Messdaten
pfeil-rechts_blauBiberach
pfeil-rechts_blauCottbus
pfeil-rechts_blauDetmold
pfeil-rechts_blauHalle
pfeil-rechts_blauHöhenkirchen
pfeil-rechts_blauHohen Neuendorf
pfeil-rechts_blauMarktoberdorf
pfeil-rechts_blauNeumarkt
pfeil-rechts_blauOlbersdorf
pfeil-rechts_blauOverbach
link_enob
link_schule
Plusenergie-Grundschule mit Hort in Halle
demo-halle Adresse: Murmansker Straße 13,
06130 Halle
Bauherr: Edith-Stein-Schulstiftung des Bistums Magdeburg
Antragsteller: Edith-Stein-Schulstiftung des Bistums Magdeburg in Zusammenarbeit mit der Hochschule Magdeburg-Stendal, Fachbereich Bauwesen
Ansprechpartner:

Gunnar Hollenbach, Bausachverständiger,
Zerbst, Diese E-Mail-Adresse ist gegen Spambots gesch√ľtzt! Sie m√ľssen JavaScript aktivieren, damit Sie sie sehen k√∂nnen.

 

Daten und Fakten

 

Allgemeine Daten

Foto_Sued-Ost-Ansicht
Blick von der Murmansker Stra√üe aus auf die S√ľdseite des Neubaus

 

Projektadresse Katholische Grundschule und Hort
"St. Franziskus"
Murmansker Straße 13
06130 Halle/Saale
Deutschland
Baujahr (Inbetriebnahme) Februar 2014
Anzahl der Sch√ľler/Kinder ca. 190
Anzahl der Betreuungsräume

20

Bruttogeschossfläche 3.770 m²
Nutzfläche nach EnEV 2.019 m²
Beheizte Nettogrundfläche
(EBF - Energiebezugsfläche)
2.966 m²
Beheiztes Gebäudevolumen 11.990 m³
A/V 0,40 1/m

 

 

Projekt√ľbersicht

Mit dem Bau der neuen Grundschule realisiert die Edith-Stein-Schulstiftung einen weiteren Baustein ihres Konzeptes "Bildungsstandort Murmansker Stra√üe" in Halle. Das vom christlichen Menschenbild getragene Bildungsangebot beinhaltet dort bereits zum einen das Elisabeth-Gymnasium und zum anderen gemeinsam in einem weiteren Geb√§ude in der n√§heren Nachbarschaft die St. Franziskus-Schule sowie die St. Mauritius-Sekundarschule. F√ľr beide Schulen ist es im Laufe der Jahre in dem auch zunehmend maroden Geb√§ude zu eng geworden, so dass nun auf dem Grundst√ľck gegen√ľber dem Elisabeth-Gymnasium in mehreren Bauabschnitten eine Grundschule mit Hort, eine Sekundarschule und eine Einfeld-Sporthalle erstellt werden.
Der Bautr√§ger legt bei der Durchf√ľhrung der Neubauprojekte erheblichen Wert auf deren Nachhaltigkeit und √Ėkologie, deshalb sollen alle Geb√§ude im Passivhaus-Standard und daraus resultierend im Plusenergie-Standard errichtet werden. Zus√§tzlich soll das Projekt f√ľr andere Schultr√§ger als Vorbild dienen.
Den Anfang macht der Neubau der Grundschule mit integriertem Hort "St. Franziskus" als nahezu vollst√§ndige Holzkonstruktion und somit weitestgehend aus nachwachsenden Rohstoffen in CO2-neutraler Bauweise. Dar√ľber hinaus soll, begleitet von einer zweij√§hrigen Monitoringphase, die Verwendung von einer Reihe innovativer Baukomponenten untersucht werden.

 

Lage

Standort-Karte-Halle_web
Standort der Grundschule
in Deutschland
Breitengrad 51,45 ¬įN
L√§ngengrad 11,87 ¬įO
H√∂henlage 105 m √ľber NN
Mittlere Jahrestemperatur 9,3 ¬įC
Mittlere Wintertemperatur (Oktober - April) 4,2 ¬įC
Klima
(TRY-Referenzstation)
Klimazone TRY 4,
Potsdam

 

Gebäudetyp / Baujahr

 

Gebäudetyp Baujahr
vor 1910 1910-1930 1930-1950 1950-1970 1970-1990 nach 1990
Dorfschule
Mehrgeschossige
Schule
Mittelflur-Schule
Seitenflur-Schule
Pavillon-Schule
Hallen-Schule
Zentral-Schule
Kammform-Schule
Offenes-Konzept-Schule
Cluster-Schule

