Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Die Stadt Kelsterbach beabsichtigte, als Ersatz f\u00fcr die bestehende Karl-Treutel-Grundschule am Standort der Integrierten Gesamtschule in Kelsterbach ein neues Schulgeb\u00e4ude mit Sporthalle f\u00fcr ca. 500 Sch\u00fcler als 5-z\u00fcgige Schule zu errichten und damit einen gemeinsamen Schulcampus zu schaffen.
\nMit dem Neubau der Karl-Treutel-Grundschule in Kelsterbach hat die Stadt Kelsterbach das Ziel verfolgt, ein zukunftsweisendes Schulgeb\u00e4ude mit einem hohen p\u00e4dagogischen, \u00f6kologischen und wirtschaftlichen Anspruch zu realisieren. Hierbei spielten auch die Wirtschaftlichkeit und die Praxistauglichkeit des Energiekonzepts eine wesentliche Rolle.<\/p>\n
Der Neubau der Karl-Treutel-Schule will sich nicht nur p\u00e4dagogisch von konventionellen Schulen abheben, sondern wurde als erste nachhaltige Plusenergieschule mit einem Stromspeicher und thermischen Speichern zum Zwecke der Netzdienlichkeit geplant. Neben diesen anspruchsvollen Zielen wurden Innovationen im Bereich der mechanischen L\u00fcftungsanlagen (Fassadenintegrierte Zulufteinheit mit dezentralen KVS-W\u00e4rmetauschern) angestrebt. Der Geb\u00e4udebetrieb f\u00fcr L\u00fcftung, Heizung, Nachtl\u00fcftung und K\u00fchlung wird hierzu raumweise ausschlie\u00dflich durch diese hierf\u00fcr entwickelten, innovativen dezentralen Fassadenl\u00fcftungsger\u00e4te (FLG) sichergestellt, wobei die Abluft der Tagl\u00fcftung zonenweise platz- und kostensparend \u00fcber eine zentrale Abluftanlage mit W\u00e4rme-\/K\u00e4lter\u00fcckgewinnung (KVS-System) gef\u00fchrt wird. <\/p>\n
Ziel war es, ein Geb\u00e4ude zu schaffen, das den Nutzerinnen und Nutzern nicht nur funktional hochwertige Bedingungen f\u00fcr den Schulalltag bietet, sondern zugleich einen Beitrag zu Ressourcenschonung, Innenraumgesundheit und schadstoffreduzierten Bauweise leistet. Das p\u00e4dagogische Konzept, das eng mit dem architektonischen Konzept verkn\u00fcpft ist, soll den Sch\u00fclerinnen und Sch\u00fclern einen Ort der Zugeh\u00f6rigkeit, Identifikation und r\u00e4umlichen Orientierung bieten. <\/p>\n
Durch einen konsequenten kontinuierlichen Dialog zwischen Nutzer, Bauherr und dem Planungsteam sollte hierf\u00fcr ein alltagstaugliches Schulgeb\u00e4ude entstehen.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten Methoden<\/p>\n
Im Rahmen des Vorhabens wurden folgende Arbeitsschritte bei wesentlichen Themenschwerpunkten durchgef\u00fchrt:<\/p>\n
Hybridgeb\u00e4ude
\nZiel war es, die Schule so zu konzipieren, dass unter den besonderen klimatischen Bedingungen, eine aus \u00f6kologischer und \u00f6konomischer Sicht, optimale L\u00f6sung hinsichtlich der statischen Struktur (Bauart) gefunden wird. Dazu wurde die Wahl der grunds\u00e4tzlichen Konstruktionsart beleuchtet und im Hinblick auf das Kriterium Nachhaltigkeit mittels \u00d6kobilanz bewertet. Die gew\u00e4hlte Fassadenkonstruktion wurde in Zusammenarbeit mit dem Generalunternehmer in der Ausf\u00fchrung weiterentwickelt. Die getroffenen konstruktiven Grundentscheidungen wurden dabei in mehreren Bereichen so weiterentwickelt, dass die Vorteile eines Hybridgeb\u00e4udes in der Ausf\u00fchrung genutzt werden.<\/p>\n
Ressourcenschonender Einsatz von Baustoffen
\nIm Projekt wurden m\u00f6gliche Anwendungsbereiche f\u00fcr Recycling-Baustoffe wie RC-Beton, die auch \u00fcber die bestehenden Vorschriften hinausgehen k\u00f6nnen, identifiziert und durch \u00f6kologische und \u00f6konomische \u00dcberlegungen zur Bewertung der Ergebnisse erg\u00e4nzt.<\/p>\n
Emissionsminimiertes WLAN
\nHierzu wurde zun\u00e4chst in der Planungsphase im Rahmen einer WLAN-Planung die Lage und Anzahl der Access Points ermittelt und nach Fertigstellung die realisierte Funkversorgung im Geb\u00e4ude messtechnisch \u00fcberpr\u00fcft und bedarfsgerecht nachgesteuert. <\/p>\n
Schallschutz\/ Akustik M\u00f6blierung
\nIm Projekt sollen die erh\u00f6hten Anforderungen an die Raumakustik des p\u00e4dagogischen Konzepts und des darauf aufbauenden Raumkonzepts durch eine effiziente Kombination von baulichen schallabsorbierenden Ma\u00dfnahmen und der akustischen Aktivierung von Mobiliar erreicht werden. Dazu wurde das entwickelte schallabsorbierende Deckenfries (\u201eKantenabsorber\u201c) im Labor im Ma\u00dfstab 1:1 \u00fcberpr\u00fcft und optimiert, und es wurden die akustischen Berechnungen und Simulationen verfeinert und hierbei die M\u00f6blierung (feste M\u00f6blierung\/ Einbaum\u00f6bel) im raumakustischen Modell untersucht und bewertet.
