Passivhaus macht Schule

Montessorischule in Aufkirchen

Montessorischule in Aufkirchen mit Turnhalle und Hausmeisterwohnung

 

Das energetische Konzept I

Die Montessorivolksschule in Aufkirchen ist voraussichtlich die erste zertifizierte Passivhausschule in Deutschland, die als Neubau verwirklicht wird. Die kompakte Außenhülle wird hochwärmegedämmt unter verwendung von passivhaustauglicher Verglasung und Passivhausfenster. Die kontrollierte Lüftung mit Wärmerückgewinnung versorgt das Schulgebäude und die Turnhalle mit der nötigen Frischluft.

Zonierung und Kompaktheit als Aspekte des Passivhausstandards

Nur bei einem sehr kompakten Baukörper sind große Gebäude energieeffizient und kostengünstig zu realisieren. Mehr als zwei Geschosse waren an diesem Standort städtebaulich nicht vertretbar, da das Grundstück am Ortsrand einer kleinen Gemeinde liegt. Beim Entwurf wurde von Anfang an mit einer zweibündigen Anlage, die einen tiefen Baukörper erzeugt, gearbeitet. Sich daraus üblicherweise ergebende Nachteile in der Belichtung wurden jedoch von Anfang an kompensiert bzw. aufgefangen durch eine großzügige Dachverglasung (Sheds) in den Kernbereichen. Durch die Oberlichtsheds mit den darunter liegenden Lufträumen wird nicht nur ein lichtdurchfluteter Bereich geschaffen, sondern auch eigene räumliche Qualitäten geschaffen (Schule auch als Ort der Selbstbesinnung).
Eine konsequente Zonierung war hierfür Grundvoraussetzung. Der Baukörper muss dazu eine prinzipielle Nord-Südausrichtung aufweisen, um den Haupträumen den Großteil der solaren Gewinnen zukommen zu lassen und untergeordnete Räume nach Norden orientieren zu können. Bei einer Tiefe von ca. 20 bis 28 Metern wurde folgende Zonierung vorgesehen:
Südseite: Klassenräume, Mehrzweckraum, Aula
Mittelzone: Erschließung, Neben- und Abstellräume
Nordseite: Fachräume, Verwaltung.

Alle Klassenräume erhielten eine direkte Verbindung zum Schulgarten, da auch die Klassenräume im Obergeschoss über Rettungstreppen einen jeweils eigenen Zugang nach unten bekamen. Die Außentreppen sind zudem auch Teil des Brandschutzkonzeptes und somit eine sehr vorteilhafte Lösung. Die gleiche Situation findet sich im Obergeschoss auch in den Fachräumen für Zeichnen und Musik und dem Raum für Mittagsbetreuung.
Um die Kompaktheit zu erhöhen lagert die Einfachturnhalle mit der Längsseite direkt an der Aula an. Die Verbindung mit der Aula (große Öffnung mit einer mobilen Trennwand) gibt vielfältige Nutzungsmöglichkeiten, wie größere gemeinsame Veranstaltungen, Schulfeste, Aufführungen. All dies sind Elemente, die die Montessoripädagogik unterstützen.
 

Abstimmung von tragender Konstruktion und Außenhülle

Die Art der Bauweise für die tragende Innenkonstruktion wurde sehr früh zu Gunsten eines Massivbaues entschieden. Die Anforderungen an den Schallschutz und den Brandschutz sind mit einem Massivbauweise besser bzw. kostengünstiger zu lösen. Auch der Vorteil einer großen Speichermasse ist für das energetische Konzept und das Innenraumklima (Winter und besonders im Sommer) wichtig. Neben der Ausführung des Kellers mit wasserundurchlässigem Beton, sind alle Innenwände und die Decken in Sichtbeton ausgeführt. Dadurch wirkt das Gebäude klar und entmaterialisiert, unnötige Zugaben werden vermieden. Im Hinblick auf die Unterhaltskosten wird sich diese Ausführung als sparsame Lösung erweisen.