 

Zusätzliche Informationen

Literatur, Quellenangaben
[1] Unterlagen zum Zuwendungsantrag des Bauträgers
[2] Edith-Stein-Schulstiftung: Planung Neubau der St. Franziskus-Grundschule in Halle.
Abschlussbericht, AZ 28080, Deutsche Bundesstiftung Umwelt
[3] Klimadaten des Deutschen Wetterdienstes, Monatswerte der Station Potsdam,www.dwd.de

 

Projektpartner

Projektbetreuung
Gunnar Hollenbach, Sachverst√§ndigenb√ľro,
Zerbst, Diese E-Mail-Adresse ist gegen Spambots gesch√ľtzt! Sie m√ľssen JavaScript aktivieren, damit Sie sie sehen k√∂nnen.
Architektur Steinblock-Architekten, Magdeburg,
Alexander Tietze, Diese E-Mail-Adresse ist gegen Spambots gesch√ľtzt! Sie m√ľssen JavaScript aktivieren, damit Sie sie sehen k√∂nnen.
Anlagentechnik Theurich + Klose Ingenieurgesellschaft mbH, Hannover,
Axel Gierlich, Diese E-Mail-Adresse ist gegen Spambots gesch√ľtzt! Sie m√ľssen JavaScript aktivieren, damit Sie sie sehen k√∂nnen.
Elektroplanung AIB GmbH - Architekten Ingenieure Bautzen,
Matthias Medack, Diese E-Mail-Adresse ist gegen Spambots gesch√ľtzt! Sie m√ľssen JavaScript aktivieren, damit Sie sie sehen k√∂nnen.
Wissenschaftliche Begleitung,
Monitoring
Hochschule magdeburg-Stendal, Fachbereich Bauwesen,
Prof. Dr.-Ing. Kati Jagnow, Diese E-Mail-Adresse ist gegen Spambots gesch√ľtzt! Sie m√ľssen JavaScript aktivieren, damit Sie sie sehen k√∂nnen.
Förderung

Europ√§ischer Fond f√ľr regionale Entwicklung (EFRE)

Bundesministerium f√ľr Wirtschaft und Energie:
EnOB-Programm EnEff-Schule

Land Sachsen-Anhalt

Stadt Halle

 

Links

Homepage des Kinderhorts St. Franziskus: pfeil-rechts_blau www.hort-sankt-franziskus.de

Homepage der Grundschule St. Franziskus: pfeil-rechts_blau www.franziskusschule-halle.de

Internetpräsenz des Schulträgers: pfeil-rechts_blau www.edith-stein-schulstiftung.de

Informationen zum Holzbausystem: pfeil-rechts_blau www.holzwerthaus.de

 

Abbildungsnachweis

Planunterlagen:
Steinblock-Architekten

 

Fotos:
Diashow zur Einweihung und zum Schulneubau St. Franziskus Grundschule in Halle/Saale,
www.schulstiftung.magix.net/album/alle-alben/!/oa/7100437-100822022/#,
Patrizia Erben-Gr√ľtz, Diese E-Mail-Adresse ist gegen Spambots gesch√ľtzt! Sie m√ľssen JavaScript aktivieren, damit Sie sie sehen k√∂nnen.
Projektbetreuer Gunnar Hollenbach
Steinblock-Architekten
Hochschule Magdeburg-Stendal, Katharina Gebhardt

 

Grafiken Anlagenschema, Energieversorgungsschema:
Fraunhofer-Institut f√ľr Bauphysik

 

 

Konzept & Umsetzung

 

Basierend auf dem christlichen Leitbild des Schultr√§gers und der darin verankerten Verantwortung des Menschen gegen√ľber der Sch√∂pfung entwickelten sich in der Planungsphase die Grunds√§tze f√ľr die Konzeption des Bildungsstandorts.

Lageplan
Lageplan zu den Neubauprojekten

 

Deshalb soll die Ausf√ľhrung des Schulneubaus CO2-neutral, zukunftsweisend komplett aus Holz und weiteren CO2-bindenden Materialien verwirklicht werden. Bisherige Bauweisen sollen ‚Äď nicht nur f√ľr Schulen ‚Äď hinsichtlich energetischer, √∂kologischer, bautechnischer und bauphysikalischer Ausf√ľhrung √ľberarbeitet, mit neuen Erkenntnissen wissenschaftlich untermauert und zu Neuentwicklungen mit allgemeiner Praxistauglichkeit mit Pilotwirkung gef√ľhrt werden. Dabei spielen Wirtschaftlichkeit und √∂kologische Gesichtspunkte zum Klimaschutz und der CO2-Reduzierung eine wesentliche Rolle.