\nZur Verifizierung wurden in einem Musterraum im Ma\u00dfstab 1:1 (Nachhallzeit, Schalld\u00e4mmung, Schalldruckpegel) notwendige Akustikmessungen nach Abschluss des Innenausbaus durchgef\u00fchrt. <\/p>\n
Energiekonzept \/Entwicklung Prototyp Fassadenl\u00fcftungsger\u00e4t
\nF\u00fcr die KTS wurde als alternativer L\u00f6sungsansatz zu konventionellen technischen Anlagen ein hoch innovatives L\u00fcftungskonzept mit dezentralen Fassadenl\u00fcftungsger\u00e4ten entwickelt, welches W\u00e4rme-, K\u00e4lte- und Luftversorgung in einem System verbindet. F\u00fcr das Projekt wurde dazu von der Firma BS2 der Prototyp f\u00fcr ein solches Fassadenl\u00fcftungsger\u00e4t (weiter-) entwickelt. Dazu wurden f\u00fcr das Projekt erforderliche Anforderungen durch die Fachplaner mit BS2 abgestimmt und f\u00fcr die Entwicklung vorgegeben. Zudem wurden kalorische und akustische Messungen f\u00fcr den entwickelten Prototyp des Fassadenl\u00fcftungsger\u00e4tes auf den Pr\u00fcfstand durchgef\u00fchrt.
\nIm Anschluss wurden die dezentralen Fassadenl\u00fcftungsger\u00e4te in Raum, Ausbau und M\u00f6blierung eingebunden und entsprechende Details entwickelt.<\/p>\n
Netzdienliches Plusenergiegeb\u00e4ude\/ Energieplanung\/Thermischer Komfort
\nZiel ist den gesamten Prim\u00e4renergiebedarf des Geb\u00e4udes (Haustechnik und nutzerinduzierte Bedarfe) in einer Jahresbetrachtung geringer zu bilanzieren als der durch Eigenerzeugung substituierte Prim\u00e4renergieeinsatz. Die gleiche Anforderung ergibt sich an die CO2-Emissionen. Dazu wurde ein energetisches Pflichtenheft aufgestellt, in dem Mindestanforderungen definiert wurden.
\nZur Sicherstellung des Raumluftkomforts ist eine detaillierte thermisch-dynamische Simulationsrechnung durchgef\u00fchrt worden, um die Sensitivit\u00e4t des sommerlich thermischen Komforts auf unterschiedliche baulich-technische Ma\u00dfnahmen zu untersuchen. Ziel ist, dass eine maximale gewichtete \u00dcberschreitungsh\u00e4ufigkeit \u00fcber einer Empfindungstemperatur von 27 \u00b0C von 100 Kh\/a nicht \u00fcberschritten werden soll.
\nZus\u00e4tzlich wird dem Aspekt der Netzdienlichkeit besondere Beachtung geschenkt. Zun\u00e4chst wird untersucht, wie stark mittels sinnvoll dimensionierter Speicher der Eigenverbrauchsanteil des erzeugten PV-Stroms gegen\u00fcber dem Szenario ohne Speicher gesteigert werden kann. Daf\u00fcr ist eine stundenaufgel\u00f6ste Jahres-Lastkurve des Ensembles aus Schulgeb\u00e4ude und Sporthalle n\u00f6tig, welche auf der Basis thermisch-dynamischer Simulationsl\u00e4ufe des gesamten Geb\u00e4udes und der gesamten Sporthalle sowie der zeitlich sinnvoll verteilten Bilanzsummen der erzielbaren Prim\u00e4renergiebilanz generiert wird.
\nWeiterhin wurden Heiz- und K\u00fchllastverl\u00e4ufe ermittelt und in Kombination mit den \u00fcbrigen Bedarfsverl\u00e4ufen f\u00fcr z.B. Beleuchtung und Luftf\u00f6rderung zur Dimensionierung der Speichertechnologien und f\u00fcr Untersuchungen zur Netzdienlichkeit verwendet. <\/p>\n
Integrale Planung und Qualit\u00e4tssicherung
\nIn der Planungsphase wurde eine modellbasierte Planung realisiert, um die Planungsschnittstellen effizienter zu gestalten. Im Rahmen der Genehmigungs- und Ausf\u00fchrungsplanung wurde der \u201eOpenBIM-Ansatz\u201c weiterverfolgt. Das in Planung und Ausf\u00fchrung verfolgte integrale Konzept wurde in der Bauphase durch Ma\u00dfnahmen der Qualit\u00e4tssicherung fortgef\u00fchrt. Ein besonderer Schwerpunkt lag dabei auf dem Bereich der technischen Anlagen sowie auf der Sicherstellung derjenigen Qualit\u00e4ten, die f\u00fcr Komfort, Energieeffizienz und Nachhaltigkeit im sp\u00e4teren Betrieb von wesentlicher Bedeutung sind. <\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Ressourcenschonende Konstruktion und Gestaltungsqualit\u00e4t:<\/p>\n
Umsetzung Hybridgeb\u00e4ude
\nEin wesentliches Ergebnis des Vorhabens ist die Umsetzung eines hybriden Konstruktionsansatzes, bei dem die eingesetzten Baustoffe entsprechend ihrer jeweiligen konstruktiven, bauphysikalischen, \u00f6kologischen und gestalterischen Eigenschaften differenziert verwendet wurden.
