihr eigenes Lernen und ihre Entwicklung in authentischen, differenzierten und sinnvollen Lernerfahrungen mitzugestalten.
Das Forum ist der zentrale Raum, der direkt mit allen Stammgruppenräumen und allen Teamkommunikationsräumen verbunden ist - sowohl physisch als auch visuell durch große Fenster in jedem Raum. Es ist ein Raum ohne Stützen oder tragende Wände, der es ermöglicht,eine flexible und multifunktionale Lernumgebung zu schaffen, die auf die spezifischen Bedürfnisse jedes Compartment zugeschnitten werden kann.
Das Forum wird von drei Seiten belichtet, was den Raum sowohl visuell durch große Fenster als auch über Außentreppen mit der natürlichen Umgebung und den Lernräumen im Freien verbindet. Es kann auf unterschiedliche Weise möbliert werden - während ein Compartment etwa eine klare Trennung zu den Teilungsräumen im Forum schaffen möchte, bevorzugen andere ein offenes, ausgedehntes Forum, in dem lose Möbel flexible Teilungsräume unterschiedlicher Größe schaffen. Die verschiedenen Foren schaffen Vielfalt und ein Gefühl der Zugehörigkeit innerhalb der Schule. Vorhänge und bewegliche Möbel können auch ein Forum schaffen, das sich im Laufe des Tages oder der Woche verändern kann. An einem Tag etwa ein Vortragsraum für das gesamte Compartment, an einem anderen Tag beispielsweise ein flexibler Gruppenarbeitsraum.
Tägliche Flexibilität im Forum

Mehrzweckbereich

Der Mehrzweckraum und die Cafeteria befinden sich in der Mitte des Erdgeschosses und sind über den Haupteingang und die Haupttreppe leicht zu erreichen. Die Räume sind beide direkt von außen zugänglich, was die Nutzungsmöglichkeiten über die Schulzeit hinaus erweitert. Eine flexible Wand ermöglicht es den Räumen, sowohl gemeinsam als auch unabhängig voneinander zu arbeiten, und ein direkt angeschlossener Stauraum erhöht die Multifunktionalität der Räume zusätzlich.

Fachraumbereich

Der Fachraumbereich organisiert sich wie ein Rückgrat entlang des Gebäudes:Die Musikräume befinden sich in unmittelbarer Nähe zum Mehrzweckraum und zur Cafeteria.Kunst und Informatik sind um die Bibliothek herum zur Schulstraße hin angeordnet.Die NAWI-Fachräume sind um den NAWI-Sammlungsraum herum organisiert, mit einfachem Zugang zu den Lernbereichen im Freiraum.

Verwaltungsbereich

Die Verwaltung mit Archiv, Hausmeister und Inklusionsbereich befindet sich direkt über der Bibliothek in unmittelbarer Nähe zum Haupteingang. Die Verwaltung ist auch horizontal mit den Compartments verbunden.

Compartment

Eine zentrale Treppe führt zu zwei Compartments pro Etage. Jedes Compartment ist komplett eigenständig und hat einen eigenen direkten Zugang von der zentralen Treppe und einen zweiten Zugang direkt zu einer Außentreppe.
Jedes Compartment besteht aus einem sog. „Rückgrat“, das den Ankunftsbereich, den Teamkommunikationsraum und die Sekundärfunktionen des Compartments enthält.
Einem erweiterten Forum, das das Forum und die Teilungsräume enthält.
Den 4 Stammgruppenräume, die um das erweiterte Forum herum organisiert sind.
Der Ankunftsbereich ist direkt mit der Haupttreppe verbunden und enthält die Garderobe und die Toiletten für Schüler. Vom Ankunftsbereich aus gelangt man in das erweiterte Forum. Zentral im hinteren Bereich befindet sich der Teamkommunikationsraum, der direkt mit dem Forum verbunden ist. Ruheraum, Pflegeraum, Lagerflächen für Lernmittel und andere Nebenfunktionen liegen in dem Bereich, der mit dem Teamkommunikationsraum und dem Forum verbunden ist.
Das Forum bildet zusammen mit den Teilungsräumen einen kreuzförmigen Raum, der zu unserem organisatorischen Ei des Kolumbus wird. Das erweiterte Forum schafft eine flexible und vielseitige Lernumgebung. Es ist der Gemeinschaftsraum, der im Wesentlichen alles und jeden in den einzelnen Compartments miteinander verbindet.

Stammgruppen

Die 4 Stammgrupperäume sind um das erweiterte Forum herum organisiert, mit direktem Zugang und einer möglichen Erweiterung in die Teilungsräume. Die Stammgruppenräume haben wie die Teamkommunikationsräume große Fenster zum Forum die Transparenz und eine Beziehung zum zentralen Gemeinschaftsraum schaffen.

Erschließung

Der Zugang zur Schule und zur Sporthalle erfolgt über den vorderen Bereich zur Schulstraße hin. Sowohl das Schul- als auch das Sportgebäude haben einen Foyerbereich der den Eingang markiert. Vom Eingang der Schule aus verbindet ein zentraler Flur die 3 Volumen und die 2 Haupttreppen.
Das offen gestaltete und transparente Erdgeschoss verbindet sich mit den umgebenden Wegen im Freiraum durch eine Reihe von Nebeneingängen, die sowohl durch das Gebäude hindurch als auch um das Gebäude herum führen und sicherstellen, dass sich das Gebäude für alle zugänglich und schwellenlos anfühlt.

