Atlas – Holzbau 1125 - Architektur Walch und Partner ZT GmbH

Atlas – Holzbau
1125
Polytechnische Schule
Landeck, AT
2008
Architekten:
Architekturbüro Walch ZT GmbH
Kög 22, 6600 Reutte
Tragwerksplanung:
Holzbau Saurer GmbH & Co.KG
Lechau 7, 6604 Höfen
Ansicht Süd- und Ostseite [walch]
Ansicht Eingang; Nord- und Ostseite [walch]
Das Ziel war die Neuerrichtung der
Polytechnischen Schule in
Passivhausbauweise wobei die
Passivhaustechnologie auch in
Bezug auf die extrem kurzen
Bauzeiten (es kann nur in
Sommerferien gebaut werden)
einem erfolgreichen Praxistest
unterzogen wurde.
Das Gebäude fügt sich auch
aufgrund der Holzbauweise sehr gut
in die Umgebung bzw. in den Hang
ein. Die großen und langen
Öffnungen lockern den kompakten
und großen Baukörper auf.
Konstruktion:
Konstruktiv gesehen war das
besondere an der Realisierung des
Projektes eine Fertigteilbauweise
mit Elementdecken.
Nach den Betonarbeiten kam die
Fassade mit eingebauten Fenstern
an die Baustelle. Die
Fassadenelemente wurden
aufgestellt und die Decken
eingehängt. Hierbei wurden nicht
horizontale sondern vertikale
Wandelemente verwendet (siehe
Abb.). Mit dieser Bauweise war es
möglich, dass der Rohbau in 5
Wochen aufgestellt werden konnte.
Ansicht Zugang; links: Volksschule; rechts: Turnsaal [walch]
Tragstruktur und Gebäudehülle:
Zuerst wurde das Fundament und
der Keller (Werkstättenbereich)
mit den Erschließungskernen
betoniert. Der Keller dient
gleichzeitig als Fundament für die
aufgesetzte 3 geschossige
Holzkonstruktion.
Die betonierten
Erschließungskerne dienen zur
Aussteifung des Systems.
Kellergeschoss mit
Erschließungskernen
Anschließend wurden die fertigen
Außenwände mit eingebauten
Fenstern von der Holzbaufirma an
die Baustelle gebracht, aufgestellt
und abgestützt. Parallel dazu
wurden die Innenwände
aufgestellt um die Holzmodul Deckenelemente einhängen zu
können.
Vertikale Wandelemente
Zwischenwände und Einhängen
der Decken.
Vertikale Fertigteilwand
Einhängen der Deckenelemente
Energiekonzept:
Das Gebäude wurde in
Passivhausbauweise errichtet.
Es gibt 4 zentrale
Lüftungsanlagen mit einem
effektiven
Wärmerückgewinnungsgrad von
>84%. Bei der Heizung handelt es
sich um eine
Niedertemperaturheizung. Die
Beheizung erfolgt teilweise über
Heizkörper und über Konvektoren,
die seitens der Zuluft
zwangsdurchströmt werden.
Montage der Fertigteilelemente [saurer]
David Allram
Wahlseminar Holzbau WS 2009/10
Institut für
Architekturwissenschaften:
Tragwerksplanung und
Ingenieurholzbau
1.
1125
ARCHITEKTUR
- Randbedingungen
- Strategie
- Objektbeschreibung
1.1
Randbedingungen
conditions
Planungskontext
Das gesamte Projekt bestand aus der Neuerrichtung der
Polytechnischen Schule und des Turnsaales bzw. der Sanierung der
bestehenden Volksschule. Dieser Bericht umfasst ausschließlich die
Neuerrichtung der Polytechnischen Schule.
Die bestehende Polytechnische Schule wurde abgerissen und Ziel
war der Neubau der Schule in Passivhausbauweise. Die
Energieversorgung wurde auf erneuerbare Energien umgestellt. Der
durch die Passivhausbauweise zusätzlich verursachte
Stromverbrauch (Klassenzimmerlüftung) wird durch eine Fotovoltaik
CO2-neutral abgedeckt. [walch]
Städtebauliche Situation
Das Areal der Polytechnischen Schule und der Volksschule Landeck
liegt im unteren Bereich der Prandtauersiedlung. Erreichbar ist das
Grundstück über die Hauptstraße Richtung Stanz und den Leitenweg
oder über die Bruggenfeldstraße – Brücke über die Sanna und den
Prandtauerweg. (steile, sehr enge Straße). [walch]
Abb. 101: Draufsicht
Schulen und
Umgebung; [google
earth 2010]
Anforderungen
Anforderung bzw. das Ziel war die Neuerrichtung der Polytechnischen
Schule in Passivhausbauweise wobei die Passivhaustechnologie
auch in Bezug auf die extrem kurzen Bauzeiten (es kann nur in
Sommerferien gebaut werden) einem erfolgreichen Praxistest
unterzogen wurde. [walch]
Ökologische und Innovative Kriterien
Die Stadtgemeinde Landeck hat sich entschlossen die Schule nach
dem klima:aktiv haus Standard zertifizieren zu lassen. Das bedeutet
im Rahmen des Projektes wurde in Zusammenarbeit mit der
Programmlinie klima:aktiv die Tauglichkeit des Kriterienkatalogs auf
1
ArchitektuR
die Anwendbarkeit auf Schulen getestet. Besonders wichtig waren
hier auch die ökologischen Vorgaben zur Vermeidung von
Innenraumbelastungen, gerade für Schulen ein sehr wichtiges
Thema. [walch]
Weiters wurde die Polytechnische Schule von Energie Tirol mit dem
EQ – Qualitätssiegel zertifiziert.
