Lernen im nachhaltigen Schulgebäude

Der Neubau der Fuchshofschule im KfW-55-Standard bietet auf drei Geschossen Platz für über 600 Kinder, Lehrerinnen und Lehrer. Beim Entwurf orientierte sich das Architekturbüro „VON M“ am Aussehen eines gefüllten Bücherregals und setzte diese Idee in Form eines langgestreckten, dem Grundstück angepassten  Neubaus in Holz-Beton-Hybridbauweise um. Die Decken des Gebäudes kragen an allen Seiten gleichmäßig aus und bilden dabei umlaufende Fluchtbalkone. Gegenüber den oberen Stockwerken ist das Erdgeschoss leicht zurückgesetzt und gliedert sich in zwei gegeneinander verschobene Gebäudehälften. So entstehen zwei überdachte Vorhöfe. Der eine dient als geschützte Pausenzone, unter dem zweiten führt der Schulweg zum Haupteingang in der Gebäudemitte.

Der Werkstoff Holz und Holzwerkstoffe wurden beim Bau der Fuchshofschule in vielen Bereichen eingesetzt: an den Fassaden, im Decken- und Dachaufbau und bei der Dämmung 
Foto: Gutex/Martin Granacher

Eine zentrale Erschließungshalle gliedert den Baukörper im Erdgeschoss in zwei Trakte: einen westlichen mit Verwaltungs- und Lehrerräumen sowie einer Bibliothek und einen östlichen, wo die Mensa mit angeschlossener Küche zu finden ist. Eine breite Treppe führt in die oberen Geschosse. Zu beiden Seiten des verglasten Atriums wurde dort ein pädagogisches Raumkonzept mit „Lernclustern“ realisiert. Insgesamt beherbergen die beiden Obergeschosse 22 Unterrichts- und drei Mehrzweckräume, sechs Kleingruppen- und Kursräume sowie acht Betreuungsräume, einen Therapiebereich und Nebenräume. Zwei überdachte Innenhöfe versorgen die Flure und Gemeinschaftszonen mit Tageslicht.

 

Material- und Nachhaltigkeitskonzept

Die Stadt Ludwigsburg als Bauherrin des Schulgebäudes hat das Ziel ausgegeben, die neue Schule als möglichst nachhaltiges und kreislauffähiges Gebäude zu realisieren. Im Wettbewerb war damit der Wunsch verbunden, vorzugsweise Holz und Materialien aus nachwachsenden Rohstoffen einzusetzen. Das Resultat ist ein Skelettbau, der kreuzförmige Stützen mit Haupt- und Nebenträgern aus Brettschichtholz sowie Brettsperrholzplatten als Decken- und Dachelemente kombiniert. Der aussteifende Erschließungskern und das Untergeschoss sind aus Stahlbeton gebaut.

 

Flachdach mit Holzfaserdämmung

„Im Fokus standen neben einer nachhaltigen Tragkonstruktion auch nachhaltige Aufbauten mit möglichst vielen Bauteilen aus nachwachsenden Rohstoffen“, erklärt Architekt Matthias Siegert, Geschäftsführern des mit dem Projekt betrauten Büros VON M Architekten. „Aus diesem Grund wurde im Flachdachaufbau eine mehrlagige Dämmschicht mit den Dämmplatten „Gutex Multitherm“ integriert, die aus bauphysikalischen Gründen mit einer zusätzlichen Gefälledämmung überdämmt wurde“, sagt Matthias Siegert. Der Bemessungswert der Wärmeleitfähigkeit der Dämmplatten beträgt 0,042 W/mK.

