Neuer Fachbau

Das erste Null-Energie-Schulhaus im Ostalbkreis

14.12.2018: Thilo Rentschler fühlt sich bei seinem Besuch auf der Baustelle spontan wohl im neuen naturwissenschaftlichen Fachbau des Schubart-Gymnasiums. Architekt Liebel hat das neue Gebäude städtebaulich perfekt eingepasst ins Ensemble mit dem Bonatz-Bau (erbaut 1912). Sein Büro hat zudem ein einzigartiges Energiekonzept umgesetzt; denn unterm Strich wird der Neubau keine Energie verbrauchen sondern noch Strom ins Netz einspeisen.

Schulleiterin Christiane Dittmann teilt Rentschlers Begeisterung: „Der Raum ist der dritte Pädagoge.“ Neurowissenschaftler betonten immer wieder, dass die Räume, in denen Schülerinnen und Schüler lernten, grundlegend seien für den Lernerfolg. Dittmann freut sich, dass mit dem Fachbau der Wunsch nach gelebter Ökologie im Alltag Wirklichkeit wird.

Thilo Rentschler pflichtet ihr bei und lobt die Schulgemeinschaft für den Einsatz für eine ökologische Schule. Die Schulgemeinschaft habe die lokale Agenda der UNESCO vorbildlich umgesetzt und sei dafür bereits im November mit dem Umweltsiegel des „Grünen Aals“ rezertifiziert worden.

Rentschler erinnert daran, dass das Schubart in unmittelbarer Nachbarschaft des Science Centers der Hochschule stehe. Er setze sich dafür ein, dass die Stadt jetzt den Eintritt von Schulklassen bei „Explorhino“ ganz übernimmt: „Schul-Campus trifft Hochschul-Campus!“

Anschließend beschreibt Architekt Liebel das Konzept des innovativen, gut gedämmten Gebäudes. Im Vordergrund steht eine klare Materialität aus Beton (für das Fundament und Untergeschoss) und Holz (fürs Obergeschoss) — ein Baustoff, der CO2 nachhaltig bindet. Mit diesen Grundbaustoffen entsteht in Zusammenarbeit mit vielen zuverlässigen regionalen Firmen ein Gebäude, das sich selbst „passiv“, also auf natürliche Art und Weise, temperiert — so dass es im Sommer kühl bleibt und im Winter angenehm warm ist: „Wärmeausgleich durch das Gebäude statt Hitzefrei!“ verspricht Liebel.

Für eine natürliche Belichtung in allen Unterrichtsräumen hat sein Büro eine „Shed-Dach“-Form entwickelt, die durch süd- und nordorientierte Fenster im Winter viel Licht und im Sommer wenig Hitze ins Gebäude bringt. Gleichzeitig bietet die Dachform die Möglichkeit, Photovoltaik-Elemente anzubringen, die Alt- und Neubau mit einem Großteil der Energie versorgen.

Die Lüftung des ersten Null-Energie-Schulhauses im Ostalbkreis wurde speziell vom „Büro für Klima-Engineering“ entwickelt, um reichlich Sauerstoff ins Gebäude zu bringen — für eine gesunde Lernatmosphäre und Konzentrationsfähigkeit. Damit der Verkehrslärm der Rombacherstraße beim Lernen nicht stört und damit die Zuluft im Winter gewärmt und im Sommer gekühlt wird, entstand ein 45 m langer Erdkanal mit 2,2 m2 Querschnitt. Den verbleibenden Wärmebedarf in der kalten Jahreszeit deckt das Blockheizkraftwerk des Altbaus. Den Wasserverbrauch reduziert eine Zisterne im Erdreich, die für die Klospülung genutzt wird.

Der Leiter des Grünflächenamts, Rudolf Kaufmann, schloss die Besichtigung mit einer Überraschung. In Zusammenarbeit mit einer Projektgruppe des Schubart-Gymnasiums werden nach Abschluss der Bauarbeiten die Außenanlagen in Bauabschnitten neu gestaltet und Bereiche für Erlebnis, Aktivität und Ruhe geschaffen. Die Kosten der Umgestaltung belaufen sich auf voraussichtlich 730.000 EUR.

Abschließend dankte Schulleiterin Dittmann noch einmal der Stadt für den gelungenen Bau und die Einbeziehung der Schulgemeinschaft in die Planung. Mehr über MINT am SG. | Martin Schaub

Naturwissenschaftliche Perspektiven: der neue Fachbau

Lesen Sie hier einen Beitrag des Architekturbüros Liebel/Architekten in Aalen, die den Architekten-Wettbewerb in Kooperation mit Transsolar Energietechnik gewonnen haben. Mehr über MINT am SG.

Respekt vor dem Bonatz-Bau und Campus Gedanke

Um den Blick auf das denkmalgeschützte Schulgebäude aus dem Jahr 1912 nicht zu verstellen, gräbt sich der Erweiterungsbau in den Boden ein. Durch Aufnahme der vorhandenen Raumgeometrien entsteht aus den verschiedenen Gebäuden ein gemeinsames Schul-Ensemble.