 

Architektur

Die Umsetzung des Bildungsstandort-Konzepts wurde begonnen mit dem Bau der Grundschule und dem darin integrierten Hort im s√ľdwestlichen Bereich des Areals und den daf√ľr notwendigen Au√üenanlagen wie zum einen die Fl√§chen zur Erschlie√üung zur Murmansker Stra√üe im S√ľden und zum anderen die Freifl√§chen f√ľr die Spiel-, Freizeit- sowie Gartenanlagen entlang der Westseite des Grundst√ľcks.
Das dreigeschossige, nicht unterkellerte Schulgebäude besteht aus zwei zueinander versetzt angeordneten Gebäudeteilen.
Der √∂stliche Teil A des Geb√§udes, √ľber den die Haupt-Erschlie√üung des Gesamtgeb√§udes mitsamt dem Aufzug erfolgt, ist als Seitenflur-Schultyp konzipiert. Neben dem Eingangsbereich mit Garderoben befinden sich darin im Erdgeschoss die sich √ľber zwei Etagen erstreckende Aula mit einer Galerie im 1. OG und die daran angebundenen Bereiche der K√ľche sowie Lager- und Technikr√§ume. Das 1. Obergeschoss beherbergt in diesem Geb√§udeteil die R√§umlichkeiten der Schulverwaltung und den gemeinschaftlich genutzten Raum der Stille. Dar√ľber im 2. Obergeschoss sind hier die Fachr√§ume f√ľr "Kunst" und "Werken" der Grundschule zu finden; ebenso die Hausmeister-Wohnung und der "Energieraum" der Geb√§udetechnik.

 

Grundriss-EG
Grundriss Erdgeschoss

 

Grundriss-OG1
Grundriss 1. Obergeschoss

 

Grundriss-OG2
Grundriss 2. Obergeschoss

 

Der westliche Teil B des Geb√§udes wurde als Mittelflur-Schultyp umgesetzt. Im Erdgeschoss sind hier die R√§ume f√ľr den Kinderhort, w√§hrend sich in den beiden Geschossen dar√ľber die Klassenr√§ume der Grundschule befinden. Zentral gelegen im √úbergangsbereich zum Geb√§udeteil A sind hier in allen Geschossen die sanit√§ren Anlagen untergebracht. In jedem Geb√§udeteil befindet sich an der Schmalseite ein Fluchttreppenhaus.

Gebaeude-Schnitt-Westteil
Querschnitt durch den westlichen Gebäudeteil

 

 

Bauteile

Um den gew√ľnschten Passivhausstandard zu erf√ľllen, gilt es, eine hochw√§rmed√§mmende und w√§rmebr√ľckenfreie Geb√§udeh√ľlle herzustellen. Zus√§tzlich sind die Grunds√§tze der Bauherrschaft nach einer nachhaltigen und √∂kologischen Bauweise zu erf√ľllen. Mit diesen Anforderungen an die Geb√§udeh√ľlle entschieden sich die Fachplaner f√ľr eine Holzbaukonstruktion, die zu 80 % aus dem nachwachsenden Rohstoff besteht.

 

Außenwand

 

Detail_Aussenwand-Normalfall

Querschnitt zum Aufbau des Außenwand-Holzrahmentragwerks (Normalfall)

 

 

Das Tragwerk der Au√üenwand besteht aus Doppel-T-Holztr√§gern. Zwischen diesen befinden sich aussteifende Wandscheiben aus OSB-Platten, die als Dampfsperre eine luftdichte Ebene bilden. Die Wandscheiben werden an der Innenseite des Gurtes befestigt. Die freiliegenden Zwischenr√§ume sind vollst√§ndig mit Zellulose (Isofloc) ausgef√ľllt. Dabei werden die Gurte der Tr√§ger √ľberd√§mmt, um die W√§rmebr√ľcken des St√§nderwerkes zu minimieren. Die dem Innenraum zugewandten Gipsfaserplatten sind an der horizontalen Lattung fixiert und schalltechnisch von der Restkonstruktion entkoppelt.

