Buschkrankenhaus Ngaoubela

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Buschkrankenhaus Ngaoubela
Ngaoubela, Kamerun
Entwurfsbetreuung / Fachgebiet Holzbau, Prof. Hermann Kaufmann,
Baudurchführung Fakultät der Architektur TUM
Projektleitung Stefan Krötsch, Matthias Kestel
Assistenz Bauleitung Andreas Mayer
Entwurfsverfasser Philip Weibhauser, Steffi Tröndlin-Ehrler,
Magdalena Pfeffer, Doria Bornheimer, Karina
Gnüchtel, Michael Mayer, Julia Schillinger
Baugruppe 8 Architekturstudenten TUM
25 lokale Arbeiter
Planungszeitaum 10/2011 - 08/2012
Bauzeit 08/2012 - 09/2012 (6 Wochen)
09/2011 - 12/2012
(Fertigstellung durch lokale Arbeiter)
Projektdaten BGF 458 m² / NGF 285 m² /
NGF (überdachte Freifläche) 83 m²
Grafik / Layout Julia Schillinger, Michael Mayer
Fotografie / Film Susanne Steinmaßl, Matthias Kestel
Das Buschkrankenhaus „Hôpital Protestant Ngaoubela“
ist das Destriktkrankenhaus einer ländlichen Region im
Norden Kameruns mit einem Einzugsbereich von bis zu
250 km. 1947 von norwegischen Missionaren als LepraStation gegründet, wird seit 1989 unter der Leitung der
Vorarlberger Ärztin Dr. Elisabeth Neier eine umfangreiche
medizinische Versorgung in den Bereichen Innere Medizin, Chirurgie, Pädiatrie, Gynäkologie und Geburtshilfe
gewährleistet. Träger dieses privaten Krankenhauses ist
die evangelische Kirche Kameruns, die bei Erweiterungen,
Ausstattung und Betrieb des Krankenhauses durch den
Vorarlberger Verein „Entwicklungspartnerschaft für Kamerun“ unterstützt wird.Schon seit geraumer Zeit entsprach
die hygienische Situation im Operationsgebäude nicht
mehr dem Standard. Da es nicht möglich war den alten
OP zu ertüchtigen, beschloss der Verein ein neues Operationsgebäude zu bauen.
Operationsgebäude West- Südfassade
Planung und Bauausführung
Im Oktober 2011 begann eine Gruppe von 14 Architekturstudenten der Technischen Universität München (TUM)
am Fachgebiet Holzbau (Prof. Hermann Kaufmann) unter
Leitung von Stefan Krötsch und Matthias Kestel mit der
Entwurfsplanung zur Erweiterung des Krankenhauses.
Neben der Masterplanung für das Krankenhausareal
wurde vor allem ein de¬taillierter Entwurf für den Neubau
eines Operationsgebäu¬des erarbeitet. Im Sommersemester 2012 wurde durch sieben Architekturstudenten
eine Werk- und Detailplanung ausgearbeitet.
Unter der Leitung von Matthias Kestel und mit Unterstützung von Andreas Mayer errichtete eine achtköpfige
Studentengruppe der TUM und eine Baufirma mit etwa
25 lokalen Arbeitern im August und September 2012 den
Rohbau. Der neue Operationstrakt wurde von der Baufirma fertiggestellt und kann Ende 2012 in Betrieb
genommen werden.
auf dem Gelände stellten die größten Herausforderungen
im Planungsprozess dar.