\nIm Zuge der weiteren Planung und Ausf\u00fchrung konkretisierte sich dieser Ansatz jedoch nicht zu einer klassischen Holz-Beton-Hybridbauweise, sondern zu einer Kalksandstein-Beton-Hybridkonstruktion, die gegen\u00fcber dem Stand des Entwurfs in dieser Form weiter pr\u00e4zisiert und qualifiziert wurde.
\nW\u00e4hrend die erforderliche Speichermasse, Robustheit und Aussteifung des Geb\u00e4udes im Wesentlichen durch Stahlbetonbauteile und Kalksandsteinmauerwerk sichergestellt werden, wurde Holz gezielt dort eingesetzt, wo seine Vorteile hinsichtlich Gewichts, Vorfertigung, Raumwirkung und Akustik besonders wirksam sind.
\nDie Verwendung von Holz-Elementdecken im Bereich des Mehrzweckraums hat sich hinsichtlich der Einsparung von Geb\u00e4udeh\u00f6he und der Unterbringung von Installationsebenen ohne Verlust an Raumh\u00f6he bew\u00e4hrt. Durch die Verlegung der Decke konnte der betreffende Geb\u00e4udeteil in einem Zug von oben geschlossen werden. Gleichzeitig vermittelt die sichtbare Holzoberfl\u00e4che im Innenraum ein angenehmes Raumgef\u00fchl und unterst\u00fctzt \u00fcber ihre gelochte Ausbildung zugleich die raumakustischen Anforderungen.<\/p>\n
Auch die Sporthalle wurde mit massiven Deckenelementen aus Holz eingedeckt. Dadurch konnten geringe Aufbauh\u00f6hen zur Einhaltung der Vorgaben des Bebauungsplans bei gleichzeitig maximal nutzbarer Hallenh\u00f6he realisiert werden. Die sichtbaren Holzoberfl\u00e4chen tragen auch hier zur Aufenthaltsqualit\u00e4t bei und erf\u00fcllen zugleich raumakustische Anforderungen.<\/p>\n
Im Innenausbau wurde Holz dar\u00fcber hinaus gezielt bei tragenden und raumbildenden Elementen eingesetzt, etwa bei der Oberlichtkonstruktion in der Aula sowie bei den Absturzsicherungen an den Treppen. Der Einsatz erfolgte dabei nicht allein aus gestalterischen Gr\u00fcnden, sondern auch zur F\u00f6rderung der Behaglichkeit und Materialqualit\u00e4t im Schulgeb\u00e4ude.<\/p>\n
Im Ergebnis zeigt sich, dass abweichend zum geplanten Holz-Beton-Hybridkonzept ein alternativer hybrider Konstruktionsansatz mit Kalksandstein in der Ausf\u00fchrung zum Einsatz kam. Diese Pr\u00e4zisierung erwies sich unter konstruktiven, bauphysikalischen und wirtschaftlichen Gesichtspunkten als folgerichtig. Insbesondere die gezielte Reduzierung schwerer massiver Bauteile zugunsten leichterer, funktional pr\u00e4ziser eingesetzter Konstruktionen sowie die konsequente Vorfertigung und Systematisierung wesentlicher Bauteile haben dazu beigetragen, Materialverbrauch, Bauzeit, Lastabtragung und architektonische Qualit\u00e4t in ein schl\u00fcssiges Gesamtverh\u00e4ltnis zu bringen. <\/p>\n
Erschlie\u00dfung von Ressourceneffizienzpotentialen in Baustoffen\/ ressourcenschonender Einsatz von Baustoffen
\nBereits in der Entwurfsplanung wurden die Einsatzm\u00f6glichkeiten von Recyclingbeton untersucht. Zu diesem Zeitpunkt wurde der Einsatz von R-Beton noch nicht als wirtschaftlich und \u00f6kologisch ausreichend belastbar bewertet und die Verf\u00fcgbarkeit war nur eingeschr\u00e4nkt gegeben. Im weiteren Projektverlauf verbesserten sich jedoch sowohl die Verf\u00fcgbarkeit geeigneter rezyklierter Gesteinsk\u00f6rnungen als auch die Erfahrungen in Beschaffung und Verarbeitung und der Einsatz von RC-Beton bis zu einer Betonfestigkeitsklasse C30\/37 wurde im Rahmen von aktualisierten DIN-Normen geregelt. Dadurch konnte im Rahmen der Ausf\u00fchrung erfreulicherweise ein relevanter Anteil konventionellen Betons durch Recyclingbeton ersetzt werden. Auch im Bereich der mineralischen Erdbaustoffe konnte ein sehr wesentlicher Teil der technisch und logistisch verf\u00fcgbaren Einsatzm\u00f6glichkeiten von Recycling-Baustoffen tats\u00e4chlich ausgesch\u00f6pft werden.<\/p>\n
Das Projekt zeigt damit, dass insbesondere in mineralischen Massenanwendungen bereits heute erhebliche Beitr\u00e4ge zur Ressourcenschonung und Kreislauff\u00fchrung realisierbar sind.<\/p>\n
