WETTBEWERB BERUFSSCHULE EMBELGASSE 404 850

WETTBEWERB BERUFSSCHULE EMBELGASSE
404 850
Das Thema einer Schule in der Baulücke eines Gründerzeitblocks erfordert eine spezifische, maßgeschneiderte
Lösung, die auf die vorgegebenen Rahmenbedingungen reagiert. Das Prinzip des Blocks verlangt vom sich
einfügenden Gebäude, dass es Teil eines Ganzen, Teil des Stadtkörpers sei, ohne sich in volumetrischer
Autonomie darzustellen. Andererseits kann das vorliegende Projekt aber gerade aus dem Kontext heraus
prototypische, allgemeingültige Lösungen für eine derartige Aufgabenstellung ableiten. Das gelingt natürlich unter
anderem auch deswegen, weil der gründerzeitliche Block an sich bereits einen Prototyp des Städtebaus darstellt.
Das Gebäude hat lediglich zwei Fassaden – die jedoch unterschiedlicher nicht sein könnten: eine ganz dem
öffentlichen Raum der Straße zugewandte – und eine ganz dem halbprivaten Bereich des durch die Häuser
umschlossenen Gartenhofes angehörige Front.
Diese Dualität wird im Projekt aufgegriffen und weitergeführt.
Die Anordnung der Nutzungszonen reagiert auf diese Bedingungen klar und prinzipiell:
Die serielle Zone
Die Klassenräume der Berufsschule für Verwaltungsberufe sind ausschließlich entlang der Straßenfront
angeordnet – in serieller, an ein beispielhaftes Bürogebäude erinnernder Art und Weise. Hier soll, wie vom
Auslober vorgesehen, die Büro- und Verwaltungsarbeit gelehrt und erlernt werden und auch eine
dementsprechende Atmosphäre herrschen. Die Fassade zeigt sich demgemäß als eine eines modernen
Verwaltungsbaus – mit geschoßhoch anmutenden Bändern vertikaler Sonnenschutzlamellen. In besonderer
Raffinesse sind diese jedoch bis auf Parapethöhe angehoben und greifen daher über die jeweilige
Deckenunterkante ins nächste Geschoß. Dadurch werden einerseits wirtschaftlich und bauphysikalisch günstige
Bandfenster ermöglicht, andererseits ein von Vorsprüngen des Deckenrandes wie Gesimsen oder
Befestigungskonstruktionen des Sonnenschutzes unbeeinträchtigter Lichteinfall gewährleistet. Die horizontalen
Teilungen sind also auf Parapethöhe angeordnet und als gestalterische Elemente – in der maximal erlaubten
Tiefe in den Straßenraum vorspringend – bewusst als mit Aluminium bekleidete Rippen artikuliert. Sie
demonstrieren quasi ein Gebäude „von der Stange“ – prototyphaft wie das gründerzeitliche Haus, dessen
Fassade ohne Risalite oder ähnliche Markierungen bis zur Liegenschaftsgrenze durchläuft und dessen Gesimse
oft am Ende einfach wie abgeschnitten wirken. Dadurch wird die prototyphafte Kontinuität betont und die
Eigentumsgrenzen als willkürliche Schnitte dargestellt. Das Thema der klassischen Hauptgesimse wird im Projekt
nun aufgegriffen und in neuer, dem Inhalt des Gebäudes entsprechenden Weise interpretiert. Die
Sonnenschutzlamellen erzeugen eine vielschichtige Lebendigkeit, da sie in geschlossenem Zustand bündig mit
den Aluminiumrippen ein flächiges Erscheinungsbild erzeugen, in offenem Zustand hingegen große
Tiefenwirkung. Aufgrund der West-Südwestausrichtung ist jedoch ein völliges Schließen der Lamellen nicht
notwendig, da bereits über die Diagonalstellung hundertprozentige Abschattung erreicht wird. Die Lamellen sind
daher im Abstand zueinander angeordnet, um in jeder Position genügend Transparenz, Lichteinfall und
Durchsicht zu gewähren. Im Gesamten wirkt die Straßenfassade wie ein vorgehängtes, abgeknicktes Schild, das
durch seine besondere Kontur sowohl auf die unterschiedlichen Gebäudehöhen der Nachbarhäuser – durch das
Einschneiden einer Terrasse Richtung Einsiedlerpark, als auch auf die Notwendigkeit des Markierens der
Eingangssituation – durch die Ausbildung einer zweigeschossigen überdeckten Eingangszone mit angrenzender
zweigeschossigen Eingangshalle – zu reagieren vermag.