Konstruktion

Das Tragwerkskonzept folgt den Bedürfnissen der Raumaufteilung und dem gestalterischen Anspruch des Gymnasiums. Das Gebäude wird als Holzskeletbau mit aussteifenden Wänden und einer Flachgründung aus Stahlbeton geplant. Alle Abmessungen folgen dem Gebäuderaster von 8,40 m bzw. einer gleichmäßigen Unterteilung. Die Deckenfelder aus Brettschichtholzbalken und aufgelegter Massivholzplatte haben ein Raster von 8,40 m x 4,2 m. Die Nebenträger in einem Abstand von 2,80 m spannen 4,2 m auf die Hauptträger mit einer maximalen Spannweite von 8,4 m. Die Träger haben eine maximale Höhe von 63 cm. Die Holzstützen aus Brettschichtholz werden innerhalbe der Wände der Klassenräume positioniert. Wodurch eine absolute Flexibilität der Flächen entsteht.
Die Aussteifung des Gebäudes wird über ausreichend vorhandene durchlaufende Wandscheiben bzw. Treppenhaus- und Aufzugskerne aus Stahlbeton gewährleistet. Falls erforderlich wird das Aussteifungssystem durch Auskreuzungen in den Wänden der Klassenräume ergänzt.Die effiziente Verwendung von Holz gemeinsam mit dem minimalen Einsatz von Stahlbeton erhöhen die Nachhaltigkeit des geplanten Gebäudes erheblich. Um das Gebäude noch Nachhaltiger und Leistungsfähiger zu machen schlagen wir vor auf regionales Holz zurückzugreifen, um lange Transportwege zu vermeiden und die regionale Holzindustrie zu unterstützen.
Alle tragenden Holzelemente können vorgefertigt werden, was die Montagezeit und den Bauablauf deutlich verkürzt. Darüber hinaus werden Nassgewerke, Abfall und Schalung minimiert, da nur die Fundamente aus Ortbeton hergestellt werden, während die Kerne als Betonfertigteile vorgeschlagen werden. Die Wahl von Holz als Hauptmaterial für alle Obergeschosse und das Dach hält das Gebäude leicht, was wiederum Fundamentlasten und dessen Komplexität reduziert.

TGA/Energiekonzept

Der Entwurf legt den Schwerpunkt auf den Einsatz passiver Maßnahmen, um die meiste Zeit des Jahres und die meisten Bereiche mit Frischluft, Komfort und Licht zu versorgen. Die Nutzer können die Fenster zur natürlichen Lüftung öffnen, wenn das Wetter es zulässt. Die Sporthalle wird über eine Stoßlüftung aus automatischen Fenstern natürlich belüftet. Die Dämmung und die rationalisierten Glasflächen sorgen für Tageslicht bei minimalem Wärmeverlust im Winter. Die horizontalen und vertikalen Sonnenschutzelemente schützen vor der höher stehenden Sommersonne, lassen aber die tiefer stehende Wintersonne in das Gebäude. Die hohen Fenster sorgen für ein tieferes Eindringen des Tageslichts.
In den Wintermonaten erfolgt die natürliche Belüftung über ein automatisches Fenster pro Unterrichtsraum auf der Grundlage der CO²-Werte im Raum. Wenn es draußen zu kalt wird, sorgt eine mechanische Lüftung mit Wärmerückgewinnung für die Belüftung, die von denselben CO²-Sensoren gesteuert wird. Fassadenintegrierte dezentrale Lüftungsgeräte sorgen für diese mechanische Belüftung. Dies ermöglicht eine einfachere CO²-Kontrolle und eine hohe Nutzungsflexibilität im Vergleich zu zentralen Systemen und ist für die Holzkonstruktion besser geeignet. In den innenliegenden Forumsräumen sind dezentrale Geräte in die Schränke integriert und sorgen für Frischluft, wenn die CO²-Werte zu hoch sind. Die Zu- und Abluft wird über Kanäle zum und vom Dach geleitet.
Die Beheizung erfolgt über eine Fußbodenheizung im Estrich. Dies wird in Zukunft eine Niedertemperatur-Wärmequelle ermöglichen, doch vorerst wird ein Fernwärmeanschluss vorgeschlagen.  Das Regenwasser wird auf dem Dach und in der Landschaft gedämpft,und die Versickerung ist Teil der Landschaftsstrategie.

Brandsicherheit

Der Brandschutz der Holzbauteile wird über Abbrand erfüllt. Das bedeutet die Bauteile müssen für die angesetzte Branddauer „überdimensioniert“ werden. Die Stahlbetonbauteile erhalten ihren Brandschutz durch die Einhaltung der Betonüberdeckung.Die akustischen Anforderungen der Decken werden durch eine dünne Aufbetonschicht oder Schüttung erreicht.
Das aus Gebäudeklasse und Sonderbautatbestand erforderliche Konzept des baulichen, anlagentechnischen und organisatorischen Brandschutzes unterstützt in seiner Auslegung den Entwurfsgedanken der Architekten. Es nutzt die von der Architektur vorgegebenen Abschnitte und Verschiebung der Gebäudeteile für die Belange eines sicheren und genehmigungsfähigen Baukörpers. Die erforderlichen Brandabschnitte entsprechen dabei je einem Compartment, welche brandschutztechnisch wirksam gegeneinander abgetrennt sind.
Die Fluchtwege für Schülerinnen und Schüler sowie die Angriffswege für Rettungskräfte der Feuerwehr führen über insgesamt fünf notwendige Treppen (2 innenliegende notwendige Treppenräume sowie 3 Außentreppen) des Schulgebäudes. Somit kann jedes Compartment im Brandfall über einen notwendigen Treppenraum oder eine Außentreppe sicher entfluchtet werden.