Passivhäuser öffentliche Gebäude

Vorwort

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Vorwort Liebe Leser, in Deutschland unterscheiden wir sehr stark zwischen der vorschulischen und der schulischen Ausbildung. Während die frühe Form der Kinder- und Jugendhilfe im Sozialbereich im Sinne von Fürsorge zugeordnet ist, übernehmen die Bundesländer in der Regel die Verantwortung für die jungen Menschen im Ressort der Kultusministerien, so es um die schulische Ausbildung geht.

Das verkennt, dass es im Erziehungswesen zwischen der Bildung, der Betreuung und der Förderung enge Wechselbeziehungen gibt. Die Schweiz trägt dem eher Rechnung, indem sie nicht zwischen einer vorschulischen und schulischen Ausbildung unterscheidet, sondern die Bereiche als Schulwesen gemeinsam behandelt. Wir wollen, der Sichtweise folgend, beide Formen der Erziehung und Ausbildung junger Menschen in diesem Heft zusammen betrachten.

Momentan werden etliche Krippen, Horte, Kindergärten und -tagesstätten neu- oder umgebaut.

Der Grund hierfür liegt insbesondere in einem in Deutschland seit 1996 geltenden Rechtsanspruch.

Nach dem Kinder- und Jugendhilfegesetz (KJHG) hat jedes Kind vom vollendeten dritten Lebensjahr bis zur Einschulung zumindest einen Anspruch auf einen halbtägigen, bedarfsgerechten Kindergartenplatz. Die Kommunen sind verpflichtet, diese vorzuhalten.

Wir wären nicht im föderalistischen Deutschland, wenn es hierzu nicht in jedem Bundesland eigene Rechtsauslegungen und -bestimmungen gäbe. Einige Bundesländer gingen über die Vorschriften des Gesetzes hinaus, andere reduzierten den Anspruch auf berufstätige oder ansonsten an der Erziehung der Kinder gehinderte Eltern.

Interessant ist auch die seit 2006 erfasste Spannbreite in den Ländern. So hält Niedersachsen 5,19 % Krippenplätze für die Altersgruppe von 0–3 Jahren vor, während Sachsen-Anhalt seinen Bürgern immerhin 50,2 % anbietet – und dies stolz trotz Länderausgleich verkündet und wohl auch nicht davon abweichen wird. In der Altersgruppe von 3–6 Jahren beginnt es mit Hamburg mit 78,7 %

Kindergartenplätzen, während Thüringen 94,9 % nachweisen kann.

Offensichtlich wird die politische Aufgabe, für beide Elternteile die Möglichkeit am gesellschaftlichen Leben und insbesondere an der Arbeit teilzuhaben und die Freiheit, dies für sich entscheiden zu dürfen, sehr unterschiedlich gesehen und forciert. Viele Forscher führen die fehlende Neigung, sich Kinder zu wünschen, auf schlechte Bedingungen bei der Kleinkindbetreuung zurück. Hiermit eröffnet sich gleich das zweite Problemfeld: Bei den Schulen beginnt der demografische Knick seine Auswirkungen zu zeigen. Bis 2020 soll sich die Anzahl der Kinder und Jugendlichen um 17 % reduzieren. Dennoch heißt das Thema damit nicht, abzubauen. Im Gegenteil. Jedes dritte Kind stammt heute aus einer Familie mit sozialen, finanziellen oder kulturellen Risikolagen.

Diese Situation erfordert ein Überdenken in der Schulpolitik. Die Experten sind sich sicher, dass unsere heutigen Konzepte nicht ausreichen, dieser gesellschaftlichen Herausforderung Herr zu werden. Im Gegenteil, es ist vorprogrammiert, dass uns in allen Bereichen Fachkräfte im großen Maße mangeln werden. Ändern wir dies nicht, werden wir viele Menschen in den heutigen Schulformen nicht ausreichend qualifizieren können.

Zwar sind noch etliche Schulgebäude in einem erbärmlichen Zustand, sodass sie renoviert werden müssen. Einige Schulen sind neu zu bauen. Sie stehen bekanntlich immer am falschen Ort, was sich mit Wanderungsbewegungen von Altersschichten innerhalb der Bevölkerung in den urbanen Kernen erklärt.