Die individuelle Zone
Zum Gartenhof hingegen sind die individuell zugeschnittenen Einzelräume des Raumprogramms orientiert –
zusammengefasst mit einer skulpturalen Durchformung der Fassade. Hierbei werden die volumetrischen
Möglichkeiten, die sich durch die Verwendung der Bestimmungen über Erker und Balkone ergeben, voll
ausgeschöpft. Im Gegensatz zur „Bürofassade“ der Straße handelt es sich hier um eine zum Vokabular des
Wohnbaus tendierende Fassade. Es liegen ja auch die Räume des Aufenthalts, sowohl für Lehrer als auch für
Schüler, sowie Räume für den individuellen Rückzugsbereich bzw. Arbeitsplatz dahinter. Der Sonnenschutz wird
hier durch die Eigenverschattung der Fassade aufgrund ihrer Vor- und Rücksprünge, als auch durch
außenliegende Metallraffstores gewährleistet.
Die flexible Zone
In der Mittelzone zwischen straßenseitiger serieller Büro- bzw. Klassenraumanordnung und gartenhofseitiger
individueller Einzelraumsituationen wird eine echte Innovation im Schulbau vorgeschlagen: Der hier prinzipiell
notwendige Innenbereich wird einerseits immer wieder aufgeweitet für Pausen- und Aufenthaltsbereiche, die bis
an die Fassade reichen und damit nicht nur entsprechenden Lichteintrag gewährleisten, sondern auch den
Außenraumbezug deutlich wahrnehmbar herstellen. Andererseits wird die Erschließungszone angereichert mit
den notwendigen Flächen der SchülerInnengarderoben, die in etwas großzügigerem Zuschnitt geplant sind als
gefordert. So wird die Erschließungsfläche zu einer echten Kommunikationszone mit Aufenthaltsqualitäten. Neu
ist nun, dass in diese Zone eine Serie von transparenten und mehrfach zuschaltbaren Multifunktionsräumen
eingeschoben ist. Diese Räume wurden aus den aufgrund der speziellen Lehrsituationen geforderten,
übergroßen Klassenräumen generiert, aus den rechteckigen Klassen herausgelöst und als Erweiterung derselben
in Richtung Mittelzone geschoben. Für den Fall der Lehrsituation „2“, dem Arbeiten an Besprechungstischen,
dienen sie zum Aufstellen eines dieser Besprechungstische. Der Klassenraum ist mit diesen eine räumliche
Einheit, die Multifunktionsräume sind zur Mittelzone hin abgeschlossen. Für den Fall der Lehrsituation „1“, dem
Unterricht am Einzelplatz, werden sie nicht benötigt und können daher als zusätzliche Arbeitsräume für
Kleingruppen verwendet werden. Mittels Faltwand sind sie dann vom Klassenraum abtrennbar. Des Weiteren
können sie zu den nischenförmigen Garderobenflächen der Mittelzone hin auf einer oder beiden Seiten
vollkommen geöffnet werden. Dadurch entstehen unterschiedlich gestaltbare, großzügige Aktivitätszonen, die
vielfach bespielt werden können. Im Falle von Veranstaltungen wie Tag der offenen Tür etc. können die
Klassenräume mit der Mittelzone ein vollkommen offenes Raumkontinuum bilden.
Die Konzeption dieser Schule ermöglicht damit sowohl klassische Unterrichtsmethoden, als auch ein offenes
Lehren und Lernen in Kleingruppen in unterschiedlichen Bereichen der jeweiligen Zonen.