Abb. 102: Verleihung
EQ-Zertifizierung;
[walch]
Abb. 103: Verleihung
klima:aktiv
Zertifizierung; [walch]
Durch die Neuerrichtung der Polytechnischen Schule inklusive
externem Turnsaal in Passivhausbauweise und Sanierung der
Volksschule auf sehr gutes Niedrigenergiehausniveau konnte der
Energieverbrauch auf geplante 11300 Liter Heizöl abgesenkt werden
und das bei einer flächenmäßigen Erweiterung um ca. 1200m². Da
der gesamte Schulkomplex auch auf erneuerbare Energie in Form
einer modernen Pelletsheizanlage umgestellt wurde ist die neue
Energieversorgung aller drei Gebäude völlig CO2-neutral. [walch]
1.2
Strategie
strategy
Gestaltungsintention
Das Gebäude fügt sich auch aufgrund der Holzbauweise sehr gut in
die Umgebung bzw. in den Hang ein. Die großen und langen
Öffnungen lockern den kompakten und großen Baukörper auf.
Abb. 104: Ansicht Süd
[walch]
Entwurf
Dadurch, dass an diesem Standort schon zuvor eine Schule war,
wurde die Kubatur des Neubaus in gewisser Weise vorgegeben.
2
ArchitektuR
Jedoch wurde der Baukörper nach Westen und Norden vergrößert,
weil genug Platz vorhanden war.
Im Norden und Süden befinden sich die Klassen, welche durch einen
Mittelgang erschlossen sind. Der Mittelgang wird durch zwei
Öffnungen von oben bis unten unterbrochen und belichtet.
Das Gebäude ist im Norden eingegraben, dass bedeutet, dass man
vom Norden ins Erdgeschoss und vom Süden ins Kellergeschoss
gelangt.
Realisierungsprozess
Das besondere an der Realisierung des Projektes war eine
Fertigteilbauweise mit Elementdecken. Nach den Betonarbeiten kam
die Fassade mit eingebauten Fenstern an die Baustelle. Die
Fassadenelemente wurden aufgestellt und die Decken eingehängt.
Hierbei wurden nicht horizontale sondern vertikale Wandelemente
verwendet (siehe Abb. 105/106). Mit dieser Bauweise war es möglich,
dass der Rohbau in 5 Wochen aufgestellt werden konnte.
Abb. 105/106:
vertikale
Wandelemente
[walch]
Rezeption und Bewertung
Dadurch das das Gebäude an der Nordseite drei Geschosse und an
der Südseite 4 Geschosse aus der Erde ragt, fügt es sich sehr gut in
seine Umgebung ein.
Die Mittelgangsituation ist in diesem Fall sehr positiv zu bewerten, da
der Gang sehr viel natürliches Licht bekommt und auch teilweise
durch Öffnungen unterbrochen ist.
1.3
Detaillierte Objektbeschreibung
Gebäudetypologie & Erschließung
Die Erschließung des Gebäudes befindet sich im Norden von wo man
direkt ins Erdgeschoss gelangt. Das Gebäude ist im Norden
eingegraben, somit gelangt man von der Straße an der Südseite
direkt in den Kellerbereich (Werkstätten).
Im inneren ist das Gebäude durch zwei Treppenhäuser im Westen
und Osten erschlossen. Die Klassenräume befinden sich im Norden
und im Süden, welche durch einen Mittelgang zugänglich sind.
Der lange Mittelgang wird durch zwei Öffnungen, welche sich von
oben bis unten durchziehen unterbrochen. Weiters ermöglichen die
Öffnungen eine gute Belichtung des Ganges.
3
ArchitektuR
Entwurfs- & Plandarstellungen
Abb. 107: Grundriss
Kellergeschoss
[walch]
Abb. 108 Grundriss
Erdgeschoss [walch]
Abb. 109 Grundriss 1.
Obergeschoss [walch]
4
ArchitektuR
Abb. 110: Grundriss 2.