Die Holzfaserdämmplatten „Gutex Multitherm“ werden direkt auf der Dampfbremse verlegt. Nut und Feder-Kanten erleichtern die Verarbeitung
Foto: Gutex/Martin Granacher

Die bauphysikalische Planung erfolgte gemeinsam mit Steffen Blessing, beratender Ingenieur und Gesellschafter des Büros „Bauphysik 5“. Die aus Holzfasern hergestellte Flachdachdämmplatte von Gutex ermöglicht durch eine hohe Wärmespeicherkapazität einen guten Hitzeschutz. Sie ist baubiologisch unbedenklich und mit dem Umweltsiegel „natureplus“ zertifiziert.  Mit ihrem einschichtigen und homogenen Rohdichteprofil eignet sich die druckfeste, winddichte, hydrophobierte und feuchterobuste Dämmung außerdem als stabile Basis für einen Gründachaufbau. „Damit ist sie die geeignete Wahl für das Anforderungsprofil der Stadt Ludwigsburg an den Dachaufbau ihres ökologischen Schulgebäudes“, ist Architekt Siegert überzeugt.

 

Zum Großteil nachhaltig unter dem Gründach

Der Dachaufbau des Schulgebäudes basiert auf einer Tragkonstruktion aus 120 mm dicken Brettsperrholzelementen auf 360 x 480 mm großen Brettschichtholz-Hauptträgern. Jeweils 5 mm Trennlage und Dampfbremse bereiten den Untergrund für die Holzfaserdämmung vor. Um die gewünschte, mittlere Aufbauhöhe von 150 mm zu erreichen, wurde die 100 mm dicke Dämmplatte „Gutex Multitherm“ teils einlagig, in einigen Bereichen zweilagig und an der höchsten Stelle des Daches sogar dreilagig verlegt. Dazu wurden die mit Nut- und Federkanten ausgestatteten, maßgenau gelieferten Platten fugendicht verlegt und vor Ort bei Bedarf mit Säbelsägen zugeschnitten.

Maßgerecht angepasst werden die Platten mit der Säbelsäge direkt vor Ort
Foto: Gutex/Martin Granacher

Verlegt wurde die Dämmung entsprechend den Verarbeitungsrichtlinien im Verband. Nach dem Fixieren der Dämmstofflagen wurden diese sofort mit einer 5 mm dicken Dampfbremslage abgedeckt. Diese wurde mechanisch fixiert. Komplettiert wurde der Gründachaufbau durch eine 190 mm dicke Ge­­fälledämmung aus Polyurethan-Hartschaum. Darüber wurde eine Trennlage aus Glasvlies und eine 2 mm dicke Folienabdichtung (FPO) verlegt. Über einem Schutz- und Speichervlies folgte ein 25 mm dickes Drain- und Wasserspeicherelement, ein Filtervlies sowie eine 100 mm dicke Vegetationssubstratschicht.

Um eine mittlere Dämmstärke von 15 cm zu erreichen, werden die Platten teils einlagig, in einigen Bereichen zweilagig und an der höchsten Stelle sogar dreilagig verlegt
Foto: Gutex/Martin Granacher

Die PU-Hartschaumdämmung wurde nach einem Gefälledämmplan entsprechend der Verarbeitungsrichtlinien verlegt, um die bauphysikalischen Anforderungen des Flachdachaufbaus zu erfüllen. Auf der fertigen Dachfläche verteilte, aufgeständerte PV-Module tragen zur Energieversorgung der Schule bei. Die drei Atrien des Neubaus, Glasdächer auf Brettsperrholzkassetten, tragen wesentlich zu einem freundlichen, hellen Ambiente im Gebäudeinneren bei.

Robuste Lösung mit hybridem Flachdachaufbau

Grundsätzlich lässt sich auch eine Holzfaserdämmung als Gefälledämmung zuschneiden; allerdings ist dies deutlich aufwändiger als bei den im Markt gängigen Lösungen mit PU-Dämmstoff. Zudem werden mit der Hybridlösung zwei bauphysikalische Ziele erreicht: Sowohl hygrothermisch als auch brandschutztechnisch hilft der hybride Aufbau, die entsprechenden Anforderungen einfach zu erfüllen, unter Einbeziehung der hohen Wärmespeicherfähigkeit von Holzfaserdämmung sowie einer deutlich verbesserten Nachhaltigkeit, die sich durch den Einsatz der natürlichen Ressource Holz ergibt.

