Erweiterung Gesamtschule und Gymnasium in Hamburg-Binnenfeldredder Wettbewerb im Büro kister scheithauer gross architekten und stadtplaner GmbH, 2012
Städtebauliches Konzept Drei solitäre Baukörper sind in die verbleibende Baustruktur der Schulen so eingeschrieben, dass zwischen ihnen ein neues Spannungsfeld entsteht. Die bestehenden Bauten sind in dieser Komposition notwendige Elemente der Gesamtanlage. Das räumliche Prinzip erinnert an eine Stadt, die zwischen ihren Bauten einzelne Quartiersplätze entstehen lässt. In dieser kompakten, jedoch durchlässigen „Schulstadt“ sind die drei neuen Häuser die bildgebenden Elemente des Gesamtensembles. Die drei neuen Bauten haben mit ihren offenen Innenhöfen eine ähnliche Typologie. Das westliche Haus 3 beherbergt die Räume der Stadtteilschule. Das östliche Haus 2 fasst die Sekundarstufe I des Gymnasiums zusammen. Das südliche Haus 1 hat eine doppelte Funktion: in den Obergeschossen liegen die Räume der Sekundarstufe II des Gymnasiums, im Erdgeschoss befinden sich das Forum und die Pausenhalle. Innerhalb der dreigliedrigen Anlage ist dieses an zentraler Stelle gelegene Haus 1 mit dem Forum der gemeinsame Begegnungsort beider Schulen.
Architektur Alle drei Neubauten haben gemeinsame Merkmale, um sie in dem heterogenen Bestand als Ensemble zur Wirkung zu bringen. Die umlaufend mit horizontalen Fensterbändern gegliederten Fassaden der dreigeschossigen Häuser sind mit hellroten Vormauersteinen vor Stahlbetonwänden versehen. Im Erdgeschoss der Häuser 2 und 3 bestehen jeweils zwei Zugangsmöglichkeiten in kleine Vorbereiche, die an das innere Flursystem angeschlossen sind. Die Flure sind umlaufend über die Innenhöfe belichtet. An den Kopfseiten der Innenhöfe liegen die „freien Lernzonen“, so dass von hier aus jedes Lernhaus einen Blick in den begrünten und geborgenen Aussenraum hat. Neben den jeweils zwei nach aussen führenden Fluchtreppenhäusern wird ein offenes Treppenhaus an den Kopfseiten angeboten. Dadurch entsteht ein enger Bezug zwischen der „freien Lernzone“, der offenen Treppe und dem geschützten Innenhof. Das Haus 1 hat eine Doppelfunktion. Hier befinden sich der Schuleingang zum Gymnasium sowie der Eingang zum nebengelegenen Forum. In den zwei Obergeschossen befinden sich die Räume der Sekundarstufe II des Gyloh, sowie die Musik- und Computerräume. Der öffentlichste Teil der Gesamtanlage, das Forum und die angegliederte Pausenhalle des Gyloh liegen somit an zentraler Stelle. Die Grösse des Forums ist über die temporäre Zuschaltbarkeit der Pausenhalle regulierbar. Das Forum ist sowohl für Besucher von aussen von Süden erreichbar als auch für die Schülerinnen und Schüler von Norden zu erschliessen. Es liegt in der Nähe der südöstlichen Innenecke des Bestandsgebäudes, so dass es mühelos von beiden Schulen zu erreichen ist.