Wenn Schulen umgebaut werden, muss neben der baulichen Ertüchtigung insbesondere durch die Planer der Diskurs mit aufgeschlossenen Lehrern angestoßen werden, um neue pädagogischen Konzepte umzusetzen, die helfen, viel mehr Schüler hin zu einer beruflichen Qualifikation mitzunehmen.

All diese hehren gesellschaftlichen Ziele müssen zudem vor dem Hintergrund von Einsparungen von Energie umgesetzt werden. Die geltende Fassung

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der EnEV vom 01.10.2009 setzte die Beschlüsse zum Integrierten Energie- und Klimaprogramm (IEKP) der Europäischen Union um. Dabei sollten schon etwa 30 % des externen Energie-, Heizungs- und Warmwasserbedarfs eines Gebäudes gesenkt werden.

Seit sich ab dem 11.03.2011 mit der Nuklearkatastrophe im japanischen Fukushima die gesamte Politik in Deutschland den regenerativen und erneuerbaren Energien verschrieben hat, sind die Zeichen für die Zukunft gesetzt. In diesem Jahr soll eine weitere Novelle die energetischen Anforderungen nochmals erhöhen, was nach Einschätzung etlicher Fachleute an technische Grenzen stößt.

Vorwort

Es gibt damit für die Planer ein Bündel neuer Herausforderungen. Das vorliegende Buch soll einige Beispiele zeigen, animieren und Freude bereiten, weiter zu träumen, zu planen und diese Träume zum Besten der nächsten Generation wahr werden zu lassen.

Dessau, im Januar 2012

Prof. Dr.-Ing. Rudolf Lückmann

Autorenverzeichnis

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Autorenverzeichnis Prof. Dr.-Ing. Rudolf Lückmann

Dipl.-Ing. Arch. (FH) Franziska Pietryas

Beruf: Architekt

Beruf: Architektin

Themenschwerpunkt: Baukonstruktion

Themenschwerpunkt: Entwurf, Baukonstruktion, Bauen im Bestand

Vita: 1985 1985–1990 1988 1990–1993 1993

Vita: 2001

seit 1994 2004

Dipl.-Ing. für Architektur RWTH Aachen Dombauverwaltung Köln Promotion Diözesanbaumeister Professur Baukonstruktion/Denkmalpflege freiberufliche Tätigkeit, Schwerpunkt Bauen im Bestand Ehrenprofessur am Shanghai Institute of Film Arts

Dipl.-Ing. Arch. Maik Buttler Beruf: Architekt BDA Vita: 1992

Dipl.-Ing. für Architektur Universität Stuttgart 1992–1994 angestellter Architekt: Sir Norman Foster London, KPF London 1994 Bürogründung buttler architekten 1994 Berufung in den BDA seit 1999 Landeswettbewerbsausschuss der Architektenkammer M-V seit 2012 Vize-Landesvorsitzender des BDA M-V

Dipl-Ing. für Architektur an der FH Anhalt in Dessau 2001–2002 angestellte Architektin, Schwerpunkt Entwurf seit 2003 angestellt als Architektin, Schwerpunkte: Baukonstruktion und Bauen im Bestand

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Autorenverzeichnis

Inhalt

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Inhalt Vorwort . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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Autorenverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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So nutzen Sie Ihre CD-ROM . . . . . . . . . . . . .

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Einführung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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Erweiterung eines Gymnasiums in Wettenhausen – Tagesheim mit Mittagsbetreuung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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Hauptnutzfläche 862 m² (Erweiterung) Gesamtbaukosten 2 .300 .000 € Bauzeit 2010 bis 2011

Kindertagesstätte am Stadtpark . . . . . . . . ▶▶ ▶▶ ▶▶

CO2-neutrale PLUS-EnergieKindertagesstätte mit Hort im Ostseebad Wustrow . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ▶▶ ▶▶ ▶▶

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Hauptnutzfläche 750 m² Gesamtbaukosten 1 .300 .000 € Bauzeit Oktober 2007 bis September 2008

Hauptnutzfläche 968 m² Gesamtbaukosten 1 .781 .000 € Bauzeit 2010 bis 2011

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Erweiterung der Kindertagesstätte in Uhldingen-Mühlhofen . . . . . . . . . . . . . . . ▶▶ ▶▶ ▶▶

