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Projekt des Monats
Architektur
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Energetische Sanierung des Schul- und Sportzentrums in Alpen
Im aktuellen Projekt des Monats präsentieren wir ein Vorhaben unserer Architekturabteilung – die umfassende, durch EFRE geförderte, energetische Sanierung der Schule und Sporthalle in Alpen. Dies umfasste die Errichtung einer neuen, farbenfrohen Vorhangfassade, die Dämmung der Dachflächen mit einem Gründach, den Austausch der Fenster sowie die Implementierung moderner Gebäudetechnik.
Dank dieser Maßnahmen und der Installation einer neuen Heizzentrale können jährlich 165 etwa Tonnen CO2 eingespart werden. Zusätzlich wurden Verbesserungen in der Verkehrsführung, Verschönerungen des Schulhofgeländes und die Umsetzung brandschutztechnischer Maßnahmen vorgenommen. Somit vereint das Projekt den Beitrag zum Umweltschutz mit der Steigerung der Lebensqualität im schulischen Umfeld.
Projektskizze / Qualifizierungsphase
Schule und die Sporthalle sind Bestandteil des Schul- und Sportzentrums, das sich nordöstlich des Ortskerns von Alpen befindet und eine wichtige Rolle im sozialen Gefüge der Gemeinde einnimmt. Mit diesem Projekt wurde das Ziel verfolgt, diesen besonderen Standort zukunftsfähig zu gestalten und für kommende Generationen weiterzuentwickeln.
Die Gebäude des Schulzentrums und der Sporthalle wurden in den Jahren 1978 bzw. 1981 errichtet, wobei die Bauteile und Anlagentechnik größtenteils noch aus dieser Zeit stammen. Trotz vereinzelter Instandhaltungsmaßnahmen wurden nur wenige energetische Verbesserungen vorgenommen. Dies spiegelt sich auch in den Energiebilanzen wider; als bedeutende Energieverbraucher tragen die Gebäude einen erheblichen Anteil zum kommunalen CO2-Fußabdruck bei.
Um geeignete energetische Maßnahmen zu identifizieren, hat das Öko-Zentrum NRW im Zeitraum von 2016 bis 2017 im Rahmen einer Förderung des Ministeriums für Wirtschaft und Energie Sanierungskonzepte für das Schulzentrum und die Mehrfachsporthalle in der Gemeinde Alpen entwickelt. Diese bildeten die Grundlage für eine im Sommer 2017 beim Förderwettbewerb KommunalerKlimaschutz.NRW eingereichte Umsetzungsstrategie. Am Ende desselben Jahres erhielt die Gemeinde eine positive Bewertung seitens des Gutachtergremiums, mit der Auflage, den energetischen EnEV-Standard nach Möglichkeit um 30% zu unterschreiten.
Nach dieser positiven Beurteilung wurde ein Projektteam gebildet, bestehend aus der Gemeinde Alpen, dem Öko-Zentrum NRW, redenz. architekten stadtplaner, der Kombiplan GmbH, dem Ingenieurbüro Schoepke, den DTP Landwirtschaftsarchitekten und der KommunalAgentur NRW. Dieses Team konkretisierte die Umsetzungsstrategie, ermittelte die Kosten und errechnete die energetischen Einsparungen im Detail. Ziel war es, ein Gesamtkonzept zu entwickeln, das aus Sicht der Alpener Verwaltung eine ausgewogene Balance zwischen energetischen Maßnahmen, Klimaschutz und Klimaanpassung gewährleistet.
Die Umsetzung des Projektes wurde vom Öko-Zentrum NRW als Generalplaner, in enger Abstimmung mit der Schulleitung durchgeführt. Ein besonderes Augenmerk wurde daraufgelegt, Lärmbelästigungen zu vermeiden. Insbesondere die Notwendigkeit, den Betrieb der Schule während der Bauphase aufrechtzuerhalten, stellte eine große Herausforderung dar. Um dies zu gewährleisten, wurden 10 Klassen in ein temporäres Gebäude auf dem Schulhof verlegt. Die Durchführung der Sanierungsarbeiten erfolgte in Bauabschnitten, wobei die kontinuierliche Wärmeversorgung über die gesamte Bauzeit hinweg sichergestellt werden musste. Ein effektives Umzugsmanagement und eine präzise Terminplanung waren von großer Bedeutung, insbesondere beim Übergang der Bauarbeiten von einem Bauabschnitt zum nächsten.
Durchgeführte Maßnahmen in beiden Gebäuden
Die vorhandenen Gasheizungen wurden durch eine neue CO2-neutrale Heizwärmeerzeugung (Pelletkessel) ersetzt. Dabei wurde eine isolierte Nahwärmeleitung installiert, um den Energievorteil mehrerer Immobilien zu nutzen. Die Übergabe an die Gebäude erfolgt über dezentrale Pufferspeicher. Zur Verbesserung des Wirkungsgrads der Heizkessel wurden Heizkörper und Heizwasserverteilsystem erneuert. Auch die Heizungsrohre wurden bedarfsgerecht ausgelegt, um Energieverluste im Verteilnetz zu minimieren. Ein hydraulischer Abgleich der Verbraucher wurde im gesamten System durchgeführt.