 

 

Foto_Rohkonstruktion-Aussenwand

Holzkonstruktion der Außenwand


Foto_Aussenwand-Amrocplatten
Die Farbpalette der Fassadenplatten


Die hinterl√ľftete Au√üenverkleidung des Schulgeb√§udes besteht aus Thermoholz-Profilen. Zus√§tzlich ist die Fassade in der Fensterebene mit witterungsbest√§ndigen und wasserundurchl√§ssigen Amrocplatten (Zementspan) versehen, die die farbigen Akzente der Fassade setzen.
Die Brandschutzw√§nde in F90 sind ebenfalls in Holzbauweise ausgef√ľhrt. Hierbei wurde die Au√üen- und Innenverkleidung jeweils durch zwei zus√§tzliche Gipsfaserplatten mit dazwischenliegendem Glasfasergewebe verst√§rkt.

 

 

Solarthermische Außenwand



Foto_Solarthermie-Module
Außenwandbereich mit Solarthermie-Elementen


In die S√ľd-Fassade des √∂stlichen Geb√§udeteils sind Solarfelder von insgesamt ca. 35 m¬≤ Gr√∂√üe integriert, deren gewonnene Energie zur Erzeugung des in der Schule ben√∂tigten Warmwassers herangezogen wird.
Das dahinter liegende Holzrahmentragwerk entspricht nahezu dem Aufbau der √ľbrigen Fassade; in diesem Bereich bilden Gipsfaserlatten den Abschluss der Wand nach au√üen, auf denen die Solarelemente aufliegen. Um den konstruktionsbedingt entstehenden W√§rmeverlust im Randbereich der Solarmodule zu verringern, sind sie mit Mineralwolle umschlossen. Eine Hinterl√ľftung der Module ist nicht gegeben. Durch die Sonnenbestrahlung hat der Absorber eine h√∂here Temperatur als die Umgebungsluft, was eine Reduzierung der Transmissionsw√§rmeverluste durch die Au√üenwand bewirkt. Die hohen Temperaturen f√ľhren jedoch nicht zu einer √úberhitzung des dahinter liegenden Innenraums, da die eingeblasene Zellulosed√§mmung nicht nur K√§lte sondern auch Hitze abschirmt.

Neben der Energieeinsparung wird innerhalb des Projekts ein wirtschaftliches und √∂kologisches System verfolgt. Besonders der Einsatz von Aluminium soll vermieden werden, weshalb f√ľr die Glaskonstruktion die ansonsten g√§ngigen Aluminium-Abdeckleisten durch Thermoholzleisten ersetzt wurden.

 

 

Fenster

Detail_Kastenfenster-vertikal_sw
Kastenfenster-Detail: Vertikalschnitt

 

Foto-Kastenfester-von-innen

Detail_Kastenfenster-horizontal_sw
Kastenfenster-Detail:
Horizontalschnitt

 

 

Die Fenster in den Schulr√§umen sind nach Passivhausstandard entwickelte und zertifizierte Kastenfenster mit einer 2-fach-Verglasung jeweils im inneren und √§u√üeren Fensterfl√ľgel. Um die W√§rmeleitf√§higkeit der Fensterrahmen zu reduzieren, wurde Thermoholz verwendet.
Auf der Au√üenseite sind die Fensterrahmen durch die Konstruktion der Fassadenbeplankung v√∂llig √ľberd√§mmt. In dem Raum zwischen den beiden Fensterfl√ľgeln entsteht eine Pufferzone, die im L√ľftungs-/Beheizungssystem f√ľr die R√§ume eine Rolle spielt.

 

 

 

 

Als Sonnenschutz ist mit automatischer Steuerung innerhalb des Kastenfenster-Zwischenraums auf dem raumseitigen Fensterfl√ľgel ein Lammellensystem angebracht, das mit zwei verschiedenen Oberfl√§chen ausgestattet ist: im Sommer wird die metallisch reflektierende Oberfl√§che zur Au√üenseite hin gerichtet, um den W√§rmeeintrag zu verhindern, w√§hrend im Winter die umgedrehten Lamellen mit ihrer schwarzen absorbierenden Seite als Luftkollektor die solaren W√§rmegewinne generieren.

Foto_Sekretariat-Fenster mit Sonnenschutz
Aktivierter Sonnenschutz
im Sekretariat der Schule

 

 

 

Im Bereich des Haupteingangs und f√ľr die Aula konnten aufgrund der Gro√üfl√§chigkeit der Fensterfl√§chen keine Kastenfenster bewerkstelligt werden, weshalb hier eine Pfosten-Riegel-Konstruktion mit Dreifachverglasung erstellt wurde. Auch hier befinden sich zwischen der √§u√üeren und der mittleren Glasscheibe drehbare Lamellen mit unterschiedlich beschaffenen Oberfl√§chen.