Auch beim Einsatz von Bewehrungsstahl wurde bereits in der Entwurfs- und Ausf\u00fchrungsplanung besonderes Augenmerk auf m\u00f6gliche Einsparpotenziale gelegt. Konstruktiv und sicherheitsbedingt erforderliche Anpassungen w\u00e4hrend der Ausf\u00fchrung insbesondere aus der Pr\u00fcfstatik, der Erdbebenzone 1 sowie der Rissbreitenbeschr\u00e4nkung in der Sporthalle f\u00fchrten zu einer h\u00f6heren endg\u00fcltigen Materialmenge als zun\u00e4chst angenommen. Im Ergebnis kann zusammengefasst festgehalten werden, dass das Projekt auch im Bereich des Bewehrungsstahls eine ressourcenorientierte Planung und Ausf\u00fchrung verfolgt hat.<\/p>\n
Im Hinblick auf das ganzheitliche Ziel einer Optimierung ressourcenintensiver Materialien ist das Ergebnis somit zwar differenziert, insgesamt jedoch sehr positiv zu bewerten. <\/p>\n
\u00d6kobilanz
\nDie \u00d6kobilanz wurde planungsbegleitend zur Unterst\u00fctzung von konkreten Entscheidungen z.B. im Hinblick auf die Konstruktionsart eingesetzt und im Planungsverlauf fortgeschrieben. Dabei erfolgte eine Trennung zwischen Schule und Sporthalle. Es hat sich gezeigt, wie sensibel die \u00d6kobilanz auf unterschiedliche Modellierungen eines Projekts reagiert und dass bereits kleinere \u00c4nderungen z.B. bei der W\u00e4rmepumpenauswahl oder den Fl\u00e4chen deutlich ergebnisrelevant sind. Erschwerend kam hinzu, dass durch die Entscheidung zur Durchf\u00fchrung ausgew\u00e4hlter Zertifizierungen im Zusammenhang mit der Beantragung von F\u00f6rdermitteln unterschiedliche Rechenregeln der Systeme BNB und QNG zu ber\u00fccksichtigen waren, die auch zu deutlich voneinander abweichenden Ergebnissen gef\u00fchrt haben. <\/p>\n
F\u00fcr die beiden Indikatoren (PENR und Treibhausgaspotenzial) werden die Anforderungswerte unterschritten. F\u00fcr den Indikator Prim\u00e4renergie nicht erneuerbar wird QNG-Premium erreicht, f\u00fcr den Indikator Treibhausgaspotenzial wird QNG Plus erreicht. <\/p>\n
Alltagstaugliches Schulgeb\u00e4ude mit Gestaltungs- und Innenraumqualit\u00e4t:<\/p>\n
Integration des Freiraums in das Schulleben
\nDas Projekt zeigt, dass der Au\u00dfenraum nicht als blo\u00dfe Erg\u00e4nzung des Geb\u00e4udes, sondern als integraler Bestandteil des p\u00e4dagogischen Konzepts verstanden wurde. Schulhof, Marktpl\u00e4tze, Bewegungsfl\u00e4chen, Wegebeziehungen und Aufenthaltsbereiche wurden so angelegt, dass sie das Schulleben aktiv unterst\u00fctzen, den Tagesablauf strukturieren und unterschiedliche Formen von Bewegung, Aufenthalt, Begegnung und informellem Lernen erm\u00f6glichen. Auch die barrierefreie Erschlie\u00dfung und die Verkn\u00fcpfung mit Sporthalle und benachbarter Integrierter Gesamtschule st\u00e4rken die Alltagstauglichkeit des Gesamtensembles.<\/p>\n
Erweiterung der Risikostoffbegrenzung auf die M\u00f6blierung
\nEin besonderer qualitativer Mehrwert des Projekts liegt in der Ausweitung der Anforderungen zur Risikostoffbegrenzung auf die feste und lose M\u00f6blierung. Die Anforderungen an schadstoffarme und emissionsgepr\u00fcfte Materialien wurden damit nicht auf klassische Bauprodukte beschr\u00e4nkt, sondern auf das gesamte Innenraumsystem erweitert. Durch gewerkespezifische Vorgaben, Materialfreigaben, erg\u00e4nzende Nachweise und projektspezifische Pr\u00fcfungen konnte sichergestellt werden, dass auch die M\u00f6blierung zur angestrebten Innenraumqualit\u00e4t beitr\u00e4gt und nicht zu einer nachtr\u00e4glichen Belastungsquelle wird. <\/p>\n
Die nach Abschluss der Innenausbauarbeiten ohne M\u00f6blierung sowie zus\u00e4tzlich nach Einbringung der losen M\u00f6blierung durchgef\u00fchrten Raumluftmessungen zeigen, dass auch die M\u00f6blierung durchaus Einfluss auf die Raumluftqualit\u00e4t hat. <\/p>\n
Akustisches Potential bei der M\u00f6blierungsauswahl
\nDie Auswahl und Ausbildung der M\u00f6blierung wurden nicht nur unter funktionalen und gestalterischen Gesichtspunkten betrachtet, sondern auch unter akustischen Aspekten. Insbesondere in Lernlandschaften, Gruppenr\u00e4umen und offenen Aufenthaltsbereichen beeinflussen M\u00f6blierung, Oberfl\u00e4chen und Raumgliederung die Nachhallzeiten und die Sprachverst\u00e4ndlichkeit wesentlich mit. Durch die bewusste Abstimmung von M\u00f6blierung, Oberfl\u00e4chenmaterialien und raumakustisch wirksamen Bauteilen konnten l\u00e4rmmindernde und raumakustisch g\u00fcnstige Bedingungen unterst\u00fctzt werden.