ENERGY DESIGN
Mit der Gebäudesimulation wurden die vor Ort herrschenden klimatischen Bedingungen berücksichtigt und
Annahmen für die Auslegung der Gebäudehülle in Bezug auf das Nutzerverhalten getroffen. Entsprechend der
Simulation wurden die baulichen und raumklimatischen Zustände evaluiert und die bauklimatischen
Anforderungen (Raumklima) sowohl an die Gebäudehülle, als auch an die gebäudetechnischen Anlagenteile
(Lüftungskonzept, Abschattung, etc.) konzipiert. Vorerst wurde von grundlegenden Annahmen zu einem
effizienten Energiehaushalt ausgegangen, die dann in Entsprechung noch zu definierender Bauherrenwünsche
weiterzubearbeiten sind.
Die Gebäudesimulation wurde mit Hilfe einer thermisch dynamischen Gebäudesimulation durchgeführt. Das
Programmpaket TRNSYS 15 erlaubt, die detaillierte Modellierung eines Gebäudes, das auch mit
unterschiedlichsten Kühl-, Heizsystemen oder solaren Komponenten ausgerüstet sein kann. Die verschiedenen
Abhängigkeiten der Optimierung wie Klimarandbedingungen, Nutzereinflüsse, Qualität der Gebäudeteile,
Wetterdaten, Heiz- und Kühlperiode sind in die Berechnungen einbezogen.
Technisch gesehen ist eine Summe von Einzelaspekten in das Energy Design des gegenständlichen Entwurfes
eingeflossen.
Auf dem obersten flachen Dachteil sind Photovoltaik- und Solarthermie-Anlagen zur Nutzung der Sonnenenergie
vorgesehen.
Das Licht wird mit Helligkeitssensor je nach Bedarf gesteuert.
Alle Baukörperanschlüsse werden luftundurchlässig hergestellt. Die Aufnahme unterschiedlicher
Formänderungen der Fenster, Fenstertüren und Baukörper werden bei der weiteren Planung und Ausführung der
Fugenausbildung ausreichend berücksichtigt.
Fassade als interaktives System zur Energieoptimierung
Besonderes Augenmerk wurde auf die Fassaden des Objektes gelegt, die als ein interaktives System zur
Energieoptimierung angelegt sind. Dabei kommen sowohl Aspekte der Verschattung, als auch der Erzielung des
passiven Solareintrags zur Geltung.
In dieser Hinsicht sind großformatige Verglasungen angelegt, die zur Vermeidung sommerlicher Überhitzung mit
einem Sonnenschutz versehen sind. Zur Nutzung der Sonnenenergie in den Übergangszeiten, sowie im Winter
wird rauminnenseitig ein vorgesetzter Blendschutz vorgeschlagen, sodass ein Wärmepolster zwischen der Ebene
des Wärmeschutzglases und der Rollos zustande kommt.
Die Verschattung wird über die Gebäudetechnik gesteuert. Grundsätzlich wird angenommen, dass die
Verschattung aktiv wird, wenn die Sonnenstrahlung auf die Fassade größer 190 W/m2 und die Raumtemperatur
größer 23 °C ist.
Ost- und südseitig kommen Jalousien zur Anwendung bzw. wird die Eigenverschattung im Sommer durch
auskragende Bauteile wirksam als Sonnenschutz eingesetzt, während in der Winter- bzw. Übergangszeit mit der
flach einfallenden Sonne der solare Energieeintrag, wie oben beschrieben, lukriert wird.
Für die Klassenräume entlang der Westfassade kommt ein hochgradig funktionelles Gesamtsystem zum Einsatz.
Die hochgezogenen massiven Brüstungen optimieren den Glasanteil und bilden zusätzlich zu den Decken
speicherwirksame Masse. Zugleich kann hier sehr ökonomisch die Heizung in Form von konventionellen
Heizkörpern angebracht werden.