Die Null-Energie-Schule

Der neue Fachklassentrakt wird ein Null-Energie-Schulgebäude. Das neue Gebäude wird so konzipiert und gebaut, dass es nur so viel Energie benötigt, wie es selbst produziert.

Maßnahmen zur Energiereduzierung

  1. Energetische Bauweise: Eine effiziente und kompakte Bauweise steigert die energetische Qualität des Gebäudes und reduziert den Energieverbrauch.
  1. Reduzierung der technischen Unterhaltskosten: Bei der Lüftung und Belichtung des Gebäudes wird auf eine aufwändige technische Anlage verzichtet. Ein integrales Klimakonzept nutzt die natürlichen, passiven Quellen wie Licht, Thermik und Erdwärme.
  1. Ausnutzung der natürlichen Energie-Ressourcen: Durch gezielte Nutzung der natürlichen Ressourcen Licht, Thermik und Erdwärme werden die Betriebskosten für die größten Energieverbraucher Kunstlicht und Lüftung reduziert.
  1. Eigenproduktion von Energie: Die Photovoltaik Anlage auf dem Dach versorgt die Schule.

Energiegewinnung durch Photovoltaik

Ein Schulgebäude bietet sich für die Gewinnung und direkte Nutzung des durch Photovoltaik erzeugten Stroms an, da (im Gegensatz zu Wohngebäuden) Energiegewinnung und -verbrauch zu gleichen Zeiten stattfinden und somit eine (unwirtschaftliche) Einspeisung ins Netz nicht erforderlich ist. Schöner Nebeneffekt: die Stromspitzen könnten auch in den Bestandsgebäuden genutzt werden.

Thermischer Komfort durch energetisches Lüftungskonzept

In luftdichten, modernen Räumen kann die CO2 Konzentration schnell ansteigen. Müdigkeit und Leistungsabfall machen sich bemerkbar und das Ansteckungsrisiko durch Keime ist erhöht. Mit reiner Stoßlüftung zu Pausenzeiten kann der CO2-Gehalt nicht entsprechend reduziert werden. Eine zusätzliche, unterstützende Frischluftversorgung (hybride Lüftung) während des Unterrichts ist notwendig — zumal die Lärmbelästigung durch die angrenzende Straße zu hoch ist, um die Fenster während der Unterrichtszeit geöffnet zu lassen.

Ein Erdkanal-Konzept stellt die Frischluftversorgung auf energiesparende Weise sicher und funktioniert überwiegend nach natürlichen Prämissen. Das Erdreich wird zur passiven Kühlung und Erwärmung der Zuluft über zwei Erdkanäle genutzt. Dadurch wird eine rein passive Kühlung der Zuluft im Sommer zur Komfortverbesserung genutzt. Bei niedrigen Außentemperaturen ist die Luftqualität ohne Zugerscheinungen gesichert.

Visueller Komfort durch das Shed-Dach

Untersuchungen mit verschiedenen Dachformen haben gezeigt, dass mit der nordorientierten Shed-Dach-Variante die Tageslichtausbeute beim neuen Fachklassentrakt am höchsten ist. Dabei ist die Gleichmäßigkeit der Beleuchtung wichtig, da schlecht verteilte Einzellichtflächen den Raum nur ungenügend ausleuchten und zu starken Kontrasten und Blendung führen.

Die nach DIN geforderte Beleuchtungsstärke für Ausbildungsstätten ist 300 Lux, dies entspricht einem Tageslichtquotient (Maß für die Tageslichtversorgung in Innenräumen) von 3%. Im Neubau wird mit dem Sheddach ein TQ von 5,5% erreicht. Die Kosten für Kunstlicht werden dadurch erheblich reduziert.

Hohe Gebäudeakzeptanz – mehr Leistungsfähigkeit

Visueller Komfort und thermische Behaglichkeit sind ausschlaggebend für die Zufriedenheit am schulischen Arbeitsplatz und bilden die Grundlage für ein effizientes und leistungsförderndes Arbeiten. Es ist wissenschaftlich erwiesen, dass z.B. natürliches Tageslicht die Leistungsfähigkeit und Arbeitsproduktivität steigert während Kunstlicht schnellere Ermüdung und Konzentrationsverlust zur Folge hat.

Wirtschaftlicher Faktor

Ein hoher Prozentsatz der städtischen Gebäudeflächen entfällt auf Schulen, deren laufender Betrieb ein erheblicher Posten im städtischen Haushalt ist. Deshalb ist es konsequent, bei Sanierungen oder Neubauten von Schulen auf Null-Energie-Gebäude zu setzen.

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Weitere Skizzen: QuerschnittLängsschnittMöglichkeiten für die Gestaltung der Dächer

Das SG dankt L/A für die freundliche Genehmigung zur Veröffentlichung der Texte und Entwürfe.