Gliederung des Raumprogrammes Alle Flächen der Lernhäuser 5-10 der GSL-Stadtteilschule befinden sich in Nähe des GSL-Bestandes, in Haus 3. Dabei wurden den Klassenstufen 5 und 6 die erdgeschossigen Bereiche zugewiesen, so dass sie unmittelbar an den geschützten Innenhof, der auch als Spielfläche dient, angeschlossen sind und darüber hinaus auch einen Blick nach aussen in die weitere Umgebung haben.. Jeweils zwei der 6 Lernhäuser liegen auf derselben Etage, sind autonom, stehen aber über den Innenhof in einer vis-a-vis Beziehung. Die Zugänge in die Häuser liegen auf den Längsseiten nach Norden und Süden. Das Haus 2 beherbergt die sechs Lernhäuser der Sekundarstufe I des Gyloh-Gymnasiums. Es ist ähnlich organisiert wie Haus 3, auch hier liegen jeweils, beginnend mit den Klassenstufen 5 und 6, zwei Lernhäuser in einer vis-a-vis im Hof gegenüber. Die Ausstattung mit offener Treppe, freier Lernzone ist programmgerecht nur leicht variiert.Die Bedeutung der Klassenräume ist höher als in der GSL, sie haben einen etwas „formelleren“, nicht so spielerischen Charakter. In Haus 1 befinden sich neben dem Forum und dem daneben gelegenen Eingang zum Gyloh in den Obergeschossen die Räume der Sekundärstufe II des Gyhloh Gymnasiums. Die Raumanordnung in ihrer Kombination mit den Musikräumen und den Computerräumen reflektiert die grössere Selbständigkeit der Schüler dieser Stufe.. Das Forum mit seinem Mensabereich wird von Westen angedient und ist als „räumlicher Durchlader“ in voller Breite von Norden und von Süden organisiert, so dass hier eine funktionale Durchlässigkeit entsteht. Im Sommer kann das Forum auch nach Süden zur Sonnenseite geöffnet werden. Die interne Anbindung des Forums und der Pausenhalle an die Bestandsbauten des Gyloh erfolgt von Osten sowie über den Schulhof von Norden.
Bauabschnittsbildung Aufgrund der Gliederung in drei freistehende Gebäude ist eine einfache Gliederung in drei Bauabschnitte möglich. 1. Abschnitt: Abriss der Pausenhalle des Gyloh, Auslagerung von 20 Klassen aus südöstlichen Containern, temporärer Schülerzugang zum Gyloh von Osten, Baustellenzufahrt von Süden, Neubau des Forums und der Sek II des Gyloh 2. Abschnitt: Auslagerung der nördlichen 20 Klassen aus nordöstlichen Containern, Neubau des Hauses 2 (Sek I des Gyloh), Baustellenzufahrt von Osten 3. Abschnitt: Auslagerung von 16 Klassen der restlichen nördlichen und westlichen Container, Baustellenzufahrt von Westen über Brücke, Neubau des Hauses 3.
Brandschutz Abweichend von der BPD Schulbau, Abschnitt 2.1, werden alle Gebäude jeweils als zusammenhängende Brandabschnitte ausgebildet. Jedes Gebäude hat jeweils 2 Fluchttreppenhäuser, die Entfernung von max. 35 Metern wird eingehalten. Die zusätzliche Treppe zum Hof kann umhaust werden, um Rauchentwicklung in diesem Bereich auszuschliessen. Das Forum im Haus1 kann, erdgeschossig gelegen, unmittelbar nach aussen entfluchtet werden. Alle Häuser sind von der Feuerwehr allseitig anfahrbar.