Vertikallamellen sind mit einer gewissen Distanz zur Glasfront angebracht und bilden damit in einem
Zwischenraum eine Art Mikroklimazone als Puffer aus. Die Lammellenpakete sind in Gruppen gesteuert und
erlauben unterschiedliche Spielarten des Licht- und Energieeintrages. Je nach Jahreszeit und je nach Nutzung
des Raumes können sie entweder den Raum abschatten oder geradezu als dem Sonnenstand nachgeführtes
System den Energieeintrag gewährleisten. So ist mit technisch durchaus gängigen und kostengünstigen Mitteln
eine hohe Effizienz zu erzielen.
Da die Decken ohne abgehängte Untersichten ausgeführt sind, wird auch eine sommerliche Nachtlüftung
vorgeschlagen, die bereits bei anderen Projekten zum Einsatz gekommen ist. Bei entsprechender
Temperaturdifferenz zwischen Innen und Außen werden über die Gebäudeleittechnik die mit elektrischen
Beschlägen versehenen Fenster gekippt und die zentrale Luftabsaugung aktiviert. Dadurch streicht kühlere Luft
über die Massivdecken und kühlt diese laufend ab, sodass tagsüber quasi ein natürlicher „Kältespeicher“ in den
Räumen vorhanden ist.
TRAGWERKSPLANUNG
Das Konzept zur Tragwerksplanung spiegelt den Entwurfsansatz des Projektes wider und formuliert in Referenz
zu den jeweiligen Zonen unterschiedliche Aspekte aus.
Zur Straßenseite hin wird das serielle, flexible räumliche System, das sich an die Bürotypologie anlehnt, in einem
entsprechenden Tragsystem abgebildet. Zur Hofseite hin nimmt das Tragwerk auf die Charakteristika des dort
angelegten Raumprogramms Bezug.
Demgemäß sind für die straßenseitige Nutzungszone, für die Unterrichtsräume, große Spannweiten mit
zusätzlich aktiviertem Brüstungsträger vorgesehen. Hier soll die Flexibilität und damit auch eine allfällig später
notwendige Möglichkeit zur Funktions- oder Organisationsänderung erhalten werden, dies auch im Sinne einer
nachhaltigen Wertigkeit des Objektes bis hin zu einer anderen Nutzung.
In der Mittelzone mit kleinteiliger Gliederung ist ein enger Stützenraster mit zusätzlichen Stützen in der Halbachse
der Klassenräume vorgesehen, der über die Obergeschoße eine Rahmenwirkung entfaltet. Dadurch können im
Bereich des Erdgeschoßes und des Luftraumes im Foyer Stützen wieder großzügig ausgewechselt werden.
In der Zone zum Innenhof hin werden der inneren Raumgliederung folgend verschiedentlich übereinander
stehende Querscheiben lastabtragend aktiviert.
Tragende Wände, Stützen und Decken sind grundsätzlich in Stahlbeton konzipiert, gemischt als Ortbeton-,
Halbfertigteil- und Fertigteilbauweise, je nach sinnvollen Einsatzmöglichkeiten. Damit wurde eine sehr
wirtschaftliche Variante hinsichtlich Schallschutz, Brandschutz und Energiekonzept (speicherwirksame Masse),
sowie hinsichtlich der Bauabwicklung gewählt. Zwischenwände sind als Leichtkonstruktion bzw. als
Systemtrennwände oder als Verglasungen angedacht.
Bei Decken mit einer vorgegebenen zweiachsigen Lastabtragung, einer begrenzten zur Verfügung stehenden
Konstruktionshöhe und gegebenenfalls zusätzlichen optischen Anforderungen an die Untersicht, wird die
Entscheidung hauptsächlich zugunsten der Stahlbetonflachdecke fallen. Diese kann dann bei der Ausführung als
Ortbetonvariante oder möglicherweise als Halbfertigteillösung hergestellt werden.
