Atlas Holzbau. Polytechnische Schule Landeck, AT 2008

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1 Atlas Holzbau 1125 Polytechnische Schule Landeck, AT 2008 Architekten: Architekturbüro Walch ZT GmbH Kög 22, 6600 Reutte Tragwerksplanung: Holzbau Saurer GmbH & Co.KG Lechau 7, 6604 Höfen Ansicht Süd- und Ostseite Ansicht Eingang; Nord- und Ostseite Das Ziel war die Neuerrichtung der Polytechnischen Schule in Passivhausbauweise wobei die Passivhaustechnologie auch in Bezug auf die extrem kurzen Bauzeiten (es kann nur in Sommerferien gebaut werden) einem erfolgreichen Praxistest unterzogen wurde. Das Gebäude fügt sich auch aufgrund der Holzbauweise sehr gut in die Umgebung bzw. in den Hang ein. Die großen und langen Öffnungen lockern den kompakten und großen Baukörper auf. Konstruktion: Konstruktiv gesehen war das besondere an der Realisierung des Projektes eine Fertigteilbauweise mit Elementdecken. Nach den Betonarbeiten kam die Fassade mit eingebauten Fenstern an die Baustelle. Die Fassadenelemente wurden aufgestellt und die Decken eingehängt. Hierbei wurden nicht horizontale sondern vertikale Wandelemente verwendet (siehe Abb.). Mit dieser Bauweise war es möglich, dass der Rohbau in 5 Wochen aufgestellt werden konnte. Ansicht Zugang; links: Volksschule; rechts: Turnsaal Tragstruktur und Gebäudehülle: Zuerst wurde das Fundament und der Keller (Werkstättenbereich) mit den Erschließungskernen betoniert. Der Keller dient gleichzeitig als Fundament für die aufgesetzte 3 geschossige Holzkonstruktion. Die betonierten Erschließungskerne dienen zur Aussteifung des Systems. Kellergeschoss mit Erschließungskernen Anschließend wurden die fertigen Außenwände mit eingebauten Fenstern von der Holzbaufirma an die Baustelle gebracht, aufgestellt und abgestützt. Parallel dazu wurden die Innenwände aufgestellt um die Holzmodul Deckenelemente einhängen zu können. Vertikale Wandelemente Zwischenwände und Einhängen der Decken. Vertikale Fertigteilwand Einhängen der Deckenelemente Energiekonzept: Das Gebäude wurde in Passivhausbauweise errichtet. Es gibt 4 zentrale Lüftungsanlagen mit einem effektiven Wärmerückgewinnungsgrad von >84%. Bei der Heizung handelt es sich um eine Niedertemperaturheizung. Die Beheizung erfolgt teilweise über Heizkörper und über Konvektoren, die seitens der Zuluft zwangsdurchströmt werden. Montage der Fertigteilelemente [saurer] David Allram Wahlseminar Holzbau WS 2009/10

2 Institut für Architekturwissenschaften: Tragwerksplanung und Ingenieurholzbau 1. ARCHITEKTUR Randbedingungen - Strategie - Objektbeschreibung 1.1 Randbedingungen conditions Planungskontext Das gesamte Projekt bestand aus der Neuerrichtung der Polytechnischen Schule und des Turnsaales bzw. der Sanierung der bestehenden Volksschule. Dieser Bericht umfasst ausschließlich die Neuerrichtung der Polytechnischen Schule. Die bestehende Polytechnische Schule wurde abgerissen und Ziel war der Neubau der Schule in Passivhausbauweise. Die Energieversorgung wurde auf erneuerbare Energien umgestellt. Der durch die Passivhausbauweise zusätzlich verursachte Stromverbrauch (Klassenzimmerlüftung) wird durch eine Fotovoltaik CO2-neutral abgedeckt. Städtebauliche Situation Das Areal der Polytechnischen Schule und der Volksschule Landeck liegt im unteren Bereich der Prandtauersiedlung. Erreichbar ist das Grundstück über die Hauptstraße Richtung Stanz und den Leitenweg oder über die Bruggenfeldstraße Brücke über die Sanna und den Prandtauerweg. (steile, sehr enge Straße). Abb. 101: Draufsicht Schulen und Umgebung; [google earth 2010] Anforderungen Anforderung bzw. das Ziel war die Neuerrichtung der Polytechnischen Schule in Passivhausbauweise wobei die Passivhaustechnologie auch in Bezug auf die extrem kurzen Bauzeiten (es kann nur in Sommerferien gebaut werden) einem erfolgreichen Praxistest unterzogen wurde. Ökologische und Innovative Kriterien Die Stadtgemeinde Landeck hat sich entschlossen die Schule nach dem klima:aktiv haus Standard zertifizieren zu lassen. Das bedeutet im Rahmen des Projektes wurde in Zusammenarbeit mit der Programmlinie klima:aktiv die Tauglichkeit des Kriterienkatalogs auf 1