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Hauptnutzfläche 300 m² Gesamtbaukosten 949 .000 € Bauzeit 2010

Grundschule in Passivhausbauweise in Günzburg . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ▶▶

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Hauptnutzfläche 1 .055 m² Gesamtbaukosten 1 .510 .000 € Bauzeit März 2008 bis Februar 2009

Kindertagesstätte in Langenpreising . . . . ▶▶

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Hauptnutzfläche 413 m² (Erweiterung) Gesamtbaukosten 830 .000 € Bauzeit 2006 bis 2007

Passivhauskindergarten in Grätzsteig Schöneiche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ▶▶

Inhalt

Hauptnutzfläche 2 .170 m² Gesamtbaukosten 3 .759 .000 € Bauzeit September 2006 bis Juli 2007

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Inhalt

2-zügige Grundschule mit integrierter Sporthalle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ▶▶ ▶▶ ▶▶

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Hauptnutzfläche 1 .740 m² Gesamtbaukosten 5 .700 .000 € Bauzeit 2009 bis 2010

Anhang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ▶▶

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Projektbeteiligte Stichwortverzeichnis

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Erweiterung eines Gymnasiums in Wettenhausen – Tagesheim mit Mittagsbetreuung Projektbeschreibung

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Erweiterung eines Gymnasiums in Wettenhausen – Tagesheim mit Mittagsbetreuung Steckbrief ▶▶

Bauherr Schulwerk Diözese Augsburg

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Entwurf und Projektleitung Martin Endhardt, Günzburg

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TGA-Planung Planungsbüro Martin Schwayer, Pfaffenhausen

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Grundstücksfläche 40.952 m² (gesamtes Schulgelände)

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Hauptnutzfläche 862 m² (Erweiterung)

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Bruttogrundfläche/Bruttogrundfläche aller Geschosse 585 m² / 1.170 m² (Erweiterung)

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Gesamtbaukosten (brutto) 2.300.000 €

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Bauzeit 2010 bis 2011

3 1

Projektbeschreibung

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Mühlkan al

Das St.-Thomas-Gymnasium in Wettenhausen hat sich in den letzten Jahren zu einer Schule für ca.

700 Mädchen und Jungen entwickelt. Die Gebäude sind mit den Anforderungen zu einem beachtlichen Gebäudeensemble mit Klassentrakten, Allwettersportanlage, Zweifachturnhalle und Speisesaal gewachsen.

Das Schulwerk der Diözese Augsburg entschied sich dazu, die nicht mehr wirtschaftlich zu sanierende Mensa durch einen Neubau zu ersetzen. Gleichzeitig sollten in der Erweiterung fünf neue Klassenräume und die Verwaltung für das Gymnasium entstehen. Außerdem sollte dieser Erweiterungsbau neuesten Energiestandards gerecht werden.

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5

1 2 3 4 5

Turnhalle Turnhalle – Erweiterung Schwimmbecken bestehendes Gymnasium Erweiterungsbau mit Mensa/Küche und Klassenräumen

Bild 1: Lageplan

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Erweiterung eines Gymnasiums in Wettenhausen – Tagesheim mit Mittagsbetreuung Projektbeschreibung

Der zweigeschossige Erweiterungsbau bildet den Abschluss des dreiseitig umschlossenen Schulinnenhofs, in dessen Zentrum eine mächtige Rotbuche wächst. Bisher war die Nutzung dieses Bereichs durch die Schüler nicht möglich, da durch die

offene Zufahrt diese Fläche als Parkplatz genutzt wurde. Mit der Anordnung des Erweiterungsbaus im Norden des Gebäudeensembles ergibt sich die Chance, das Freigelände neu zu ordnen.

