Januar 2014, Kollbrunn
selektiver Projektwettbewerb - 2. Preis

Schulraumerweiterung Kollbrunn

Schulraumerweiterung der Primarschule mit neuer Mehrzweckhalle


In Zusammenarbeit mit:
Tom Richter - APT Ingenieure, Zürich
Daniel Raidt - Kalt & Halbeisen, Zürich

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Disposition der Neubauten

Im nördlichen Teil des Areals, zur Bahnhofstrasse hin, weitet sich der Raum zum neuen Vorplatz der Halle. Durch die Anordnung der Nebenräume entlang der Tösstalstrasse entsteht die Möglichkeit, die Halle über fünf Fenster maximal zu den Sportplätzen und zum Dorf hin zu öffnen. Dadurch wird eine repräsentative Hauptfassade und ein - der Bedeutung des Gebäudes gebührender - Ankunftsort möglich. Die Fassade der Schulraumerweiterung präsentiert sich über die Distanz des Rasenspielfelds und leitet den Blick weiter in die Tiefe der Schulanlage – anstelle der bisherigen Rückfassade entsteht das neue Gesicht der Schule zur Bahnhofstrasse. Die Nutzungen (Werken und Mittagstisch) im Erdgeschoss profitieren vom direkten Bezug zum Aussenraum.

Schule

Das Gebäude der Schulerweiterung folgt der Idee des Weiterbauens. Die Grundrissdisposition orientiert sich am benachbarten Schultrakt aus den 50er Jahren und führt diese in der Logik als eigenständiger Baukörper fort – dadurch werden die aus dem Baurecht resultierenden Nutzflächen zu Gunsten der Aussenräume möglichst effizient ausgenutzt. So baut das Gebäude über die Fassade und über ein leichtes Abdrehen im Grundriss den Dialog mit der neuen Halle und dem Mehrzwecksaal über die Sportplätze auf. Dadurch entsteht über die ganze Tiefe des Areals ein Dialog zwischen den bestehenden Gebäuden der Schule und den beiden Neubauten.

Mehrzweckhalle

Der Vorschlag für die neue Halle vertraut in Bezug auf seine innenräumliche, architektonische Wirkung auf den Ausdruck der sorgfältig gewählten Tragstruktur und setzt auf die maximale Öffnung der Halle zu den angrenzenden Sportplätzen und dem Vorplatz im Norden. Um die Anforderungen bezüglich der grossen Spannweiten wirtschaftlich zu erfüllen und die Bauzeit zu verkürzen wird die Tragstruktur als filigraner Stahlbau, welcher auf einer Bodenplatte bzw. Flachdecke in Stahlbeton hinter dem Zuschauerbereich zu liegen kommt, ausgeführt. Der Ausdruck des Hallenkörpers erinnert entfernt an einen Industriebau, wird jedoch durch eine feinteilige Blechfassade nach aussen und durch die Füllung der Wand- und Deckenfelder der sichtbaren Stahlstruktur im Innenraum veredelt. Das Stahlgerüst wird mit Holzelementen ausgefacht und der jeweiligen Nutzung der Räume entsprechend mit unterschiedlichen Oberflächenmaterialien bekleidet. Diese Füllungen nehmen in der Halle den Prallschutz, die Sprossenwände oder die Hallentore auf - andernorts integrieren sie Elemente zur Haustechnik oder schallabsorbierende Materialien. Die Wände der Geräteräume und Nasszellen werden zusammen mit dem Liftkern für die Ableitung der horizontalen Kräfte aus dem Stahlbau in die Bodenplatte und aus brandschutztechnischen Gründen in Stahlbeton ausgebildet. Um das beheizbare Volumen gering zu halten und dem Bau architektonische Akzente und Identität zu verleihen werden für das Dach 1.7 m hohe Fachwerkträger, welche die Halle überspannen und auf Stützen zu liegen kommen, mit Oberlichtern kombiniert. Die Deckenfelder werden mit Holzflächenelementen erstellt und sind bis auf die Hallenbeleuchtung frei von technischen Installationen. Die Aussteifung des Stahlbaus für Wind und Erdbebenkräfte in Gebäudelängsrichtung wird mit horizontalen Zugbändern im Bereich der Deckenfelder und der Fassade realisiert. In Gebäudequerrichtung wird die Aussteifung durch die Ausbildung der Fachwerkträger und Stützen als Zweigelenkrahmen erreicht. So können die vorhandenen Tragelemente optimal ausgenutzt werden und eine aufwändige Aussteifungskonstruktion für die Abtragung horizontaler Kräfte im Bereich der Oberlichter entfällt. Die Stützen kommen im Bereich der Nordfassade und in der Hallenwand hinter der Zuschauerebene zu liegen, um den Bezug zur Halle möglichst offen zu gestalten.