Obergeschoss [walch]
Abb. 111: Ansichten
[walch]
Abb. 112: Schnitte
[walch]
5
Institut für
Architekturwissenschaften:
Tragwerksplanung und
Ingenieurholzbau
2.
1125
SYSTEM
- Randbedingungen
- Strategie
- Objektbeschreibung
2.1
Randbedingungen
conditions
Nutzungsanforderungen
Im Gebäude soll ein großzügiger Raumeindruck mit einer
Flexibilität in der Nutzung vermittelt werden. Deshalb können die
Räume teilweise mit faltbaren Wänden erweitert werden.
Auf Auskragungen wurde aufgrund des Konstruktionsaufwandes
verzichtet. Hier wurde eine Stütze angebracht.
(Eingangsbereich)
Abb. 201:
Eingangsbereich (Stütze);
[walch]
Systemdimensionen
Die Raumhöhen betragen im Kellergeschoss und im
Erdgeschoss 3,50m und im 1. und 2. Obergeschoss 3,00m.
Die Holzmoduldecken überspannen beim Mittelgang eine Länge
von 3,90m und bei den Klassenräumen 7,55m.
1
System
2.2
Strategie
strategy
Tragsystem und Gebäudehülle
Zuerst wurde das Fundament und der Keller
(Werkstättenbereich) mit den Erschließungskernen betoniert. Der
Keller dient gleichzeitig als Fundament für die aufgesetzte 3
geschossige Holzkonstruktion.
Die betonierten Erschließungskerne dienen zur Aussteifung des
Systems.
Abb. 202: Rendering
Kellergeschoss
Abb. 203 Rendering
Erschließungskerne
Anschließend wurden die fertigen Außenwände mit eingebauten
Fenstern von der Holzbaufirma an die Baustelle gebracht,
aufgestellt und abgestützt. Parallel dazu wurden die Innenwände
aufgestellt um die die Holzmodul - Deckenelemente einhängen
zu können.
Abb. 204 Rendering
Baufortschritt
2
System
Abb. 205 Rendering
Baufortschritt
Abb. 206 Rendering
Baufortschritt
Mit diesem Schema wurde das gesamte Gebäude in sehr kurzer
Zeit errichtet. Der Rohbau des Holzbaues stand bereits nach 5
Wochen.
Abb. 207 Rendering
Baufortschritt
Abb. 208 Rendering
Baufortschritt
3
System
Abb. 209 Rendering
Baufortschritt
Abb. 210 Rendering
Baufortschritt
Abb. 211 Rendering
Baufortschritt
Abb. 212 Rendering
Baufortschritt
4
System
Abb. 213 Rendering
Baufortschritt
Abb. 214 Rendering
Baufortschritt
Die Dämmebene umschließt das gesamte Gebäude. Auch die
Erschließungskerne sind in die Dämmebene eingebettet.
2.3
Detaillierte Objektbeschreibung
description
Bautechnische Beschreibung
Das Kellergeschoss (Werkstättenbereich) sowie die beiden
Treppenhäuser wurden in Massivbauweise errichtet. Die
Fundamentierung erfolgte mit einer Stahlbetonfundamentplatte
und Streifenfundamenten. Die Decke zwischen Kellergeschoss
und Erdgeschoss wurde ebenfalls in Massivbauweise
ausgeführt.
Außenwände und Zwischenwände ab dem Erdgeschoss wurden
in Holzfertigteilbauweise (Elementbauweise) ausgeführt.
Das Flachdach wurde mittels Bitumen- oder Folienbahnen
abgedichtet.
Das Gebäude wurde in Passivhausbauweise ausgeführt und hat
somit Dämmstärken von ca. 30cm. Die Fassade wurde als
Hinterlüftete Fassade mit Platten, Holzrostschalungen oä.
verkleidet. [alpsolar]
Energie – Heizung &Lüftung & Warmwasser
Heizung:
Anstelle der Ölheizung wurde im bestehenden Heizraum eine
zentrale Pelletsanlage mit 110 kW errichtet. Diese versorgt die
Volksschule, Polytechnische Schule und den Turnsaal mit
Wärmeenergie:
In der Polytechnischen Schule handelt es sich um eine
Niederteperaturheizung (Hzg-VL max. 45°C). Die Beheizung
erfolgt teilweise über Heizkörper und über Konvektoren, die
seitens der Zuluft zwangsdurchströmt werden.
5
System
Abb. 215: Pelletsheizung
Lüftung:
Der Hygienische Mindestluftwechsel beträgt 30 m³/h und Person.
Für die Polytechnische Schule und den Turnsaal gibt es 4
zentrale Lüftungsanlagen mit einem effektiven
Wärmerückgewinnungsgrad von >84%.