Foto_Pfosten-Riegel-Fassade
Glasfassade in Pfosten-Riegel-Konstruktion

 

Dach


Detail-Attika-firstseitig

 

First- (Nord-)seitig

Detail-Attika-traufseitig

 

Trauf- (S√ľd-)seitig

 

Details zu den Attika-Dachanschl√ľssen

 

Foto_Dachkonstruktion
Blick aus dem Flurbereich auf die Dachkonsruktion

 

 

Das Dach des Schulgeb√§udes ist eine Flachdachkonstruktion mit einem leichten Gef√§lle in Nord-S√ľd-Richtung, was neben der Entw√§sserung auch die Aufstellung der PV-Elemente f√ľr das Solarfeld beg√ľnstigt.
Den oberen Abschluss bilden Kunststoffdachbahnen mit einer Auflastsch√ľttung aus Kies. Wie bei den Au√üenw√§nden besteht die tragende Dachkonstruktion aus Holzbauelementen (Holztr√§ger mit OSB-Platten-Beplankung), deren Gefache mit Einblasd√§mmung ausgef√ľllt sind. Darunter schlie√üt sich daran eine zweite Holz-Deckenebene an, in der die Installationen verlegt sind und die horizontal in den R√§umen das Dachgef√§lle ausgleicht. Auch die Zwischenr√§ume in dieser Decke sind mit Einblasd√§mmung verf√ľllt.

 

 

 

Bodenplatte

√Ąhnlich wie bei der Au√üenwand und dem Dach besteht auch die Bodenplatte aus Holzbauelementen die mit Zellulose-D√§mmung bef√ľllt sind. Die R√§ume zwischen den Auflager-Streifenfundamenten, die auf einer Schicht aus Glasschaumgranulat aufgebracht sind, wurden mit Schaumglasschotter verf√ľllt.
Eingebettet in Betonrecycling-Material ist unter dem Gebäude die Erdwärmetauscher-Anlage.

Detail-Bodenplatte
Detail: Randausbildung der Bodenplatte


b22_Foto_Baugrube-Erdwaermetauscher

Foto_Bodenplatte

Verlegen der Erdwärmetauscher-Rohre
in der Baugrube
Einbau der Bodenplatten-Holzelemente

 

Zusammenstellung der U-Werte der Geb√§udeh√ľllfl√§chen
Bauteil U-Wert
[W/m²K]
Beschreibung
Außenwand 0,11 23 mm Gipsfaserplatten 2-lagig, dazwischen Dampfsperre,
110 mm Zellulosedämmung,
15 mm OSB-Platte,
255 mm Zellulosedämmung,
30 mm Holzweichfaserplatte, Unterspannbahn,
22 mm Hinterl√ľftung,
20 mm Thermoholzbeplankung bzw.
12 mm Zementfaserplatten
Solarwand
0,16 23 mm Gipsfaserplatten 2-lagig, dazwischen Dampfsperre,
110 mm Zellulosedämmung,
15 mm OSB-Platte,
135 mm Zellulosedämmung,
30 mm Holzweichfaserplatte,
15 mm Gipsfaserplatten,
Solarelement
Fenster 0,60 Passivhaus-Kastenfenster,
2 x 2-fach Verglasung in Thermoholzrahmenprofilen
0,75 Pfosten-Riegel-Fassade mit
Dreischeibenverglasung
Flachdach 0,10 Kiessch√ľttung, 3 mm Kunststoff-Dachbahnen,
22 mm OSB-Platten,
280 mm Holzträgerkonstruktion / Zellulosedämmung,
15 mm OSB-Platten,
180 mm Holzträgerkonstruktion / Zellulosedämmung,
15 mm OSB-Platten,
58 mm Unterkonstruktion / Installationsebene,
23 mm Gipsfaserplatten, 2-lagig
Boden gegen Erdreich 0,13 25 mm Trockenestrichplatte,
10 mm Holzweichfaserplatte,
30 mm Beplankung,
280 mm Holzträgerkonstruktion / Zellulosedämmung,
15 mm Beplankung,
228 mm Streifenfundament-Auflager / Schaumglasschotter,
150 mm Glasschaumgranulat

 

 

Anlagentechnik

Um f√ľr das Schulgeb√§ude das Plusenergie-Niveau erreichen zu k√∂nnen, wird, neben dem hohen W√§rmed√§mm-Standard der Geb√§udeh√ľlle, auf effiziente Anlagentechniken zugegriffen. Hierbei kommen Photovoltaiksysteme und eine kleine Windkraftanlage zum Einsatz.