3 ArchitektuR die Anwendbarkeit auf Schulen getestet. Besonders wichtig waren hier auch die ökologischen Vorgaben zur Vermeidung von Innenraumbelastungen, gerade für Schulen ein sehr wichtiges Thema. Weiters wurde die Polytechnische Schule von Energie Tirol mit dem EQ Qualitätssiegel zertifiziert. Abb. 102: Verleihung EQ-Zertifizierung; Abb. 103: Verleihung klima:aktiv Zertifizierung; Durch die Neuerrichtung der Polytechnischen Schule inklusive externem Turnsaal in Passivhausbauweise und Sanierung der Volksschule auf sehr gutes Niedrigenergiehausniveau konnte der Energieverbrauch auf geplante Liter Heizöl abgesenkt werden und das bei einer flächenmäßigen Erweiterung um ca. 1200m². Da der gesamte Schulkomplex auch auf erneuerbare Energie in Form einer modernen Pelletsheizanlage umgestellt wurde ist die neue Energieversorgung aller drei Gebäude völlig CO2-neutral. 1.2 Strategie strategy Gestaltungsintention Das Gebäude fügt sich auch aufgrund der Holzbauweise sehr gut in die Umgebung bzw. in den Hang ein. Die großen und langen Öffnungen lockern den kompakten und großen Baukörper auf. Abb. 104: Ansicht Süd Entwurf Dadurch, dass an diesem Standort schon zuvor eine Schule war, wurde die Kubatur des Neubaus in gewisser Weise vorgegeben. 2

4 ArchitektuR Jedoch wurde der Baukörper nach Westen und Norden vergrößert, weil genug Platz vorhanden war. Im Norden und Süden befinden sich die Klassen, welche durch einen Mittelgang erschlossen sind. Der Mittelgang wird durch zwei Öffnungen von oben bis unten unterbrochen und belichtet. Das Gebäude ist im Norden eingegraben, dass bedeutet, dass man vom Norden ins Erdgeschoss und vom Süden ins Kellergeschoss gelangt. Realisierungsprozess Das besondere an der Realisierung des Projektes war eine Fertigteilbauweise mit Elementdecken. Nach den Betonarbeiten kam die Fassade mit eingebauten Fenstern an die Baustelle. Die Fassadenelemente wurden aufgestellt und die Decken eingehängt. Hierbei wurden nicht horizontale sondern vertikale Wandelemente verwendet (siehe Abb. 105/106). Mit dieser Bauweise war es möglich, dass der Rohbau in 5 Wochen aufgestellt werden konnte. Abb. 105/106: vertikale Wandelemente Rezeption und Bewertung Dadurch das das Gebäude an der Nordseite drei Geschosse und an der Südseite 4 Geschosse aus der Erde ragt, fügt es sich sehr gut in seine Umgebung ein. Die Mittelgangsituation ist in diesem Fall sehr positiv zu bewerten, da der Gang sehr viel natürliches Licht bekommt und auch teilweise durch Öffnungen unterbrochen ist. 1.3 Detaillierte Objektbeschreibung Gebäudetypologie & Erschließung Die Erschließung des Gebäudes befindet sich im Norden von wo man direkt ins Erdgeschoss gelangt. Das Gebäude ist im Norden eingegraben, somit gelangt man von der Straße an der Südseite direkt in den Kellerbereich (Werkstätten). Im inneren ist das Gebäude durch zwei Treppenhäuser im Westen und Osten erschlossen. Die Klassenräume befinden sich im Norden und im Süden, welche durch einen Mittelgang zugänglich sind. Der lange Mittelgang wird durch zwei Öffnungen, welche sich von oben bis unten durchziehen unterbrochen. Weiters ermöglichen die Öffnungen eine gute Belichtung des Ganges. 3

5 ArchitektuR Entwurfs- & Plandarstellungen Abb. 107: Grundriss Kellergeschoss Abb. 108 Grundriss Erdgeschoss Abb. 109 Grundriss 1. Obergeschoss 4

6 ArchitektuR Abb. 110: Grundriss 2. Obergeschoss Abb. 111: Ansichten Abb. 112: Schnitte 5

7 Institut für Architekturwissenschaften: Tragwerksplanung und Ingenieurholzbau 2. SYSTEM Randbedingungen - Strategie - Objektbeschreibung 2.1 Randbedingungen conditions Nutzungsanforderungen Im Gebäude soll ein großzügiger Raumeindruck mit einer Flexibilität in der Nutzung vermittelt werden. Deshalb können die Räume teilweise mit faltbaren Wänden erweitert werden. Auf Auskragungen wurde aufgrund des Konstruktionsaufwandes verzichtet. Hier wurde eine Stütze angebracht. (Eingangsbereich) Abb. 201: Eingangsbereich (Stütze); Systemdimensionen Die Raumhöhen betragen im Kellergeschoss und im Erdgeschoss 3,50m und im 1. und 2. Obergeschoss 3,00m. Die Holzmoduldecken überspannen beim Mittelgang eine Länge von 3,90m und bei den Klassenräumen 7,55m. 1