\nAnforderungen, insbesondere an Sprachverst\u00e4ndlichkeit und Verringerung des Schallpegels, sind in den im Geb\u00e4udekonzept umgesetzten Lernclustern h\u00f6her als im Regelfall, da hier unterschiedliche Unterrichtsmethoden wie Gruppenarbeit oder Einzelarbeit parallel mit Kommunikation auf kurze und lange Distanz sowie mehreren Sprechern gleichzeitig funktionieren muss. Die Nachhallzeit darf hier 0,4 Sekunden nicht \u00fcberschreiten. Dies wird durch die spezielle Anordnung und Verteilung der schallabsorbierenden Fl\u00e4chen (Decke, Seitenw\u00e4nde, Stirnwand) sowie durch akustisch aktiviertes Mobiliar (zum Beispiel Sideboards und Stauf\u00e4cher) erreicht. Insbesondere die Details zur Ausf\u00fchrung des notwendigen Deckenfries haben umfangreiche Abstimmungen zwischen den Projektbeteiligten in der Planungsphase erforderlich gemacht. Durch ausf\u00fchrungsbegleitende Messungen in einem Musterraum konnte die Erreichung der angestrebten Zielwerte belegt werden. <\/p>\n
Emissionsminimiertes WLAN in p\u00e4dagogischer Architektur
\nDas Projekt erf\u00fcllt im Rahmen der tats\u00e4chlichen Umsetzung die wesentlichen Anforderungen an das gesetzte Ziel eines emissionsminimierten WLANs. Die im Projekt durchgef\u00fchrten Messungen und Konfigurationen best\u00e4tigen, dass eine leistungsf\u00e4hige und zugleich bedarfsgerecht abgestimmte WLAN-Infrastruktur umgesetzt wurde. Die Verbindung aus messtechnischer \u00dcberpr\u00fcfung, gezielter Nachjustierung und adaptiver Steuerung begrenzt unn\u00f6tige Funkreserven, ohne die praktische Nutzbarkeit in den Hauptbereichen einzuschr\u00e4nken. <\/p>\n
Transparente und funktionale Gestaltung der Lernh\u00e4user
\nIm Mittelpunkt standen im Planungsprozess die Schaffung zus\u00e4tzlicher Fl\u00e4chen f\u00fcr die Schulkindbetreuung, die Mehrfachnutzung zentraler Bereiche sowie die konsequente Ber\u00fccksichtigung von Inklusion und Barrierefreiheit gemeinsam mit den Nutzern.
\nDie Lernh\u00e4user erhielten nat\u00fcrlich belichtete Atrien, offene Sichtbeziehungen und robuste, nachhaltige Materialien. Besondere Aufmerksamkeit galt der integralen Einbindung der dezentralen Fassadenl\u00fcftungsger\u00e4te und der \u00dcberstr\u00f6melemente in Raum, M\u00f6blierung und T\u00fcrkonstruktionen, sodass technische Anforderungen mit Gestaltungsqualit\u00e4t, Wartungsfreundlichkeit und Alltagstauglichkeit verbunden wurden. Insgesamt konnte so ein wesentlicher Beitrag zu einer gesunden, nachhaltigen und p\u00e4dagogisch qualit\u00e4tsvollen Lernumgebung geleistet werden.<\/p>\n
Zukunftsweisendes und ressourcenschonendes ganzheitliches Energiekonzept:<\/p>\n
Ganzheitliches ressourcenschonendes Energiekonzept
\nF\u00fcr den Plusenergieneubau der Karl-Treutel-Schule in Kelsterbach (KTS) wurde ein ganzheitliches, innovatives Konzept f\u00fcr die Geb\u00e4udekonstruktion, das p\u00e4dagogische Konzept und das Energiekonzept einschlie\u00dflich der erforderlichen technischen Gewerke umgesetzt. Letzteres beinhaltet den netzdienlichen Betrieb einer Eigenversorgung mit PV-Anlagen, Stromspeicher, Luft-W\u00e4rmepumpen, thermischen Speichern und Heizpatronen sowie thermischer Masse. Au\u00dfer Strom werden keine weiteren Energietr\u00e4ger eingesetzt. Ein zentraler Bestandteil dieses Konzepts ist die hybride L\u00fcftung mit dezentralen, in die Fassade integrierten Zuluftger\u00e4ten. <\/p>\n
Der Geb\u00e4udebetrieb f\u00fcr L\u00fcftung, Heizung, Nachtl\u00fcftung und K\u00fchlung wird raumweise ausschlie\u00dflich durch hierf\u00fcr im Projekt entwickelte, innovative dezentrale Fassadenl\u00fcftungsger\u00e4te (FLG) sichergestellt, wobei die Abluft der Tagl\u00fcftung zonenweise platz- und kostensparend \u00fcber eine zentrale Abluftanlage mit W\u00e4rme-\/K\u00e4lter\u00fcckgewinnung (KVS-System) gef\u00fchrt wird. Die Luftf\u00fchrung erfolgt dabei \u00fcberwiegend mit \u00dcberstr\u00f6mungen \u00fcber Flure und Garderoben. Die gesamte Geb\u00e4udetechnik wird von der Geb\u00e4udeautomation gesteuert, in die ein Energiemanagementsystem integriert ist.<\/p>\n