 

 

Foto_PV-Anlage-Dach
PV-Anlage auf dem Dach der Grundschule

 

 

 

Eine Photovoltaikanlage mit 441 m¬≤ Modulfl√§che befindet sich auf dem Dach der Grundschule. Die R√ľckseite der Solarfl√§chen ist mit Glasfasergewebe beschichtet. Mit der dadurch vergr√∂√üerten Oberfl√§che sollen die Ertr√§ge optimiert werden. Der mit dieser Anlage gewonnene Strom dient vorwiegend der Eigennutzung. √úbersch√ľssige Anteile werden in das √∂ffentliche Netz eingespeist.

Eine weitere Photovoltaikanlage mit ca. 58 m² Größe ist auf dem Dach des Carports errichtet und zusätzlich erzeugt eine Windenergiekleinanlage (vertikales Windrad) vor dem Haupteingang der Schule Strom.
Am Carport wurde ein Raum f√ľr die Batterie geschaffen, die den gewonnenen Strom der beiden Kleinanlagen speichert. Mit der gespeicherten elektrischen Energie soll die Au√üenbeleuchtung mit Solarleuchten weitestgehend autark betrieben werden.

Foto_Suedseite-mit-Windrad
Vertikal-Windrad vor dem Haupteingang


 

 

Temperierung / L√ľftung


Foto_Kastenfenster
Kastenfenster mit gekippten Innenfl√ľgeln


 

 

 

 

Ein Teil der Klimatisierung der R√§ume erfolgt mittels nat√ľrlicher Bel√ľftung durch die Kastenfenster.
Im Sommer, wenn die √úberhitzung der R√§ume durch die Sonneneinstrahlung vermieden werden muss, wird die √ľbersch√ľssige W√§rme im Fensterfl√ľgel-Zwischenraum durch Ankippen des √§u√üeren Fensterfl√ľgels abgef√ľhrt. Dabei verhindern die Lamellen des Sonnenschutzes auf dem Innenfl√ľgel mit ihrer metallisch reflektierenden Oberfl√§che den W√§rmeeintrag in den Raum.

Im Winter ist dieser Effekt jedoch erw√ľnscht: Durch √Ėffnen des Innenfl√ľgels k√∂nnen die solaren W√§rmegewinne in den Raum geleitet werden. Das zus√§tzliche Drehen der Sonnenschutz-Lamellen auf ihre "absorbierende Seite" mit der schwarzen Oberfl√§che erh√∂ht den W√§rmeeintrag.

 

In der Aula werden Wand- und Deckenelemente aus Phasenwechselmaterial (PCM) eingesetzt, um die die W√§rmespeicherf√§higkeit zu steuern und um somit den sommerlichen W√§rmeschutz im Raum zu verbessern. Tags√ľber speichert dieses Material die W√§rme, indem es von der festen in die fl√ľssige Phase √ľbergeht. Dadurch steigt die Raumlufttemperatur langsamer an. Wenn nachts intensiv gel√ľftet und dabei die Raumlufttemperatur gesenkt wird, gibt das Phasenwechselmaterial die W√§rme an den Raum ab und nimmt dabei wieder den festen Zustand an.

 

 

Die mechanischen L√ľftungsanlagen mit W√§rmer√ľckgewinnung und Erdw√§rmenutzung vervollst√§ndigen das Konzept zur Klimatisierung der Schulr√§ume.

 

 

Grafik Anlagenschema
Schematische Darstellung der Anlagentechnik

 


F√ľr den Klassentrakt (Geb√§udeteil A) und den Aulatrakt (Geb√§udeteil B) steht f√ľr die Rauml√ľftung jeweils ein Zentralger√§t mit einer W√§rmer√ľckgewinnung von 90 % bereit. Hierin besteht das W√§rmetauschersystem aus w√§rmesensiblen Speichermassen, sogenannten W√§rmeakkumulatoren, die in der Lage sind, W√§rme schnell aufzunehmen und sie wieder ebenso schnell an den durchziehenden kalten Luftstrom abzugeben. Der stetige Wechsel zwischen Au√üen- und Abluft gew√§hrleistet auch eine hohe Feuchter√ľckgewinnung, die im Sommer bei ca. 20 % und im Winter bei ca. 70 % liegt.
Die K√ľchengrundl√ľftung sowie die Wohnungsl√ľftung der Hausmeisterwohnung werden jeweils √ľber ein Zentralger√§t mit Gegenstrom-Kanal-W√§rmetauscher (320 m¬≥/h Zuluft) versorgt. F√ľr die Kochhauben- und Sp√ľlmaschinenl√ľftung wird ein getrenntes Zu- und Abluftger√§t verwendet.
Die Sanit√§rr√§ume verf√ľgen zus√§tzlich √ľber eine Abluftanlage mit 360 m¬≥/h (Zuluft aus Nachstr√∂mung der Rauml√ľftung).