Aussenräume und Erhaltung der Topographie Die Topographie wird weitgehend erhalten, da die drei Neubauten das jeweilige vorhandene Niveau nutzen. Im Spannungsfeld zwischen den neuen und bestehenden Baukörpern liegen zwei große, orthogonal zueinander gerichtete Schulquartiersplätze. Der Platz im Norden von Haus 3 wird zur „Bühne“ für die Aktivitäten der Kinder im Freien . Das als Treffpunkt wichtige „Forum“ durchdringt das Haus 1 mit Mensa und Pausenhalle. Das „Forum“ ist zu allen Seiten offen und zeichnen sich durch informelle und flexible Aneignungsmöglichkeiten aus. Ovale, klammerähnliche Sitzelemente bieten Rückzugsmöglichkeiten und Gelegenheiten für das kurze Gespräch im Freien. Linienzeichnungen auf dem Bodenbelag laden zu unterschiedlichen Bewegungs- und Ballspielen ein. Frei verteilte Weiden auf der Bühne im Norden, sowie hoch aufgeastete Kiefern im Forum, als Reminiszenz an die früheren Sandertannen, bilden die schattenspendenden und atmosphärischen Kulissen der Plätze. Die bestehende Topographie, der Höhenunterschied von Norden nach Süden beträgt rund 5.00 Meter, wird durch zwei sanft ansteigende Rampentreppen aufgefangen, die die Pausenhöfe als Tribünen jeweils nordwestlich fassen. Sie laden zum Sitzen, Liegen, Verweilen, Spielen und Sonnenbaden ein. Von hier aus kann das bunte Treiben auf den Plätzen beobachtet werden. Die grosszügigen Schulhöfe werden durch kleinere Entrées am Binnenfeldredder und am ‚Grünen Zentrum‘ als Ankunftsorte ergänzt. Der kleine Pausenhof am Bornmühlenbach wird vorwiegend als Basketball Court genutzt. Die Innenhöfe der Neubauten zeichnen sich durch ähnliche Gestaltungsmerkmale aus: farbiger Tartan als Bodenbelag, spielerisch gestreute Sitzgelegenheiten und punktuelle Spielmöglichkeiten. Es entstehen Orte der Bewegung, des Spiels und der Kontemplation. In den ebenerdigen Patios der Häuser 2 und 3 überstehen schirmförmige Felsenbirnen die Spielhöfe.
Verkehrliche Anbindung Die Erschliessung erfolgt weiterhin von der Binnenfelder Straße aus – hier liegen auch die Parklätze für Lehrer und Besucher. Der Fahrverkehre bleibt auf das unbedingt notwenige Maß beschränkt – notwendige Anlieferungsund Entsorgungsfahrzeuge (Kleintransporter bis max. 3-Achser) befahren das Grundstück zu bestimmten Zeiten von der Binnenfelder Straße von Süden kommend auf Flächen die ohnehin für Feuerwehr und Rettungsdienste befahrbar ausgebildet werden müssen. Diese sind einschließlich der ein Wenden sowie seltene Fahrzeugbegegnungen ermöglichende Bereiche - in die Gesamtgestaltung der Freianlagen wie selbstverständlich integriert, ohne dabei den Eindruck von Verkehrsanlagen zu vermitteln; sie stehen als multifunktionale Flächen ansonsten für den Schulbetrieb (Pausen- und Spielflächen) zur Verfügung.Für Rettungsfahrzeuge ist zusätzlich eine Anfahrt von der Leuschner Straße aus möglich (mit Wendemöglichkeit auf dem Grundstück). Fußgänger und Radfahrer können das Gelände über vier Zugänge aus allen Himmelsrichtungen erreichen – hier werden jeweils attraktive überdachte Fahrradabstellanlagen in ausreichender Anzahl angeordnet. Während der Bauphasen können Baustellenverkehre über die Leuschnerstraße bzw. die Binnenfelder Straße abgewickelt werden.