Für die Erweiterung des ambulanten Bereiches, wurde ein neues Eingangs- und Verwaltungsgebäude, eine
Zahn- und Augenklinik geplant. Eine Umstrukturierung im
freigewordenen Bestand des Krankenhauses ermöglichte
bereits im ersten Bauabschnitt die Einrichtung einer neuen
Intensivstation für den ambulanten Bereich. Zur Umsetzung dieses Vorhabens erstellten die Studenten im Vorfeld
Masterplanung
Obwohl der Bau des neuen Operationstraktes ein verhältnismäßig kleines Bauprojekt darstellte, erarbeiteten
die Studenten im Vorfeld einen Masterplan für mögliche
Erweiterungen des Krankenhauskomplexes. Das Krankenhaus besteht aus einer Ambulanz, verschiedenen Behandlungsstationen, Patientenzimmern und diversen Versorgungseinheiten. Die Weitläufigkeit der Bebauung, eine
unklare Eingangssituation und eine schlechte Orientierung
Masterplanung
Bestandsgebäude
Neubau OP
geplante Erweiterung
Grundriss mit neuem Operationsgebäude und Umbau Ambulanz
ebenso einen Umnutzungsplan für den gesamten Bestand
des Krankenhauses. Es wurden vor allem Umplanungen
in der Ambulanz vorgesehen, deren verschiedene Einrichtungen derzeit stark verstreut sind und einer schnellen Orientierung auf dem Gelände entgegenwirken. Im
stationären Bereich wurden neue Patientenzimmer und ein
neues Operationsgebäude geplant, die Versorgungsstruktur des Krankenhauses wurde verbessert. Die Angehörigen der Patienten sollten in Zukunft über eigene Schlaf-,
Koch- und Waschräume verfügen, außerdem wurden neue
sanitäre Anlagen vorgesehen. Das Ziel zukünftiger Erweiterungen ist es, schon bestehende Strukturen effizienter
zu nutzen und diese städtebaulich nachzuverdichten, um
der Zersiedelungsproblematik in Afrika entgegenzuwirken.
Diese Problematik zeichnet sich in der aktuellen Bebauung des Areals ab, sie ist geprägt durch die weitläufige
Verteilung der Baumassen.
Die Masterplanung sieht eine Erschließung der einzelnen
Bereiche entlang einer Hauptachse vor, an der sich Plätze
mit unterschiedlicher Nutzung aufspannen. Das Erschließungskonzept über eine Hauptachse gewährleistet eine
schnelle Orientierung und kurze Wege. Im ersten Bauabschnitt wurde diese Achse durch die Setzung des neuen
Operationstraktes definiert.
Längsschnitt Operationsgebäude
Querschnitt Operationsgebäude
Aufwachzone
Operationssaal
Operationsgebäude
Blick durch die multifunktionale Raumzone
Das neue Operationsgebäude fügt sich in einen schon
bestehenden Patientenhof ein und ist über ein Verbindungsgebäude an die neue Intensivstation (alter OP)
gekoppelt. Das Zentrum des Operationsgebäudes bilden
zwei Operationssäle, um die sich in einer Raumschicht die
kleinteiligen, den OP bedienenden Räume legen. Dieser
Bereich beinhaltet neben den beiden Operationssälen,
einen Technikraum, eine Vorreinigung mit angeschlossener Sterilisation, Umkleiden und Sanitärräume. Kontrastierend zu dieser kleinteilig gegliederten Raumstruktur steht
eine offen gestaltete Raumabfolge, die Funktionen wie
die Patientenvorbereitung, den Aufwachbereich und einen
Aufenthaltsbereich für die Mitarbeiter birgt. Dieser großzügig gestaltete Bereich ist multifunktional nutzbar, im Falle
zukünftiger Nutzungsänderungen zeichnet er sich durch
Flexibilität aus.
Materialisierung
Gebäudeaufbau
Bodenplatte
Für das Operationsgebäude wurde eine Bodenplatte aus
Stahlbeton angefertigt. Als Sauberkeitsschicht diente
Sand, in den die Abflüsse für die sanitären Anlagen eingebettet wurden. Zur Herstellung einer Trennlage musste
auf eine vor Ort erhältliche Folie zurückgegriffen werden.
Hierauf wurde eine Bewehrungsmatte aus 8 mm dickem
Bewehrungsstahl aufgebracht. Diese Matte wurde aus
einzelnen Bewehrungsstählen vor Ort geflochten. Der
Beton für die Bodenplatte wurde manuell auf dem Untergrund angemischt. Dies hatte zur Folge, dass ein großer
Teil der Zementmilch im Boden versickerte. Um trotzdem
die nötige Festigkeit zu gewährleisten, wurde mehr Zement als benötigt beigemischt. Da der angemischte Beton
mit Schubkarren transportiert werden musste, erstellten
die Arbeiter in der zu gießenden Bodenplatte Trennstege.
Die Bodenplatte wurde abschnittsweise betoniert.
Wandaufbau
Die Wände und Stützen des Operationsgebäudes wurden aus Betonstein gemauert. Um eine Gesamtstabilität
des Gebäudes zu gewährleisten wurden die Stützen über
Bewehrungsstahl mit der Bodenplatte verbunden und
anschließend mit Ortbeton ausgegossen. Die Stützen
wurden bis auf zwei Ausnahmen durch Brüstungen verbunden.