Technikkonzept

Das Energie - und Technikkonzept ist darauf ausgerichtet, durch kompakte Bauweise und eine gute thermische Gebäudehülle den Energieverbrauch zu minimieren, so dass der Minerge P Standard erreicht werden kann. Die angestrebte Bauweise ermöglicht unter Einbezug der Gebäudemassen eine gute passive solare Nutzung. Auf Grund der optimierten Auslegung der Hülle (U, - und G – Werte) kann im Winter und in der Übergangszeit ein erheblicher Anteil an Solarenergie passiv genutzt werden. Das Technikkonzept beruht auf einem exergieoptimierten Konzept. Als Energiequelle wird das vorhandene Grundwasser genutzt. Im Winter wird das Grundwasser mittels einer Wärmepumpe auf ein nutzbares Temperaturniveau angehoben. Die neue Zentrale wird unmittelbar bei der heutigen Ölheizung platziert (Anstelle des Werkraums 1. UG Bestand), so dass eine übergreifende Nutzung der Systeme möglich ist. Die neuen Gebäude werden durch ein Niedertemperatursystem mit ca. 35°C beheizt. In der Übergangszeit und bei moderaten Aussentemperaturen reicht dieses Temperaturniveau auch aus, um die Altbauten mit zu beheizen. Das heisst, dass eine zusätzliche CO2 Reduktion erreicht werden kann, ohne zusätzliche Investitionen. Das System kann so disponiert werden, dass bei einer späteren Sanierung der Altbauten an die energieeffiziente Grundwasser-Wärmepumpe angedockt werden kann. Im Sommer können die Räumlichkeiten im „Freecooling“ mittels Grundwasser gekühlt werden. Diese Zusatzfunktion kann ohne zusätzliche Investitionen realisiert werden. In der Sporthalle wird zudem ein wesentlicher Anteil der Energie für die Erzeugung von Brauchwarmwasser zu Duschzwecken verwendet. Um den Anteil von Strom oder Erdöl zu reduzieren, wird auf dem südausgerichteten Vordach eine thermische Solaranlage erstellt, welche einen Jahresdeckungsgrad von ca. 45% erreicht. Bei schlechtem Wetter oder bei Spitzenbedarf, kann die Heizfernleitung hochgefahren werden, so dass auch bei diesem Betriebsfall der Warmwasserbedarf gedeckt wird. Bei der Mehrzweckhalle wird zudem ein Luft - Erdregister für die Lüftung eingeplant. Das Lufterdregister lässt sich optimal beim Aushub der Sporthalle integrieren. Dadurch lässt sich die angesaugte Luft im Winter mit Erdwärme vorwärmen und im Sommer vorkühlen. Dadurch sinkt der Primärenergiebedarf. Die Lüftungsanlagen werden dezentral erstellt. Folgende Anlagen sind vorgesehen: Halle mit Nebenräumen, Mehrzwecksaal und Schulraumerweiterung. Durch das dezentrale Konzept, resultieren kurze Transportwege und dadurch reduzierte Elektroenergieverbräuche für die Ventilatoren (Lufttransport). In der Sporthalle wird nach dem Luft – Erdregister (gratis Vorkühlung / Vorwärmung) eine Zuluftanlage erstellt. Die Luft wird mittels (oberflächenbündigen) Quellluftauslässen in die Sporthalle eingeführt. So stellt sich ein Frischluftsee im Aufenthaltsbereich der Sportler ein. Es resultiert eine optimale Luftqualität mit höchster Lüftungseffizienz. Die im oberen Bereich der Sporthalle gefasste Abluft wird Überströmt und zur Lüftung der Garderoben und Nebenräume genutzt. Diese Doppelnutzung reduziert den Energieverbrauch und die Investitionskosten. Die Abluft aus Garderobe und Nebenräumen wird gefasst mittels Abluftventilator über eine KVS - Wärmerückgewinnungsanlage über Dach ausgeblasen. Im Sommer kann bei überhitzter Sporthalle unter Ausnutzung des Kamineffektes, über die Dachöffnungen eine Nachtauskühlung im „Freecooling“ realisiert werden. Die Lüftung des Mehrzwecksaales erfolgt mittels Quellluftsystem. Die Belüftung erfolgt bedarfsabhängig mittels Luftqualitätssensoren. Auf diese Weise wird der Energieaufwand optimiert. Die Wärmerückgewinnung erfolgt mittels Plattenwärmetauscher. Das der Schulraumerweiterung dienende Gebäude wird mit einer Zu – und Abluftanlage ausgestattet. Die Zuluft wird über die Sockel der Einbauschränke eingeführt und im oberen Bereich abgesogen.


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