Da die äußere Dachhaut kein Feuchteabgabepotential nach außen aufweist, wirkt sich diese Art der bauphysikalischen Problemlösung – also die Verwendung einer außenseitigen, PU-basierten Gefälledämmung auf der Holzfaserdämmplatte – ausschließlich positiv aus: Das Temperaturniveau in der Übergangsebene kann deutlich gesteigert werden und die bauphysikalische Nachweisführung lässt sich mit dem instationär rechnenden Software-Tool „WUFI“ des Fraunhofer-Instituts für Bauphysik IBP durchführen. Gutex bietet dies beispielsweise als orientierende Serviceleistung für Planer und Ingenieurbüros an. Mehr dazu erfahren Sie im Interview mit Dipl.-Ing. Rainer Blum, Leiter der Gutex-Anwendungstechnik.

 

Decken- und Bodenaufbau mit Holzfaserdämmung

Der Deckenaufbau der Fuchshofschule entspricht im Grundsatz dem Basisaufbau der Dachkonstruktion. Dabei werden Hauptträger aus Brettschichtholz mit Maßen von 360 x 480 mm mit Querträgern und 120 mm starken Brettsperrholzplatten kombiniert. Eine abgehängte ­Decke mit einer schallabsorbierenden Einlage aus Holzfaserdämmstoff und mineralisch gebundenen Holzwolle-Akustikplatten als Untersicht sorgt für optimale Akustik. Der Fußbodenaufbau wurde mit der druckfesten Holzfaserdämmplatte „Gutex Thermosafe-wd“ und der Trittschalldämmplatte „Gutex Thermofloor“ umgesetzt.

 

Flexible Konstruktion für veränderbare Grundrisse

Dank der tragenden Holz-Stahlbeton-Skelettkonstruktion des Schulgebäudes war es möglich, die Außenwände als nichttragende Holzrahmenelemente zu gestalten. In die komplett vorgefertigten Bauteile, insgesamt 60 Elemente, hatte der Holzbaubetrieb vorab auch die Fenster, den Sonnenschutz und alle Anschlussdetails an andere Bauteile integriert. Die Tragkonstruktion dieser ­Wandelemente besteht aus einem Holzständerwerk, das mit flexibler Holzfaser­dämmung gefüllt wurde. Raumseitig wurde das Ständerwerk mit einer Dampfbremsschicht und Gipsfaserplatten ausgestattet. Die  Fassadenkonstruktion an der Außenseite basiert auf einer Ebene aus Holzfaserdämmplatten, darauf angebrachten schwarzen Fassadenbahnen und schließlich  einer vorvergrauten, hinterlüfteten, vertikalen Leistenschalung auf einer Unterkonstruktion. Die nichttragenden Innenwände sind Trockenbaukonstruktionen und teilweise gleitend gelagert: Querwände lassen sich unkompliziert versetzen. Auf diese Weise wird das pädagogische Raumkonzept der „Lerncluster“ in die architektonische Praxis übersetzt.

Die komplett vorgefertigten Außenwände bestehen aus insgesamt 60 Elementen. Auch die Fenster, der Sonnenschutz und alle Anschlussdetails an andere Bauteile wurden schon im Werk integriert

Foto: Gutex/Martin Granacher

Die veränderbare Grundrissstruktur trägt wesentlich zum Nachhaltigkeitskonzept der Fuchshofschule bei, ebenso wie der großflächige Einsatz des nachwachsenden Baustoffs Holz. In Kombination ist in Ludwigsburg eine bemerkenswerte Bildungsarchitektur entstanden. Das robuste Schulgebäude soll Lernenden wie Lehrenden ein optimales Raumklima bieten. Zukunftsweisend ist auch die kreislauffähige Bauweise: Die Bestandteile des Bauwerks werden weit über dessen Lebenszyklus hinaus verwendbar bleiben – für eine generationenübergreifende Wiedernutzung, die auch in ferner Zukunft den hohen Ansprüchen an Nachhaltigkeit gerecht werden kann.

Autor

Clemens Jesenitschnig ist verantwortlich für die Unternehmenskommunikation bei Gutex in Waldshut-Tiengen.