Bei der Entwicklung des Prototyps f\u00fcr die umgesetzten FLGs waren umfangreiche Abstimmungen zur Kl\u00e4rung der notwendigen technischen Anforderungen und die Best\u00e4tigung durch Messungen auf dem Pr\u00fcfstand erforderlich. Eine besondere Herausforderung im Projektverlauf hat die Integration des FLGs in die weitere Fassaden-, Ausbau- und detaillierte M\u00f6blierungsplanung dargestellt. Dazu geh\u00f6rte insbesondere die Abstimmung der Einbausituation des Zuluftger\u00e4ts mit der angrenzenden M\u00f6blierung und die Zug\u00e4nglichkeit f\u00fcr Wartungszwecke (Filterwechsel). <\/p>\n
Netzdienliches Plusenergiegeb\u00e4ude unter Einsatz von Speichertechnologien
\nEin weiterer Schwerpunkt lag auf der Entwicklung eines zukunftsweisenden Energiekonzepts mit Blick auf einen netzdienlichen und ressourcenschonenden Betrieb. Die Kopplung von Energieerzeugung, Verbrauch und Speichertechnologien sollte dazu beitragen, Lastspitzen zu reduzieren, den Eigenverbrauch zu erh\u00f6hen und die energetische Gesamtperformance des Geb\u00e4udes zu verbessern. <\/p>\n
Das umgesetzte baulich-technische Energiekonzept bedingt einen \u00e4u\u00dferst niedrigen spezifischen Prim\u00e4renergiebedarf (spezifischer Prim\u00e4renergiebedarf inkl. nutzerinduzierte Bedarfe: 37,4 kWh\/ [m\u00b2 KGF a]). Die Pr\u00fcfung des Plusenergiekriteriums hat die sehr gute Erreichung des Plusenergiestandards im Rahmen der getroffenen Definition best\u00e4tigt. <\/p>\n
Zur sachgerechten Dimensionierung der elektrischen und thermischen Speicher musste dem Bedarfsprofil des Geb\u00e4udes das Stromangebot aus der PV-Anlage gegen\u00fcbergestellt werden. Die Untersuchungen haben gezeigten, dass sinnvoll dimensionierte Speichersysteme eine Steigerung des Eigenverbrauchsanteils erm\u00f6glichen und dar\u00fcber hinaus in erheblichem Ma\u00dfe netzdienlich sein k\u00f6nnen.
\nDas im Projekt integrierte thermische Management steuert u. a. die W\u00e4rmepumpen, die thermischen Speicher und ein einziges Wasser\/Glykol-System, mit dem haupts\u00e4chlich die Fassadenl\u00fcftungsger\u00e4te mit W\u00e4rme und K\u00e4lte versorgt werden. Weiterhin wurde das System mit einer Taupunktregelung und einer Kondensat\u00fcberwachung erg\u00e4nzt.<\/p>\n
Die tats\u00e4chliche Bewertung dieser Zielerreichung durch das Zusammenspiel der gebauten Speicherdimensionierungen sowie der PV-Anlage wird durch die begleitende Monitoring- und Betriebsphase weiter zu konkretisieren sein, da die Regelstrategien hierzu noch nicht vollst\u00e4ndig implementiert sind. <\/p>\n
\u201eIntegrale Planung\u201c in der Bauausf\u00fchrung und Qualit\u00e4tssicherung:<\/p>\n
Integrales Planungskonzept mit Fokus Bauphase
\nEin wesentliches Ergebnis des Vorhabens ist die konsequente Fortf\u00fchrung des integralen Planungsansatzes in der Ausschreibungs-, Ausf\u00fchrungs- und Bauphase. Die ambitionierten Ziele hinsichtlich Nachhaltigkeit, Gestaltungsqualit\u00e4t, Innenraumgesundheit und Nutzerkomfort wurden nicht nur planerisch formuliert, sondern \u00fcber Vorbemerkungen, Leitdetails, Materialfreigaben und projektspezifische Pr\u00fcfprozesse bis in die Umsetzung abgesichert. Dadurch konnte eine hohe Konsistenz zwischen Planung, Ausschreibung und Ausf\u00fchrung erreicht werden.<\/p>\n
Qualit\u00e4tssicherung mit Schwerpunkt im Bereich der technischen Anlagen
\nDer Qualit\u00e4tssicherung kam insbesondere im Bereich der technischen Anlagen gro\u00dfe Bedeutung zu. Dies betrifft vor allem die Integration und Einregulierung der dezentralen L\u00fcftungsger\u00e4te, die Qualit\u00e4t der Luftf\u00fchrung, die \u00dcberstr\u00f6mungskonzepte sowie die Wechselwirkungen zwischen technischer Ausstattung, Innenausbau und M\u00f6blierung. Gerade in diesen Bereichen zeigt sich, dass die tats\u00e4chliche Funktionsf\u00e4higkeit innovativer L\u00f6sungen nicht allein durch Planung und Einbau gesichert werden kann, sondern einer fortlaufenden \u00dcberpr\u00fcfung und Optimierung bedarf.<\/p>\n
Weiterentwicklung Monitoringkonzept