Tragwerkskonzept Haus 1 – Forum / SEK II Das dreigeschossige Gebäude wird in Stahlbeton ausgeführt und umschließt mit seinen Obergeschossen einen Innenhof. Die Innenwände in diesen Geschossen sind als „wandartige Träger“ vorgesehen. Der Lastabtrag erfolgt direkt über die Konstruktion des Erdgeschosses. Über dem Erdgeschoss wird eine Mischkonstruktion aus vorgespannten Unterzügen, konventionell bewehrten Bereichen und Hohlkörperdecken für eine optimierte Tragkonstruktion vorgesehen. Einzelne Verbundstützen werden so platziert, dass für die Nutzung und die erforderliche Technik große Flexibilität erreicht wird. Die Fassaden sind über alle Geschosse als tragende Lochfassaden vorgesehen, welche in den weitgespannten Zugangsbereichen als zweigeschossige „VierendeelTräger“ ausgebildet werden. Haus 2 und 3 – Klassengebäude / SEK I Die beiden dreigeschossigen, nichtunterkellerten Baukörper sind jeweils als Stahlbetonskelettbau um einen Innenhof geplant. Die Decken spannen von den äußeren tragenden Lochfassaden über einzelne Innenstützen bis zu den schlanken Stützen an den Innenfassaden. Die Klassentrennwände sind tragend, die Flurwände flexibel, beide werden in einer schweren Qualität ausgeführt. Stabilität und Gründung Die Gebäudestabilität der drei Baukörper ist jeweils durch einzelne Wände im Innenbereich und die Außenfassaden sichergestellt. Die Gründung ist als Flachgründung, ggf. mit Bodenaustausch bis in tragfähige Bodenschichten, vorgesehen. Die Geländetypologie um die Gebäude wird so angepasst, dass umlaufend eine Begehbarkeit auf einer durchgehenden Höhe unter Berücksichtigung der angrenzenden Bestandsbauten möglich ist.Die Teilunterkellerung des Mensagebäudes wird als „Weiße Wannenkonstruktion“ mit einer hochwertigen Nutzung nach den technischen Regeln geplant.
Gesonderter Erläuterungsbericht zu Aspekten der Energieeinsparung und Nachhaltigkeit
Basisvariante
Gebäudehülle im Sinne des Passivhausstandards Die zu ergänzenden Gebäude der Schule sind in sich kompakt und bieten daher ein gutes A/V-Verhältnis. Große Fassadenanteile sind nach Süden ausgerichtet. Durch die gewählte 3-fach Verglasung können solare Wärmegewinne realisiert werden, sodass unter Berücksichtigung der inneren Wärmequellen der Heizbedarf enorm reduziert wird. Für die Konstruktion der Gebäudehülle kann mit einer Kombination aus Porenbeton und einer 15 cm starken Isolierebene die Passivhausanforderung mit u < 0,15 W/m²K erfüllt werden. Natürlich geregelte Lüftung Zur Sicherstellung einer guten Raumluftqualität (CO2 < 1000 ppm) können in Ergänzung der ma-nuell zu öffnenden Fenster, luftqualitätsgesteuerte Lüftungsflügel vorgesehen werden. Hierzu wird über einen Kombinationsfühler Temperatur und/oder CO2 gemessen und in Abhängigkeit der äußeren Wetterverhältnisse der Öffnungsgrad geregelt. Dieses System kann sowohl in den Klassenräumen als auch im Bereich Forum eingesetzt werden. Nachtauskühlung Im Sommer wird das System der kontrollierten natürlichen Lüftung auch zur Nachtauskühlung herangezogen. Die massive Bauweise der neuen Schulgebäuden ermöglicht eine optimale Ausnutzung dieses Prozesses und somit die Maximierung des Kühleffektes, der für ein behagliches Raumklima sorgt. Der Einbruchschutz wird über eine Begrenzung der Öffnungsstellung gewährleistet. Solare Potentiale Entsprechend der Auslobung werden auf den Dächern Aufstellflächen für Solarthermie und Fotovoltaik vorgesehen. Im Zuge weiterer Untersuchungen kann ggfs. durch eine Wasserkühlung der Wirkungsgrad der Fotovoltaik erheblich (bis zu 30 %) gesteigert werden. Inwieweit eine Kombinationslösung mit Hybridmodul wirtschaftlich sinnvoll ist, kann Gegenstand der weiteren Planung sein. Der erzeugte Strom wird in Netz gespeist, das Warmwasser wird über einen Speicher zur Versorgung der Mensa bereitgestellt. Regenwassernutzung Das anfallende Regenwasser auf dem Dach wird gesammelt und zur Bewässerung der Außenanlagen und WCAnlagen genutzt. Umweltfreundliche Fernwärme Die zur Verfügung stehende Fernwärme kennzeichnet sich durch einen Primärenergiefaktor von 0,567 aus. (Im