Ringanker
Der Ringanker verbindet Stützten und Mittelwand und
leitet Windlasten über das gesamte Gebäude ins Fundament ab. Um auf unnötige Stürze zu verzichten wurden
die Tür- und Fassadenelemente bis an den Ringbalken
herangeführt. In den Bewehrungskorb wurden bereits die
Gewindestangen für die Fixierung des Dachwerkes und
die Bewehrung für die Trägerauflager eingeflochten.
Auflager für Fachwerkträger
Da der Fachwerkträger getrennt von der Deckenkonstruktion funktioniert, musste er durch zusätzliche Auflager
vom Ringbalken angehoben werden. In diese Auflager
sind die Gewindestangen einbetoniert an denen der Träger fixiert ist.
Deckenaufbau
Die Decke des Operationsgebäudes wurde als sichtbare
Holzbalkendecke ausgeführt. Die Deckenbalken liegen
auf einem T – förmigen Ringanker auf und sind durch
Abstandshalter miteinander verbunden. Die Deckenuntersicht wird durch die Balken und darüberliegende
Funierschichtholzplatten ausgebildet. Die Aussteifung
der Deckenscheibe wird durch eine genagelte Bretterlage
gewährt. Über dieser Bretterlage befindet sich eine bituminöse Abdichtungsbahn, auf die der Lehmschlag aufgebracht wird, der als Speichermasse für den OP dient.
Dachtragwerk
Das Einsetzten von Fachwerkträgern ermöglicht eine
möglichst große Hinterlüftungsebene. Obergurt, Untergurt,
Druck- und Zugstäbe (8cm x 8cm) des Trägers liegen
in einer Ebene und sind mit Nagelbrettern aus Sperrholz
durch Nägel verbunden. Der Träger wird durch einbetonierte Gewindestangen an den Ringanker fixiert. Die
vertikale Aussteifung (Latten), die horizontale Aussteifung
(Stahlseile), die Dachlatten und das Trapezblech werden
verschraubt. Die vorgefertigten Träger wurden in zwei
Teilen mithilfe einer Rampe auf das Dach gezogen und
dort zusammengefügt. Um einen effizienten Bauablauf
zu gewähren, wurde jeweils erst eine Anzahl von Trägern
auf das Dach gehoben, gelagert und dann an Position mit
Gewindestangen fixiert.
Anbindung an den Bestand
Der Innenraum eines Operationsgebäudes soll möglichst
steril sein. Wände und Fußböden sollen glatt verputzt und
einfach zu reinigen sein. In Wänden und Decke sollen
sich keine Nischen bilden, die Staubfänger sind oder
Nistplatz für Insekten bieten. Deshalb entschied man sich
die Wände aus vor Ort produzierten Betonsteinen auszuführen und diese mit Zement glatt zu verputzen. Auf
die Bodenplatte aus Stahlbeton wurde ausschließlich ein
Sichtbetonfußboden aus Zementestrich aufgebracht. Die
Decke ist als sichtbare Balkendecke aus Sapeli Holz, einer
afrikanischen Mahagoniart, ausgeführt. Die Verwendung
von Holz wird in Kamerun, im Gegensatz zu vielen anderen afrikanischen Ländern, nicht kritisch gesehen. Kamerun verfügt über große Holzbestände, das Holz für den
Bau des OP Gebäudes wurde vom Staat aus ökologisch
nachhaltiger Waldnutzung gekauft. Dieses Holz wurde
auch für die Konstruktion des „Schattendaches“ verwendet. Die Fenster- und Türprofile wurden in der Schreinerei
des Krankenhauses ebenfalls aus Sapeli gefertigt. Zur
Verbesserung des Raumklimas wurde in den Deckenaufbau eine Schicht Lehmschlag, ein Gemische aus Lehm,
Sand und Stroh, integriert.