 

 

Im Winter wird die Temperatur der k√ľhlen Au√üenluft √ľber den Erdw√§rmetauscher angehoben und zu den L√ľftungsanlagen gef√ľhrt. Im umgekehrten Fall kann die warme Sommerau√üenluft durch die k√ľhlere Umgebung im Erdreich heruntertemperiert werden.
Durch diese energiefreie Vortemperierung der Außenluft werden die mechanischen Wärmetauscher entlastet.

Foto_Rohrsystem-Erdwaermetauscher
Rohrsystem der Erdwärmetauscher-Anlage

 

Ist die zugef√ľhrte Au√üenluft nicht ausreichend temperiert, so ist ein Nachheizen durch Fernw√§rme m√∂glich. Hierzu wird auf das Fernw√§rme-R√ľcklaufsystem des benachbarten Gymnasiums zugegriffen.
Die L√ľftungsanlagen sind temperaturgeregelt √ľber die Ablufttemperatur, √ľberlagert von Einzelraumtemperaturen ung√ľnstiger R√§ume. Zus√§tzlich sind raumweise Pr√§senzmelder installiert, die zur Steuerung der jeweiligen Volumenstromregler beitragen.

 

 

 

Trinkwarmwasserversorgung


Foto_Solarthermie-Module
Solarthermie-Module in der S√ľdfassade
von Gebäudeteil A

 

 

 

Die ben√∂tigte Energie zur Bereitung des Trinkwarmwassers wird √ľber die drei Solarmodulfelder mit ca. 5, 12 und 18 m¬≤ Gr√∂√üe in der nach S√ľden gerichteten Au√üenwand des Geb√§udeteils A gewonnen. Die darin durch die Sonnenenergie erw√§rmte Tr√§gerfl√ľssigkeit wird einem Solarschichtenspeicher (2.000 l) mit integrierter Trinkwarmwassererw√§rmung zugef√ľhrt. Ist die angebotene Energiemenge aus der Solarwand nicht ausreichend, kann in dem Langzeitspeicher mittels Heizstab nachgeheizt werden. Wenn √ľber l√§ngere Zeit die Energie nicht aus der Solarwand geholt werden kann, wird auf Fernw√§rme zugegriffen. F√ľr die Versorgung der Hausmeisterwohnung ist ein weiterer 200 l fassender Solarspeicher vorhanden.

 

√úbersch√ľssige Energie aus der Solarwand wird verlustfrei in einer Thermospeicheranlage eingelagert. Die Anlage besteht aus einem Salzspeicher und vier Speicherzellen die jeweils vier mit Natriumacetat-Trihydrat (Natriumsalz der Essigs√§ure) gef√ľllte Thermospeicherzylinder umfassen. In den Zylindern dienen Aluminiumlamellen als W√§rmetauscher, die die W√§rme an Edelstahlrohre √ľbertragen. Die W√§rmespeicherung erfolgt √ľber den Phasenumwandlungsprozess: Hierzu wird √ľber etwa 3 Stunden das Speichermedium Salz mit hei√üem Wasser erw√§rmt. Es beginnt zu schmelzen und gibt sensible, sofort nutzbare Energie frei. Ausgel√∂st durch einen mechanischen Impuls wird die Kristallisierung des fl√ľssigen Salzes in Gang gesetzt. Bei diesem Erstarrungsprozess wird latente W√§rme abgegeben, die langfristig gespeichert werden kann. Die Kapazit√§t des Thermospeichers setzt sich aus 1/3 sensibler und 2/3 latenter W√§rme zusammen. Die Nutzung der thermodynamischen Zustands√§nderung ist noch in der Erforschungsphase und somit gilt diese Anlage als Pilotprojekt.

 

 

Belichtung / Beleuchtung

F√ľr eine angenehme Lernatmosph√§re sind optimale Lichtverh√§ltnisse notwendig. Hierzu erfassen Lichtsensoren die Helligkeit im Klassenraum, die sich aus dem Tageslicht und dem Kunstlicht zusammensetzt. Der erfasste Wert wird mit dem vom Nutzer festgelegten Sollwert verglichen und bei einer Abweichung √ľber den Einsatz von Kunstlicht nachgeregelt.