Neue gedämmte und hinterlüftete Vorhangfassaden ersetzten die alte Beton- und Verbundmauerwerkfassade der Schule und die Vorhangfassade aus Beton und Trapezblech der Sporthalle.
Die Außentüren und Außenfenster beider Gebäude sowie die bodentiefen Öffnungen mit Profilbaubauverglasung in der Sporthalle verursachten erhebliche Wärmeverluste als Wärmebrücken. Sie wurden durch Alternativen mit verbesserten wärmedämmenden Eigenschaften ausgetauscht.
Um den gewünschten Energiestandard zu erreichen, wurden bestimmte Dachflächen neu gedämmt, wobei 240 mm EPS als Gefälledämmung angebracht wurde. Freie Flachdachflächen wurden zudem mit extensiver Bepflanzung begrünt, was zusätzliche Dämmung im Winter, Verdunstungsabkühlung im Sommer und Wasserrückhaltung bei Starkregenereignissen ermöglichte.
Alle Lampen wurden durch eine hocheffiziente LED-Beleuchtung zu ersetzt, die sich durch ihre Energieeffizienz und längere Lebensdauer auszeichnet. In Kombination mit unterschiedlichen Steuerungstechnologien ist ihr Einsatz nun noch energieeffizienter. Die Notstrombeleuchtung wurde komplett ausgetauscht und in das bestehende Beleuchtungssystem integriert.
Durch eine bedarfsgerechte Gebäudeautomation wurden zusätzliche Einsparungen in der Energieeffizienz realisiert, indem das Nutzungsverhalten und die Anlagentechnik miteinander verknüpft wurden.
Weitere Maßnahmen in der Schule
Die Beleuchtung und Elektroverteilung wurden erneuert, ebenso wie die Deckenbekleidungen. Zusätzlich wurden in der Schule Sonnenschutzverglasungen und Raffstoreanlagen in die vorgehängte Fassade integriert, um Verschattung und zusätzlichen sommerlichen Wärmeschutz zu gewährleisten.
Hocheffiziente Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung wurden sowohl in den naturwissenschaftlichen Räumen als auch in der Aula der Schule installiert. Des Weiteren wurden dezentrale Lüftungsgeräte in den Klassenräumen eingebaut.
Zur Verbesserung der Barrierefreiheit wurde das Gebäude um einen Anbau für einen Aufzug erweitert. Durch die Umgestaltung des Grundrisses wurde ein normgerechtes barrierefreies WC geschaffen. Im Zuge der Sanierung, bedingt durch Schadstoffe, wurden im Obergeschoss alle Innenwände ausgetauscht, das Raumkonzept überarbeitet und der Grundriss den Anforderungen der Schule angepasst.
Die Aula erfuhr nicht nur eine optische Aufwertung durch ein neues Farbkonzept, eine mobile Trennwand und einen neuen Bodenbelag, sondern erhielt auch eine moderne Veranstaltungstechnik. Im Rahmen der Erneuerung der Außenanlagen wurden alle Eingänge barrierefrei gestaltet.
Weitere Maßnahmen in der Sporthalle
Die Erneuerung der Beleuchtung und Elektroverteilung erforderte Eingriffe in die Deckenbekleidungen, die daher ausgetauscht wurden. Für den Sportbereich wurden neue energieeffiziente Lichtkuppeln eingebaut, die im Sommer eine Nachtabkühlung des Gebäudes unterstützen.
Zusätzlich erfolgte eine Umstellung der Beheizung von Lüftungsanlagen auf eine Beheizung der Halle und des Gymnastikraums mit Deckenstrahlplatten. Ein statisches Heizsystem mit hohem Strahlungsanteil ermöglicht es, die Raumlufttemperatur um 2°C bis 3°C zu senken, da die angestrahlten Flächen eine behagliche Raumluftqualität gewährleisten.
Es wurden neue energieeffiziente Zu- und Abluftanlagen mit Rotations-Wärmetauscher installiert. Die raumlufttechnische Anlage wurde auf ein hygienisches Minimum reduziert, wobei die erforderliche Heizleistung über Deckenstrahlplatten eingebracht wird.
Klimatische Umgestaltung Parkplatz und Verkehrsanlagen
Die Wegeverbindung zwischen dem Schulgebäude und der nahegelegenen Sporthalle wurde durch die Einführung eines "school-walks" sowohl optisch als auch materiell mit einer "grünen Pflasterung" aufgewertet.