1 9 7 11

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5

6

8 2

4

1 2 3 4 5 6

Eingang/Windfang Foyer Aufzug Speisesaal Küche Lager mit Kühl­ und Frostzelle

Bild 2: Grundrisse Erdgeschoss

7 8 9 10 11

3

Personal­WC Damen­WC Herren­WC Technikraum – Lüftung Sozialraum

Erweiterung eines Gymnasiums in Wettenhausen – Tagesheim mit Mittagsbetreuung Projektbeschreibung

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7 4

4

5

6 1

9 3

2

8 4

1 2 3 4 5

Foyer Aufzug Flur Klassenraum Büro Direktor

Bild 3: Grundrisse Obergeschoss

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4

6 7 8 9

Sekretariat Büro Krankenzimmer (innerhalb der Bestandskubatur) Außentreppe, Fluchtweg

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Erweiterung eines Gymnasiums in Wettenhausen – Tagesheim mit Mittagsbetreuung Projektbeschreibung

Südansicht

Westansicht

Nordansicht

Bild 4: Gebäudeansichten

Die Erweiterung des Gymnasiums um das Tagesheim ordnet die Erschließung des gesamten Schulgebäudes neu. Das Foyer im Erdgeschoss ist das Bindeglied zwischen Neubau und Bestandsgebäude. Ein Aufzug erschließt alle Gebäudeteile barrierefrei.

Die Mensa befindet sich auf der Südseite und öffnet sich mit großzügigen Fensterfronten zum Außenbereich des Hofs. Auf der Nordseite sind im Erdgeschoss die angeschlossene Küche sowie Neben-, Sozial- und Technikräume untergebracht.

Im Obergeschoss befinden sich fünf Klassenräume und die Büroräume der Verwaltung. Eine Außentreppe stellt den zweiten baulichen Rettungsweg aus dieser Ebene sicher.

Erweiterung eines Gymnasiums in Wettenhausen – Tagesheim mit Mittagsbetreuung Projektbeschreibung

Bild 5: Blick auf die Südfassade, Tagaufnahme

Bild 6: Blick auf die Südfassade, Nachtaufnahme

Bild 7: Südwestliche Gebäudeecke

Bild 8: Blick auf die Nordseite

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Erweiterung eines Gymnasiums in Wettenhausen – Tagesheim mit Mittagsbetreuung Projektbeschreibung

Konstruktion

Bauphysikalische Situation

Für den Erweiterungsbau musste eine Konstruktion gewählt werden, die eine Winterbaustelle ermöglichte. Ziel war es, in möglichst kurzer Zeit einen witterungsbeständigen, beheizbaren Rohbau zu erreichen. Die Wahl fiel auf ein sog. Thermowandsystem. Es handelt sich hierbei um vorgefertigte Wandkonstruktionen mit einer Kerndämmung.

Das verwendete Doppelwandsystem besteht aus zwei Betonfertigplatten als Innen- und Außenschale und dem Vergussbeton. Die Platten sind bereits werkseitig mit Gitterträgern aus Edelstahl verbunden. Die Kerndämmung in Form eines alukaschierten PU-Dämmstoffs ist ebenfalls werkseitig eingebaut. Elektroinstallationen sind bereits eingelegt, sodass auf der Baustelle die Elemente noch montiert und vergossen werden. Durch das Vergießen der Doppelwände sind außerdem beste Voraussetzungen für eine luftdichte Gebäudehülle Luftdichtheitgegeben. Nach dem Vergießen wirkt der gesamte Wandquerschnitt mit Innenschale und Kern monolithisch. Bei der Berechnung der U-Werte der Wandkonstruktion ist der Einfluss der Gitterträger als Wärmebrücken durch den Hersteller berücksichtigt. Bei der Planung des Objekts wurden diese Angaben durch einen bauphysikalischen Untersuchungsbericht zur Berechnung der Wärmebrückenwirkung von Varianten der Gitterträger und Dämmstärken untermauert. Die Thermowand wurde im Fensterbereich mit einem thermisch getrennten Fensteranschlag geliefert.

Die thermische Qualität des Hauses entspricht dem Standard eines Passivhauses. Ein entsprechender Nachweis wurde nach PHPP 2007 (Passivhausprojektierungspaket nach W. Feist) geführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.

Die bauphysikalischen Einzelkennwerte der Bauteile zeigt Tabelle 2.

Bilder 9 und 10: Montage der Thermowandelemente

Die Geschoss- und die Dachdecke bestehen aus Stahlbeton. Auf die Dachdecke wurde eine Holzkonstruktion gesetzt, die die Gefällekonstruktion für die Dacheindeckung aus Stahlwellblech bildet.

Die geneigte Dachfläche ist etwas zurückgesetzt, sodass die moderne und klare Gebäudekubatur erkennbar bleibt. Ein auskragendes Gesims bildet die gestalterische Fuge zwischen Kubus und Dachkonstruktion.