Um eine h√∂here Tageslichtausbeute im Innenraum zu erzielen, wurden sowohl die Gestaltung sowie die Ausstattung der R√§ume in hellen, reflektierenden Farben ausgef√ľhrt.

Abhängig von der Raumnutzung und -größe kommen verschiedene Leuchten zum Einsatz.
In den Klassenr√§umen wurden √ľberwiegend stabf√∂rmige Anbauleuchten eingebaut. F√ľr die Au√üenbeleuchtung sowie f√ľr einige innenliegende Flurabschnitte wurden Solarleuchten vorgesehen.

Foto_Computerraum

Foto_Gruppenraum-Hort Foto_Klassenraum

 

Räume in Kinderhort und Schule

 

Foto_Flur-Treppenhaus Gebäude A

 

Gemäß dem grundlegenden ökonomischen Energiekonzept des Gesamtprojekts werden stromsparende LEDs als Leuchtmittel verwendet.

 

Foto_Flur-Hort Gebäude B

 

Foto_Flur-Schule Gebäude B

 

Flure im Schulgebäude

 

 

Steuerung

Lichtmenge, Lichtqualit√§t, Lichtst√§rke und Lichtfarben werden in verschiedenen R√§umen gemessen und automatisch geregelt. Es wird die Simulation eines nat√ľrlichen Tagesrhythmus durch eine dynamische Lichtsteuerung verfolgt. Die Regulierung der Lichtfarben und Lichtst√§rken soll die Behaglichkeit erh√∂hen und die Tageslichtversorgung optimieren.

 

Foto_Anzeigemonitor

Anzeige der von der Wettersation der Schule erfassten
Werte zu den Umgebungsbedingungen

Neben der Regelung und Steuerung der technischen Installationen wie L√ľftung, Beleuchtung sowie Verschattung √ľbernimmt die Geb√§udeautomation auch die Messwerterfassung f√ľr das Monitoring

 

 

Energieverbrauch

Die Tabelle zeigt die berechneten Energiekennwerte nach DIN V 18599 f√ľr die Nutz-, End- und Prim√§renergie. Um m√∂glichst realistische Werte zu erhalten, wurden Anpassungen der standardisierten Randbedingungen an die Gegebenheiten vor Ort durchgef√ľhrt. Jedoch gab es Einschr√§nkungen da der Erdw√§rmetauscher wie der Salzhydratspeicher nicht abgebildet werden konnten:

Energieanteil Nutzenergie Endenergie Primärenergie
[kWh/m²a] [kWh/m²a] [kWh/m²a] [kWh/a]
Heizung 19,6 23,4 6,8 20,2
Warmwasser 14,6 13,0 6,1 18,1
Beleuchtung 6,5 6,5 15,7 46,6
L√ľftung - 11,3 27,1 80,4
Gesamt 40,8 54,2 55,7 165,3

Um das "Plus" an Energie zu erreichen, muss die erzeugte Energie h√∂her sein als die Energie, die f√ľr die Beheizung, Trinkwarmwassererw√§rmung, Bel√ľftung, K√ľhlung und Beleuchtung einschlie√ülich der ben√∂tigten Hilfsenergie notwendig ist. Die Tabelle zeigt den Vergleich der berechneten Werte f√ľr Bedarf und Erzeugung der Endenergie. Hier ergibt sich durch die PV-Anlage ein Plus von 14 kWh/m¬≤a.

Endenergieanteil Bedarf
[kWh/m²a]
Erzeugung
[kWh/m²a]
Heizung, Trinkwarmwasser, Bel√ľftung, K√ľhlung, Hilfsenergie, Beleuchtung 54,2 -
Photovoltaik-Anlage - 68,2

 

Schema-Energieversorgung
Schematische Darstellung der Energieversorgung

 

Kosten

 

Zusammenstellung der auf die Nettogrundfläche bezogenen Kosten der Kostengruppen 200 bis 700

Kostengruppe Nettokosten
[EUR/m²NGF]
KG 200: Herrichten und Erschließen 48,55
KG 300: Bauwerk - Baukonstruktion 1.093,58
KG 400: Bauwerk - Technische Anlagen 363,95
KG 500: Außenanlagen 175,38
KG 600: Ausstattung 127,43
KG 700: Baunebenkosten 396,14
Gesamt 2.205,04

 

 

Befragung

 

Zum Download bereit gestellt:

 

Ergebnisdarstellung der Sozialwissenschaftlichen Begleitforschung

pdf_punkt PDF-Datei, 301 KB

 

 

 

 

 

 
© 2013
Fraunhofer-Institut für Bauphysik