Der Entwurfsgedanke einer Geschossdecke mit größtmöglicher Spannweite, unterzugfrei und mit einer
größtmöglichen Stützenfreiheit wurde im Wechselspiel zwischen Geometrie und Tragverhalten eingehend
diskutiert. Nachhaltigkeit und vor allem konstruktive Effizienz werden immer mehr zum Schlüssel der neuen
Bauweisen. Leichte Konstruktionen, welche sich ressourcenschonend herstellen lassen, und vor allem auch
einfache Umsetzungen ermöglichen, bringen bereits mittelfristig die wirtschaftliche Effizienz.
Parameter bei der Wahl des vorliegenden Deckensystems sind:
-
System bzw. Lagerungssituation
Stützenrater 11,2 x 8,0 m
Flache Deckenuntersicht
Keine abgehängte Decke, Zuluftführung über Deckenhohlräume, Abluft zentral
Wirtschaftlichkeit
Vorgeschlagen wird ein Cobiax-Deckensystem. Das Deckensystem basiert auf Hohlkörpern, die in die Decke
eingegossen werden, um das Eigengewicht zu reduzieren. In der spannungsarmen Zone der Decke wird also
Beton durch Luft ersetzt.
Um die „konstruktive Effizienz“ einer Geschossdecke nach aktuellen technischen Möglichkeiten zum Ausdruck zu
bringen, wurde die Anwendung einer sogenannten zweiachsigen Hohlkörperdecke gewählt. Die konstruktive
Effizienz zeichnet sich nicht nur dadurch aus, dass eine größtmögliche Deckenspannweite überbrückt werden
kann und dass sie noch für zusätzliche haustechnische Versorgungsleitungen Platz bilden.
Bei der gewählten Hohlkörperdecke werden kugelförmige Hohlkörper zwischen der unteren und oberen
Bewehrungslage angeordnet. Aus wirtschaftlichen Gründen wurde die Halbfertigteilvariante gewählt, bei der die
Körbe zwischen den Gitterträgern der Halbfertigteile auf das sogenannte „Betonbrett“ mit der darauf
angeordneten Querbewehrung aufgestellt sind. Die eigentliche Funktionsweise der sogenannten „Cobiax Decke“
besteht darin, dass „wirkungsloser“ Beton im Inneren der Decke lokal durch Luft ersetzt wird. Global betrachtet
liegen allerdings durch die günstige geometrische Form der Hohlkörper die gleichen Tragmechanismen und somit
die erforderliche Stabilität einer voll massiven Decke uneingeschränkt vor. Der wesentliche Effekt ist somit die
erzielt Lasteinsparung, welche sich sowohl für die Decke selbst, als auch für die lastabtragenden Bauteile positiv
bemerkbar macht.
Aufgrund der Deckenstärke von 36cm wurde der gesamte Aufbau der Decke optimiert. Fallweise werden an
Stelle der Cobiax-Hohlkörper in den erforderlichen Bereichen Lüftungsleitungen geführt, in der obersten Decke
sind auch die Regenwasserleitungen in die Decke eingelegt. Auch die Elektro-Lehrverrohrung der Beleuchtung
soll in die Schalung eingelegt werden.
Durch die Reduktion des Eigengewichtes sind keine Durchstanzkreuze erforderlich, im Bereich der Stützen soll
lediglich ein konventionell bewehrter deckengleicher Pilz ausgeführt werden – durch Weglassen der Hohlkörper.
Gerade in dem sonst kritischen Durchstanzbereich im Bereich der Stützen von Flachdecken macht sich die
Eigenlastreduzierung ganz erheblich bei den zu führenden Nachweisen bemerkbar.
Weiters wurden durch die Eigenlastreduktionen die Fundamente optimiert.
Von Bedeutung ist auch die ökologische Komponente des Systems: Die Reduzierung des Betonvolumens führt
zu einem weiteren positiven Nebeneffekt, nämlich der Reduzierung des CO2- Ausstoßes aufgrund des ebenfalls
verminderten Zementverbrauchs. Die Werte hierfür liegen – je nach Hohlkörpergröße – zwischen 10 to und 40 to
CO2-Reduktion je 1000 m2 Fläche mit Verdrängungskörpern, bei einem Vergleich mit der Massivdecke gleicher
Dicke.