Der funktionale Raum der großen Parkplätze und Verkehrsflächen wurde ökologisch und klimafreundlich umgestaltet. Hierfür wurde eine neue Schul-Sport-Achse geschaffen, die eine klare Verbindung zwischen der Sekundarschule, dem Schwimmbad und der Sporthalle für Fußgänger herstellt. Diese Maßnahme erleichtert Schülern, Lehrern und Besuchern den Zugang zu den Einrichtungen.
Die Gestaltung der Schul-Sport-Achse wurde durch Bäume, Bänke und energieeffiziente Beleuchtung aufgewertet. Zusätzlich wurden vor dem Schwimmbad und der Sporthalle Fahrradparkplätze eingerichtet, inklusive Lademöglichkeiten für Elektrofahrräder und zwei Ladesäulen für Elektrofahrzeuge.
Geplante Maßnahmen zur klimagerechten Gestaltung des Umfeldes
Blaugrüne Parkentwicklung Weiher
Ein bislang vernachlässigter Bereich rund um einen Weiher westlich der Schule soll aktiv in die Entwicklung des Schulumfeldes einbezogen werden. Der Weiher wird entschlammt, um ein Biotop im niederrheinischen Stil zu schaffen. Dadurch entsteht ein Rückzugsort für heimische Flora und Fauna und die Retentionskapazität wird erhöht, was zu einer Risikominderung bei Starkregenereignissen beiträgt. Außerdem wird dann das Regenwasser nicht direkt in den Kanal abgeleitet, was die Grundwasserneubildung fördert. Dieser Bereich soll dann als CO2-Senke fungieren, die Versickerung von Regenwasser ermöglichen und weitere Vorteile für den Klimaschutz bieten. Studien zeigen, dass der Kontakt mit der natürlichen Umgebung die Aktivität und Aufmerksamkeit von Kindern und Jugendlichen steigert. Der Bereich soll in das Schul- und Lehrkonzept integriert werden, mit neuen Wegen, einem Steg und einer Brücke für ökologische und klimabezogene Lehrpfade. Schüler und Bürger sollen über lokale Ökologie, Klimaschutz und Anpassung informiert werden.
Grüner Schulpark
Das blau-grüne Klassenzimmer im Campuspark soll als Bindeglied zum nächsten Abschnitt des Projekts fungieren. Es soll Raum für Unterricht im Freien sowie für die öffentliche Nutzung bieten, einschließlich der Beobachtung von Pflanzen und Tieren am Ufer des Weihers. Diese Einrichtung soll langfristige Veränderungen im Umwelt- und Klimabewusstsein unterstützen.
Maßnahmen wie offene Rinnen und befestigte Flächen mit wasserdurchlässigem Pflaster sollen Oberflächenwasser zum Weiher leiten und Probleme bei Starkregen verhindern. Zudem tragen dann Fassaden- und Dachbegrünungen sowie neue Bäume zum Klimaschutz bei. Ein umgestalteter Schulhof soll eine Vielzahl von Aktivitäten für Pausen und Freizeitgestaltung bieten, darunter digitale Arbeitsbereiche, Spieleinrichtungen und kleine Gärten.
Die Innenhöfe werden mit versickerungsfähigen Belägen und neuen Pflanzflächen ausgestattet. Der Vorplatz der Schule und die Mensaterrasse werden durch Sitzmöglichkeiten und Schattenbereiche attraktiver gestaltet. Um die Nutzung von Fahrrädern zu fördern, werden sichere Fahrradparkplätze in der Nähe der Hauptwegeverbindung installiert.
Fazit
Die jährlichen Treibhausgaseinsparungen im Vergleich zum ursprünglichen Zustand belaufen sich auf mindestens 165 Tonnen CO2-Äquivalent. Nach der Sanierung des Schulzentrums und der Sporthalle wurde der EnEV-Standard "Modernisierter Altbau" um mindestens 60% unterschritten. Damit wurden die Anforderungen des Gutachtergremiums des Förderwettbewerbs KommunalerKlimaschutz.NRW mehr als erfüllt.
Die Maßnahmen dieses Projektes gehen weit über eine energetische Sanierung hinaus und bildet ein integrales Gesamtkonzept, das Nachhaltigkeit, Klimaschutz, Umweltschutz und Anpassung an die Folgen des Klimawandels mit einem pädagogischen Ansatz vereint.
Tag der Architektur
Dieses Projekt kann als Teil des vom Architektenkammer NRW veranstalteten "Tag der Architektur" am 29. Juni von 14 bis 15:30 Uhr besichtigt werden.
Weitere Infos
Projektteam
Kathrin Riekenbrauck, Dipl.-Ing. (FH) Architektin
Karis Schauerte, Dipl.-Ing. (FJ) in der Fachrichtung Architektur
Nina Barzani, Dipl.-Ing. (FH) Architektin
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