Erweiterung eines Gymnasiums in Wettenhausen – Tagesheim mit Mittagsbetreuung Projektbeschreibung

Tabelle 1: Passivhausnachweis (PHPP) Allgemeine Kennwerte Baujahr

2010/2011

Anzahl der Einheiten

1

Anzahl Personen

140

umbautes Volumen Ve

4.991 m³

Innentemperatur

20 °C

interne Wärmequellen

2,8 W/m²

Kennwerte mit Bezug auf Energiebezugsfläche Energiebezugsfläche

1.029 m²

Energiekennwert Heizwärme

14 kWh/(m²a) h –1

Drucktestergebnis

0,40

Primärenergie­Kennwert (Warmwasser, Heizung, Hilfs­ und Haushaltsstrom)

116 kWh/(m²a)

Primärenergie­Kennwert (Warmwasser, Heizung und Hilfsstrom)

78 kWh/(m²a)

Heizlast

13 W/m²

≤ 15 kWh/(m²a) ≤ 0,60 h –1 ≤ 120 kWh/(m²a)

Kennwert mit Bezug auf Nutzfläche Nutzfläche nach EnEV

1.597,1 m²

Primärenergie­Kennwert (Warmwasser, Heizung und Hilfsstrom)

51 kWh/(m²a)

> 40 kWh/(m²a)

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40

Erweiterung eines Gymnasiums in Wettenhausen – Tagesheim mit Mittagsbetreuung Projektbeschreibung

Tabelle 2: Bauphysikalische Kennwerte Einzelbauteile Bauteilbezeichnung

Bauphysikalische Kennwerte nach DIN EN ISO 6946 U [W/(m²K)]

Außenwand

0,173

Skizze

1 Innenschale, Betonfertigteil, d = 70 mm 2 Ortbeton, d = 100 mm 3 PU­kaschierte Wärmedämmung, WLG 027, d = 160 mm 4 Außenschale, Betonfertigteil, d = 70 mm

1 2 3 4

Außenwand mit Vorhang­ fassade

0,110

1 2 3 4 5 6

Außenwand Windfang

0,211

1 2 3 4 5

1 Innenschale, Betonfertigteil, d = 70 mm 2 Ortbeton, d = 100 mm 3 PU­kaschierte Wärmedämmung, WLG 027, d = 160 mm 4 Außenschale, Betonfertigteil, d = 70 mm 5 Mineralwolle, WLG 035, d = 100 mm 6 Vorhangfassade aus Faserzement­ tafeln auf einer Holzunterkon­ struktion 1 Gipskartonplatte, d = 12,5 mm 2 OSB­Platte, d = 18 mm 3 mineralische Wärmedämmung zwischen Holzständern, WLG 035, d = 140 mm 4 Holzweichfaserplatten zwischen Holzunterkonstruktion, WLG 050, d = 50 mm 5 Vorhangfassade aus Parklex­ Platten

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Erweiterung eines Gymnasiums in Wettenhausen – Tagesheim mit Mittagsbetreuung Baudetails

Sockelausbildung, Fußpunkt (1)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

Fliesenbelag im Dünnbett, d = 15 mm Zementestrich, d = 70 mm PU­Dämmung, WLG 027, d = 60 mm Abdichtung Bodenplatten aus Stahlbeton, d = 300 mm Glasschaumschotterschicht, WLG 085, d = 500 mm, in 2 Lagen eingebracht und verdichtet Splittbett, d = 50 mm Frostschutzkies, d = 100–150 mm auf tragfähigem Baugrund Außenschale, Betonfertigteil, d = 70 mm kaschierte PU­Wärmedämmung, WLG 027, d = 160 mm Ortbeton, d = 100 mm Innenschale, Betonfertigteil, d = 70 mm Wandheizung Bauteilfuge zwischen Wandbauteil und Bodenplatte, d = 10 mm Dränleitung Keil aus Glasschaumschotter

Maßstab 1:10

Erweiterung eines Gymnasiums in Wettenhausen – Tagesheim mit Mittagsbetreuung Baudetails

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Sockelausbildung, Fußpunkt (2)

16

15

14

9

Maßstab 1:10 10

11

12

13

1

2

3

4

5

6

7 8