Die Außenhülle war von Anfang an als Holzbau geplant, da hierbei der Wärmeschutz besser und kostengünstiger herzustellen ist. Die Vorfertigung schafft dabei noch einen Zeitvorteil. Soweit möglich wird Holz nicht nur bei der Fassade sondern auch im Innenausbau eingesetzt. Die Kombination von Stahlbeton mit Holz schafft dabei eine heimelige Atmosphäre.
Durch den Einsatz der Mischbauweise werden die jeweiligen Vorteile von Beton und Holz bestmöglich ausgenutzt. Die Innenwände sind weitgehend tragend ausgebildet und schaffen mit den tragenden Außenwänden in Holzbauweise ein Grundgerüst. Auf eine Sekundärkonstruktion wird bewusst verzichtet, um ein möglichst weit spannendes Dachtragwerk zu erhalten. Diese großen Spannweiten führen zu einer sehr effektiven Konstruktionen. Die Zwischenräume der Dachträger werden mit Zellulose ( isofloc L ) gedämmt.
Die statische Höhe schafft Raum für die beim Passivhausstandard benötigte Wärmedämmung. Nachdem die horizontalen Flächen den größten Anteil an der Außenhülle stellen (Dach- und Bodenflächen), konnte so kostengünstig ein hervorragender Wärmeschutz hergestellt werden.
 

Die Anforderungen an die einzelnen Bauteile der Außenhülle

Der Wärmeschutz der Außenhülle wird maßgeblich durch die guten Dämmwerte des Daches bestimmt. Weiterhin wurde eine Perimeterdämmung unter der Bodenplatte vorgesehen, um den Bodenaufbau unter bauphysikalischen Gesichtspunkten zu optimieren. Es wird eine 3-fach Verglasung eingesetzt. Der hohe finanzielle Aufwand der Verglasung resultiert allerdings aus den Sicherheitsanforderungen für den Schulbau, die auch bei einer 2-fach-Verglasung anfallen.
Auch die Belange der Verschattung sind zu berücksichtigen. Eine genaue Untersuchung der umgebenden Bäume und Bebauung, die Ausführung der Leibungen etc. wurde vorgenommen, um die solaren Gewinne festzulegen.
Als Fenster werden passivhaustaugliche Fensterkonstruktionen verwendet werden, die einen gedämmten Rahmen aufweisen. Für den Nachweis als zertifiziertes Passivhaus gilt es allerdings Fensterkonstruktionen mit einem stärkeren Rahmen (von ca. 12 cm Stärke) zu verwenden. Die passivhaustauglichen Fenster sind auch bauphysikalisch vorzuziehen, da dabei jeglicher Tauwasseranfall auf der Innenseite vermieden werden kann.
Die Festverglasungen in der Pfosten-Riegel-Konstruktion werden ebenfalls mit einem passivhaustauglichen System hergestellt, die ein gedämmtes Profil aufweisen. Eine perfekt hergestellte Luftdichtigkeit ist Voraussetzung für den Passivhausstandard. Für den Holzbau ist sie zudem eine Qualitätskontrolle für die Vermeidung von Konvektionsschäden. Beim erfolgten Luftdichtigkeitstest (Die Ausbauarbeiten waren noch nicht begonnen, Fenster und Verglasung waren schon eingebaut) ist folgender Werte erreicht worden: n50 = 0,09 1/h (bezogen auf das tatsächliche Innenraumvolumen)
Der auch für ein Passivhaus gute Wert für die Luftdichtigkeit, erklärt sich zum einen aus den großvolumigen Räumen, zum anderen allerdings auch aus der konsequenten Detailplanung und Bauleitung, die neben den gestalterischen Aspekten auch technische Seiten der Ausführung berücksichtigt. Nach dem PHPP ergibt sich somit ein Heizwärmebedarf von 11,2 KWh/m²a.
Bei der gewählten Bauweise war ein absolut wärmebrückenfreies Bauen nicht realisierbar. So schaffen die Stahlbetonwände an ihren Auflagerstellen an die Bodenplatte Wärmebrücken, die Berechnungsverfahren berücksichtigt werden müssen. Weiterhin gibt es statisch hochbelastete Bereiche im Bereich von Auflagern, die große Brettschichtholzquerschnitte nötig machen. Dort wurde durch eine Überdämmung Abhilfe geschaffen.
Der Fensteranschluss ist im Wandbereich ohne jegliche Wärmebrücke möglich, im Bereich der Pfosten-Riegel-Konstruktion ergeben sich etwas schlechtere Werte, die allerdings in der Gesamtbilanz berücksichtigt wurden. Der Aufwand für wärmebrückenfreies Bauen, sollte bei einem größeren (und damit auch kompakten Gebäude) in einem sinnvollen und (vor allem bauphysikalisch nötigen) Maße betrieben werden, da der Kosten-Nutzenaspekt auch hierbei ständig mitspielt.