\nDie Weiterentwicklung des Monitoringkonzepts stellt einen entscheidenden Schritt dar, um die in Planung und Bau gesetzten Ziele im realen Betrieb zu bewerten. Der Fokus liegt dabei sowohl auf dem vielseitigen Einsatz der innovativen fassadenintegrierten Zuluftger\u00e4te als auch auf dem Zusammenspiel der technischen Gewerke im Rahmen der netzdienlichen Fahrweise \u00fcber das Energiemanagementsystem. Das Monitoring dient damit nicht nur der Dokumentation des Erreichten, sondern zugleich als Grundlage f\u00fcr die betriebliche Optimierung und f\u00fcr die Einordnung, inwieweit die ambitionierten Nachhaltigkeits- und Energieziele im Schulalltag tats\u00e4chlich eingel\u00f6st werden.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Das Projekt stie\u00df w\u00e4hrend der rund zweieinhalbj\u00e4hrigen Bauphase auf gro\u00dfes Interesse in der \u00d6ffentlichkeit. Die Projektkommunikation begleitete den Baufortschritt kontinuierlich und nutzte sowohl digitale als auch analoge Formate, um Transparenz zu schaffen und die Schulgemeinde sowie die B\u00fcrgerschaft fr\u00fchzeitig einzubinden.<\/p>\n
Zahlreiche Begehungen durch Stadtverordnete, Gremienmitglieder und k\u00fcnftige Nutzerinnen und Nutzer fanden in regelm\u00e4\u00dfigen Abst\u00e4nden statt. Bereits zu Beginn der Bauma\u00dfnahme wurde mit den k\u00fcnftigen Sch\u00fclerinnen und Sch\u00fclern ein Malwettbewerb veranstaltet, um den Bauzaun mit den Vorstellungen, Erwartungen und Ideen der Kinder an ihre neue Schule zu gestalten. Auf diese Weise wurde das Projekt schon fr\u00fch im Bewusstsein der Schulgemeinde verankert und identit\u00e4tsstiftend begleitet.<\/p>\n
Zus\u00e4tzlich konnten die Bauarbeiten \u00fcber eine eigens eingerichtete Internetseite mit Webcam-Funktion t\u00e4glich von allen Interessierten verfolgt werden. Dadurch war der Baufortschritt fortlaufend \u00f6ffentlich nachvollziehbar. Zum Abschluss des Projektes wurde ein Kurzfilm erstellt, der die gebaute Schule erlebbar macht und die Qualit\u00e4t der Umsetzung transparent darstellt. <\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Nach rund zweieinhalbj\u00e4hriger Bauzeit konnte mit Abschluss der baulichen Umsetzung und Aufnahme des Schulbetriebs eine insgesamt positive Bilanz gezogen werden. Die im Rahmen des Vorhabens verfolgten Zielsetzungen konnten in den wesentlichen Themenfeldern untersucht, planerisch vertieft und mit weitestgehend positiven Ergebnissen in die Umsetzung \u00fcberf\u00fchrt werden. Dies betrifft insbesondere den ressourcenschonenden Materialeinsatz, die hybride Konstruktion, die Innenraumqualit\u00e4t, die Risikostoffbegrenzung, die Qualit\u00e4t des Innenausbaus und der M\u00f6blierung sowie die integrale Verkn\u00fcpfung von Architektur, Technik und p\u00e4dagogischem Konzept.<\/p>\n
Ein wesentliches Ergebnis des Vorhabens ist die Umsetzung eines hybriden Konstruktionsansatzes, bei dem die eingesetzten Baustoffe entsprechend ihrer jeweiligen konstruktiven, bauphysikalischen, \u00f6kologischen und gestalterischen Eigenschaften differenziert verwendet wurden. Hierbei wurde keine klassische Holz-Beton-Hybridbauweise, sondern eine Kalksandstein-Beton-Hybridkonstruktion umgesetzt. W\u00e4hrend sich beim RC-Beton und bei den RC-Erdbaustoffen im Verlauf des Projekts zus\u00e4tzliche bzw. gr\u00f6\u00dfere Umsetzungsoptionen er\u00f6ffneten, wurde beim Bewehrungsstahl deutlich, dass Ressourceneffizienz stets im Spannungsfeld mit Anforderungen an Standsicherheit, Gebrauchstauglichkeit und Genehmigungsf\u00e4higkeit steht. Gerade vor diesem Hintergrund ist die im Projekt erreichte Entwicklung jedoch als sachgerecht und ressourcenbewusst zu bewerten. Die verschiedenen Berechnungsergebnisse der planungsbegleitenden \u00d6kobilanz zeigen die zunehmende Bedeutung von Einzelentscheidungen bez\u00fcglich der Ergebnisse f\u00fcr bestimmte LCA-Indikatoren.<\/p>\n
Besonders hervorzuheben bei der KTS ist, dass die Nachhaltigkeitsziele nicht auf einzelne technische oder energetische Ma\u00dfnahmen beschr\u00e4nkt blieben, sondern in einem ganzheitlichen Ansatz bearbeitet wurden. Durch die Verbindung von Ausschreibungsanforderungen, Materialfreigaben, erg\u00e4nzenden Nachweisen, Messungen und baubegleitender Qualit\u00e4tssicherung konnten die angestrebten Anforderungen an Schadstoffarmut, Innenraumgesundheit, Ressourcenschonung und Nutzerqualit\u00e4t wirksam in die Realisierung \u00fcberf\u00fchrt werden.<\/p>\n
F\u00fcr den Plusenergieneubau der Karl-Treutel-Schule in Kelsterbach (KTS) wurde ein ganzheitliches, innovatives Energiekonzept umgesetzt, dass wirtschaftliche Vorteile gegen\u00fcber konventionellen technischen L\u00f6sungen bietet.