Die Lüftungsanlage ist CO2 gesteuert mit variablen
Einzelluftmengen. Die Vorteile sind ein idealer
Feuchtigkeitshaushalt, beste Luftqualität, 75%
Energieeinsparung durch Reduktion der Gesamtluftmengen und
hohe Kosteneinsparung durch minimale Kanalquerschnitte bzw.
Kanallängen. [alpsolar]
Abb. 215:
Lüftungszentrale
Warmwasser:
Die dezentrale Warmwasserbereitung erfolgt mittels
Kleinspeichern in den Naßräumen und Werkstätten. Allerdings
gibt es in den Klassen kein Warmwasser.
6
Institut für
Architekturwissenschaften:
Tragwerksplanung und
Ingenieurholzbau
3.
1125
KONSTRUKTION
- Randbedingungen
- Strategie
- Objektbeschreibung
3.1
Randbedingungen
conditions
Bauordnung / Normen
Als Grundlage für die Planung dienten die Tiroler Bauordnung
und alle gültigen, einschlägigen Normen.
Bauindustrie / Infrastruktur
Im Zuge der Ausschreibung wurden örtliche und regionale
Firmen beschäftigt.
Transport / Baustellenorganisation
Die fertigen Wände von Holzbau Saurer wurden mit dem LKW
direkt an die Baustelle gebracht. Dadurch war eine sehr kurze
Bauzeit möglich.
Ökologie / Ökonomie
Das Ziel war das Gebäude in Passivhausqualität zu errichten. Es
wurde darauf geachtet das Gebäude mit natürlich gewachsenen
bzw. wieder verwertbaren Materialien zu erbauen
(Hanfdämmung, Holz).
3.2
Strategie
strategy
Bauweise / Elementierung
Das Fundament besteht aus einer Stahlbetonplatte und
Streifenfundamenten. Der Keller und die Erschließungskerne
wurden auch massiv ausgeführt.
Abb. 301: Kellergeschoss
[walch]
Auf den Keller wurden drei weitere Geschoße in
Holzfertigteilbauweise aufgesetzt.
1
Konstruktion
Abb. 302:
Holzfertigteile/Moduldecke
[walch]
Herstellung / Vorfertigung
Die Holzfertigteile wurden bei Fa. Holzbau Saurer gefertigt und
mit dem LKW an die Baustelle gebracht. Durch die Vorfertigung
konnte die Bauzeit sehr gering gehalten werden.
3.3
Detaillierte Objektbeschreibung
description
Fundament /Keller
Das Fundament besteht aus einer Stahlbetonplatte und
Streifenfundamenten. Der Keller und die Erschließungskerne
wurden auch massiv ausgeführt, weil das Gebäude in den Hang
gebaut wurde.
Auf das 30cm Stahlbetonfundament wurden weiters eine 8cm
Schüttung eine 10cm Dämmung und der Estrich aufgebracht.
Auf die 25cm Keller-Außenwand wurden noch 30cm Dämmung
und Fassadenplatten angebracht.
Die Erschließungstürme sind voll in die thermische Hülle
integriert und dienen auch zur Aussteifung des gesamten
Gebäudes.
2
Abb. 303: Rendering
Kellergeschoss
Konstruktion
Abb. 304: Rendering
Erschließungstürme
Außenwände
Die Außenwand besteht aus einer gedämmten 20cm HolzPfosten-Riegel Konstruktion mit zusätzlich 20cm Dämmung,
einer Hinterlüftungsebene und der Fassadenlattung.
Abb. 305: Außenwand
Fertigteile [saurer]
Geschoßdecken
Die Geschoßdecken bestehen aus Holz-Moduldecken, welche in
die Außenwand eingehängt wurden.
Abb. 306: Rendering
Außenwand Innenansicht
3
Konstruktion
Abb. 307: Rendering
Außenwand Moduldecken
Abb. 308: Rendering
Außenwand Moduldecken
Abb. 309: Rendering
Außenwand Moduldecken
Abb. 310: Rendering
Außenwand Moduldecken
4
Konstruktion
Fußbodenaufbau
Auf die Holz-Moduldecken kommt eine 1,8cm OSB Platte, 4cm
Trittschalldämmung, 6cm Estrich und der Bodenbelag.
Abb. 311: Rendering OSB
Platten
Abb. 312: Rendering TSD
Abb. 313: Rendering
Estrich
Abb. 314: Rendering
Belag
5
Quellen:
[walch]
Architekturbüro Walch ZT GmbH
Kög 22, 6600 Reutte
http://www.walch.co.at/
[saurer]
Holzbau Saurer GmbH & Co.KG
Lechau 7, 6604 Höfen
http://www.holzbau-saurer.com/
[google earth 2010]
Google Earth 2010
[alpsolar]
Alpsolar Klimadesign
Theresienstr. 49/1, 6020 Innsbruck
www.alpsolar.com