Sonnenstand
21. Dez 12:00
59,9°
Sonnenstand
21. Juni 12:00
107,3°
Sonnenstand
21. Juni 12:00
107,3°
Sonnenstand
21. Dez 12:00
59,9°
Klimakonzept
In Kamerun herrschen tagsüber extrem hohe Temperaturen, die durchschnittlich bis zu 33 °C erreichen. Die hohe
Luftfeuchtigkeit sorgt für eine langsamere Abkühlung der
Luft. Dies führt vor allem unter Tag leicht zu einer Überhitzung von Gebäuden. Um einer unkontrollierten Aufheizung
entgegenzuwirken, wurde für den Bau des neuen Operationsgebäudes nach Lösungen gesucht, die ein angenehmes Raumklima erzeugen ohne zusätzliche Kühlenergie
zu benötigen. Der Baukörper wurde (Ost – West) längs
zur Mittagssonne gesetzt um die Angriffsfläche für die
flachstehende Morgen- und Abendsonne möglichst gering
zu halten. Auf der Nord- und Südseite wurden Dachüberstände gebaut, die den konstruktiven Aufwand zur Verschattung zu reduzierten. Die Größe der Dachüberstände
wurde nach den maximalen Sonneneinfallswinkeln (21.
Juni 12:00 107,3° / 21. Dez 12:00 59,9°) so geplant, dass
Nord- und Südfassade stets verschattet sind. Die Stützen
in der Fassade sind so tief, dass sie die tiefstehende Morgen- und Abendsonne abhalten. Auf diese Weise wurde
einer Aufheizung der Fassade entgegengewirkt und im
Operationsgebäude das Arbeiten mit blendfreiem Tageslicht ermöglicht.
Die Dachkonstruktion des Gebäudes ist als „Doppeldach“
konzipiert. Das Operationsgebäude besitzt ein flaches
Dach aus einer Balkendecke, einer Abdichtungsebene
und Lehmschlag als zusätzliche Speichermasse. Damit
sich das flache Dach nicht überhitzt, befindet sich über
diesem „Dach“ ein Fachwerkträger, der eine weitere
Fenster- und Lüftungselement
Dachfläche (Neigung 7°) generiert. Im Dachzwischenraum
erhitzt sich die Luft, steigt auf und wird durch die natürliche Thermik über die Neigung nach außen geleitet. Auf
diese Weise findet bei heißen Außentemperaturen eine
ständige Luftzirkulation in der Hinterlüftungsebene statt.
Das „Doppeldach“ senkt die Temperaturen im Innenraum
um mehrere Grad Celsius.
Lüftung
Eine große Rolle für die Planung eines Lüftungskonzeptes spielten die hygienischen Anforderungen die in einem
Operationstrakt zu berücksichtigen sind. Im alten OP
waren eine Klimaanlage vorzufinden, um ein angenehmes
Raumklima zu erreichen mussten die Mitarbeiter jedoch
durch die Fenster lüften. Durch das Öffnen der Fenster
kamen Staub und Insekten in die Räumlichkeiten, was
nicht den hygienischen Anforderungen entsprach. Das
Konzept für die Lüftung des neuen OP´s ist so ausgelegt,
dass es weitgehend wartungsneutral ist. Ohne den Einsatz von Technik sind unter den festverglasten Fenstern
Lüftungslamellen angebracht. Vor die Lamellen sind innen
ein Insektengitter und ein mit Stoff bespannter Rahmen
befestigt. Sobald der Stoff sichtbar verstaubt ist, kann er
von den Krankenhausmitarbeitern ausgewechselt werden. In den OP-Sälen sind zusätzliche öffenbare Klappen
vorgesehen, sowie ein Lüfter, der die Luft durch Ventilatoren absaugt und über einen zentralen Technikraum ins
Freie leitet. Das Gebäude wird zusätzlich über Quer- und
Nachtlüftung durch die Lüftungsklappen in den Fensterelementen abgekühlt.
Prinzip der simplen Lüftung im Gebäude
Entwurfsgruppe
WS 2011 / 12
Styliani Birda, Doria Bornheimer, Tsun Ning
Chuang, Karina Gnüchtel, Theresa Ludwig, Michael Mayer, Annamaria Nickels, Bogdan Ioan
Pascalau, Magdalena Pfeffer, Hamza Sezgin,
Julia Schillinger, Nikola Stoyanov, TröndlinEhrler, Philip Weibhauser
Entwurfsgruppe
Vertiefung
SS 2012
Doria Bornheimer, Karina Gnüchtel, Michael
Mayer, Magdalena Pfeffer, Julia Schillinger,
Steffi Tröndlin-Ehrler, Philip Weibhauser
Mitwirkende
Studenten:
Studierende der TUM:
Styliani Birda, Doria Bornheimer, Karina
Gnüchtel, Michael Mayer, Magdalena Pfeffer,
Julia Schillinger, wSteffi Tröndlin-Ehrler, Philip
Weibhauser
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