\nBei den eingesetzten FLGs, der thermischen Versorgung und den Betriebsmodi handelt es sich nicht um eine markt\u00fcbliche Standardl\u00f6sung, sondern um eine neue f\u00fcr das Projekt entwickelte und integrativ in Architektur, M\u00f6blierung und Geb\u00e4udetechnik eingebundene Innovation. Der wesentliche Mehrwert dieser umgesetzten Fassadenl\u00fcftungsger\u00e4te liegt darin, dass sie mehrere Funktionen in einem kompakten, fassadenintegrierten System vereinen: Bedarfsgerechte Frischluftversorgung, Heizen und K\u00fchlen. Gleichzeitig bedingt das Energiekonzept einen \u00e4u\u00dferst niedrigen spezifischen Prim\u00e4renergiebedarf (spezifischer Prim\u00e4renergiebedarf inkl. nutzerinduzierte Bedarfe: 37,4 kWh\/ [m\u00b2 KGF a]) und Kosteneinsparungen durch bauliche und technische Vorteile. <\/p>\n
Das entstandene und umgesetzte Energiekonzept bedingt gem\u00e4\u00df den durchgef\u00fchrten thermisch-dynamischen Simulationsrechnungen sowohl einen \u00e4u\u00dferst niedrigen spezifischen Prim\u00e4renergiebedarf (spezifischer Prim\u00e4renergiebedarf inkl. nutzerinduzierte Bedarfe: 37,4 kWh\/ [m\u00b2 KGF a]) als auch weitere wirtschaftliche Vorteile durch Baukosteneinsparungen aufgrund baulicher und technischer Vorteile gegen\u00fcber herk\u00f6mmlichen Standardl\u00f6sungen. Die Pr\u00fcfung des Plusenergiekriteriums hat die sehr gute Erreichung des Plusenergiestandards im Rahmen der getroffenen Definition best\u00e4tigt. Auch das angestrebte Ziel einer BNB-Zertifizierung Bronze und die QNG-F\u00f6rderung wird erreicht. <\/p>\n
Weitere Erkenntnisse und Optimierungspotenziale sind aus der begleitenden Monitoringphase im laufenden Betrieb zu erwarten. Diese wird dazu beitragen, die tats\u00e4chliche energetische Performance, die Funktionsf\u00e4higkeit der technischen Anlagen sowie den Nutzerkomfort weiter zu bewerten und gegebenenfalls nachzusch\u00e4rfen. Insbesondere das Monitoring der Fassadenl\u00fcftungsger\u00e4te ist ein notwendiger und fachlich folgerichtiger n\u00e4chster Schritt, um die im Vorhaben verfolgten \u00f6kologischen und wirtschaftlichen Ziele im Realbetrieb zu \u00fcberpr\u00fcfen.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Zielsetzung und Anlass des Vorhabens Die Stadt Kelsterbach beabsichtigte, als Ersatz f\u00fcr die bestehende Karl-Treutel-Grundschule am Standort der Integrierten Gesamtschule in Kelsterbach ein neues Schulgeb\u00e4ude mit Sporthalle f\u00fcr ca. 500 Sch\u00fcler als 5-z\u00fcgige Schule zu errichten und damit einen gemeinsamen Schulcampus zu schaffen. Mit dem Neubau der Karl-Treutel-Grundschule in Kelsterbach hat die Stadt Kelsterbach das […]<\/p>\n","protected":false},"author":0,"featured_media":0,"template":"","meta":{"footnotes":""},"categories":[],"tags":[62,47,51,52,53],"class_list":["post-26845","projektdatenbank","type-projektdatenbank","status-publish","hentry","tag-hessen","tag-klimaschutz","tag-ressourcenschonung","tag-umweltforschung","tag-umwelttechnik"],"meta_box":{"dbu_projektdatenbank_az_ges":"33093\/02","dbu_projektdatenbank_medien":"","dbu_projektdatenbank_pdfdatei":"","dbu_projektdatenbank_bsumme":"283.750,00","dbu_projektdatenbank_firma":"Stadt Kelsterbach\nMagistrat\nB\u00dcRGERMEISTER","dbu_projektdatenbank_strasse":"M\u00f6rfelder Str. 33","dbu_projektdatenbank_plz_str":"65451","dbu_projektdatenbank_ort_str":"Kelsterbach","dbu_projektdatenbank_p_von":"2019-03-01 00:00:00","dbu_projektdatenbank_p_bis":"2026-01-31 00:00:00","dbu_projektdatenbank_laufzeit":"6 Jahre und 11 Monate","dbu_projektdatenbank_telefon":"06107 773226","dbu_projektdatenbank_inet":"","dbu_projektdatenbank_bundesland":"Hessen","dbu_projektdatenbank_foerderber":"147","dbu_projektdatenbank_ab_bericht":"","dbu_projektdatenbank_ist_nachbewilligung_von":"","dbu_projektdatenbank_hat_nachbewilligung":"","dbu_headerimage_cover":"","dbu_submenu":"","dbu_submenu_position":"","dbu_submenu_entry":[]},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/26845","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/types\/projektdatenbank"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/26845\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":39848,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/26845\/revisions\/39848"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=26845"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=26845"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=26845"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}