Vergleich hierzu Gas : 1,1). Da die in Hamburg erzeugte Fernwärme zu 93,2 % aus Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen gewonnen wird, werden die Anforderungen des WärmeEEGs weit übertroffen. Belichtung und Beleuchtung Die Klassenräume werden über eine doppelte Reflexion des Tageslichtes auch in den hinteren Bereichen optimal mit Tageslicht versorgt. Dieses System der Lichtlenkung kann einfach eingesetzt werden, wenn konvex geformte Sonnenschutzlamellen mit metallischer Beschichtung das Licht an die Decken der Klassenräume leiten. An den Decken befinden sich profilierte MDF-Rippen, die einen doppelten Effekt haben. Sie streuen den Schall und verteilen das Tageslicht. Die Regulierbarkeit des Lichteinfalles je nach Himmelsrichtung und Jahreszeit hat darüber hinaus einen wichtigen pädagogischen Effekt: die Schülerinnen und Schüler lernen aus eigener Erfahrung, die energetische Relevanz des physikalischen Phänomes der UV-Strahlung kennen. Das Tageslicht kann in Abhängigkeit von dessen Helligkeit durch künstliche Beleuchtung unter-stützt werden. Die künstliche Beleuchtung wird durch den Einsatz der Leuchtmittel mit geringerer Leistungsaufnahme und höherem Wirkungsgrad (ggf. LED-Beleuchtung) optimiert. Dies fördert die Leistungsfähigkeit der Schüler, was die neusten Untersuchungen in einer Hamburger Schule belegen. Weiterhin bringt die Betrachtung der Wartungskosten, Kosten für Leuchtmittel und Fassungen weitere Einsparpotenziale mit sich.
Alternative zur Basisvariante : Energiekonzept mit Wärmepumpe Aufgrund des hohen Grundwasserspiegels bietet sich auch der Einsatz einer Wärmepumpe an. Über einen Saugbrunnen und Schluckbrunnen wird das Grundwasser der Wärmepumpe zugeführt. In den Betondecken wird eine oberflächennahe Betonkernaktivierung eingebaut. Aufgrund der dichten und gut gedämmten Gebäudehülle reicht eine äußerst niedrige Oberflächentemperatur aus, um die Raumtemperaturen zu gewährleisten. Gleichzeitig werden Überhitzungsprobleme vermieden. Im Sommer bietet das System noch den Vorteil einer gewissen Raumkühlung, was die Attraktivität der neuen Räume nochmals steigert.
Quiet Revolution Im Hinblick auf den pädagogischen Schwerpunkt der Schule kann auf dem Dach, z.B. auf den bestehenden beiden Sporthallen im Süden und Norden, eine kleine Windturbine (Höhe = ca. 3,00 m), die speziell für den städtischen Bereich entwickelt wurde, aufgestellt werden. Die Ansprechgeschwindigkeit einer Windturbine ist deutlich niedriger als bei einem Windrad, außerdem ist eine Windturbine unabhängiger von der Windrichtung. Windturbinen können direkt auf Gebäuden montiert werden, da der Schallpegel gering ist.
Erweiterung Gesamtschule und Gymnasium in Hamburg-Binnenfeldredder Wettbewerb im Büro kister scheithauer gross architekten und stadtplaner GmbH, 2012
Mitarbeiter und Fachingenieure Prof. Susanne Gross Prof. Johannes Kister Dipl.-Ing. Peter Franz Weber Dipl.-Ing. Ju-hee Cho Leonard Grosch/atelier loidl Landschaftsarchitekten, Berlin Alexander Bartscher/Ponny Images, Aachen BSV Büro für Stadt- und Verkehrsplanung, Aachen BFT Cognos Aachen, beratende Ingenieure für Brandschutz WINTER – beratende Ingenieure für Gebäudetechnik GmbH, Düsseldorf IDK Kleinjohann GmbH & Co. KG, beretende Ingenieure für Baustatik