Klimapositiver Plus-Energie-Schultrakt

Ein hoher Prozentsatz der städtischen Gebäudeflächen entfällt auf Schulen, deren laufender Betrieb ein erheblicher Posten im städtischen Haushalt ist. Bei entsprechender Planung können hier gezielt Ressourcen gespart werden, wie dieses Projekt zeigt. Hier arbeiteten Architekten und Klimaingenieure von Beginn an gemeinsam an einem integralen Klimakonzept. Dieses minimiert die technische Ausstattung und nutzt  maximal die vorhandenen Umweltenergien. Während der Planung wurden verschiedene Simulationen für Energieverbrauch, thermischen Komfort, natürliche Lüftung – insbesondere Nachtauslüftung – sowie natürliche Tageslichtoptimierung durchgeführt, um die Zielvorgaben zu überprüfen und gegebenenfalls zu ändern.

Der klimapositive Plus-Energie-Fachtrakt ist ein aktives Haus, das auf Basis der Primärenergiebilanz über das Jahr mehr Energie lokal und regenerativ erzeugt als es verbraucht. Die Bilanz umfasst sowohl den Gebäudebetrieb (Heizen, Lüften, Beleuchten) als auch die Energiemengen für den Nutzerstrom. Das Gebäude nutzt hierfür die natürlich vorhandenen Ressourcen Licht, Thermik und Erdwärme und ermöglicht dadurch einen Gebäudebetrieb mit Umweltenergien. Dadurch kann auf wartungs- und kostenintensive Technik für Kühlung, Lüftung und Heizung verzichtet werden.  

Zur Optimierung und Qualitätssicherung ist das Gebäude mit einer Mess-Steuer-Regeltechnik ausgestattet. Ein zwölf-monatiges Monitoring diente der Feinjustierung und der Optimierung des tatsächlichen Verbrauchs im Echtbetrieb. Die Erfahrungswerte bilden die Grundlage für den jetzigen Gebäudebetrieb.

Der Fachklassentrakt wurde als Null-Energie-Gebäude geplant und ist ein bewusster Gegenentwurf zur anhaltenden Technisierung bei Gebäuden. Beim Bau spielten alle Komponenten so gut zusammen, dass das tatsächliche Ergebnis nun ein klimapositives Plus-Energie-Gebäude ist.

Lüftung:
Ein hybrides Lüftungssystem (Schublüftung in Kombination mit Fensterlüftung) garantiert eine gute Luftqualität. Die Grundlüftung der Klassenzimmer und des Gebäudes erfolgt über einen 45 Meter langen Erdkanal. Die mechanische Zuluft durchströmt den Kanal, der rein passiv wirkt und die Frischluft im Sommer vorkühlt beziehungsweise in der kalten Jahreszeit vorwärmt.

Kühlung:
Durch thermische Simulationen aufgrund der Wetterdaten des Deutschen Wetter Dienstes (DWD) wurden längere Hitzeperioden simuliert und deren Auswirkungen auf die Erwärmung des Gebäudes berücksichtigt. Ursprünglich größtenteils als Holzbau geplant, wurde daraufhin ein Beton-Holz-Hybridbau realisiert. Die Betonwände speichern im Sommer tagsüber die Wärme und werden nachts wieder ausgekühlt. Dies geschieht mittels einer effektiven Querlüftung über motorgetriebene Fensterflügel und unter Ausnutzung der natürlichen Thermik durch das ansteigende Sheddach. Selbst bei längerer Hitze beträgt dadurch die Raumtemperatur im Neubau konstant angenehme 24 bis 25 Grad Celsius– ohne Klimaanlage.

Beheizung:
Geheizt wird der Fachtrakt über ein neu installiertes, internes Netz vom Hauptgebäude, dessen Heizung den geringen Heizbedarf des Neubaus abdeckt. Im Austausch wird die überschüssige Energie der Photovoltaik-Anlage des Neubaus dem Altbau und der Mensa zur Verfügung gestellt.

Belichtung:
Die Sheddach-Form wurde realisiert, nachdem Simulationen mit verschiedenen Dachformen während der Planungsphase zeigten, dass bei dieser nordorientierten Dach-Variante die Tageslichtausbeute am höchsten ist.

Das „Low Tech -High Comfort“ Konzept sorgt für einen hohen natürlichen visuellen und thermischen Komfort im Gebäude. Dieser bildet die Basis für ein effizientes Lernen und hat nachweisbaren Einfluss auf den Bildungserfolg.

Von Beginn an wurden alle Beteiligten (Bauherrschaft, Nutzende, Gemeinderat, Handwerk und Fachplanende) mit ins Boot geholt und das Konzept bei Präsentationen und mit Infomaterial vorgestellt. Vor Betriebsstart wurden das Lüftungs- und Energiekonzept und das richtige Nutzerverhalten erläutert.