8 System 2.2 Strategie strategy Tragsystem und Gebäudehülle Zuerst wurde das Fundament und der Keller (Werkstättenbereich) mit den Erschließungskernen betoniert. Der Keller dient gleichzeitig als Fundament für die aufgesetzte 3 geschossige Holzkonstruktion. Die betonierten Erschließungskerne dienen zur Aussteifung des Systems. Abb. 202: Rendering Kellergeschoss Abb. 203 Rendering Erschließungskerne Anschließend wurden die fertigen Außenwände mit eingebauten Fenstern von der Holzbaufirma an die Baustelle gebracht, aufgestellt und abgestützt. Parallel dazu wurden die Innenwände aufgestellt um die die Holzmodul - Deckenelemente einhängen zu können. Abb. 204 Rendering 2

9 System Abb. 205 Rendering Abb. 206 Rendering Mit diesem Schema wurde das gesamte Gebäude in sehr kurzer Zeit errichtet. Der Rohbau des Holzbaues stand bereits nach 5 Wochen. Abb. 207 Rendering Abb. 208 Rendering 3

10 System Abb. 209 Rendering Abb. 210 Rendering Abb. 211 Rendering Abb. 212 Rendering 4

11 System Abb. 213 Rendering Abb. 214 Rendering Die Dämmebene umschließt das gesamte Gebäude. Auch die Erschließungskerne sind in die Dämmebene eingebettet. 2.3 Detaillierte Objektbeschreibung description Bautechnische Beschreibung Das Kellergeschoss (Werkstättenbereich) sowie die beiden Treppenhäuser wurden in Massivbauweise errichtet. Die Fundamentierung erfolgte mit einer Stahlbetonfundamentplatte und Streifenfundamenten. Die Decke zwischen Kellergeschoss und Erdgeschoss wurde ebenfalls in Massivbauweise ausgeführt. Außenwände und Zwischenwände ab dem Erdgeschoss wurden in Holzfertigteilbauweise (Elementbauweise) ausgeführt. Das Flachdach wurde mittels Bitumen- oder Folienbahnen abgedichtet. Das Gebäude wurde in Passivhausbauweise ausgeführt und hat somit Dämmstärken von ca. 30cm. Die Fassade wurde als Hinterlüftete Fassade mit Platten, Holzrostschalungen oä. verkleidet. [alpsolar] Energie Heizung &Lüftung & Warmwasser Heizung: Anstelle der Ölheizung wurde im bestehenden Heizraum eine zentrale Pelletsanlage mit 110 kw errichtet. Diese versorgt die Volksschule, Polytechnische Schule und den Turnsaal mit Wärmeenergie: In der Polytechnischen Schule handelt es sich um eine Niederteperaturheizung (Hzg-VL max. 45 C). Die Beheizung erfolgt teilweise über Heizkörper und über Konvektoren, die seitens der Zuluft zwangsdurchströmt werden. 5

12 System Abb. 215: Pelletsheizung Lüftung: Der Hygienische Mindestluftwechsel beträgt 30 m³/h und Person. Für die Polytechnische Schule und den Turnsaal gibt es 4 zentrale Lüftungsanlagen mit einem effektiven Wärmerückgewinnungsgrad von >84%. Die Lüftungsanlage ist CO2 gesteuert mit variablen Einzelluftmengen. Die Vorteile sind ein idealer Feuchtigkeitshaushalt, beste Luftqualität, 75% Energieeinsparung durch Reduktion der Gesamtluftmengen und hohe Kosteneinsparung durch minimale Kanalquerschnitte bzw. Kanallängen. [alpsolar] Abb. 215: Lüftungszentrale Warmwasser: Die dezentrale Warmwasserbereitung erfolgt mittels Kleinspeichern in den Naßräumen und Werkstätten. Allerdings gibt es in den Klassen kein Warmwasser. 6

13 Institut für Architekturwissenschaften: Tragwerksplanung und Ingenieurholzbau 3. KONSTRUKTION Randbedingungen - Strategie - Objektbeschreibung 3.1 Randbedingungen conditions Bauordnung / Normen Als Grundlage für die Planung dienten die Tiroler Bauordnung und alle gültigen, einschlägigen Normen. Bauindustrie / Infrastruktur Im Zuge der Ausschreibung wurden örtliche und regionale Firmen beschäftigt. Transport / Baustellenorganisation Die fertigen Wände von Holzbau Saurer wurden mit dem LKW direkt an die Baustelle gebracht. Dadurch war eine sehr kurze Bauzeit möglich. Ökologie / Ökonomie Das Ziel war das Gebäude in Passivhausqualität zu errichten. Es wurde darauf geachtet das Gebäude mit natürlich gewachsenen bzw. wieder verwertbaren Materialien zu erbauen (Hanfdämmung, Holz). 3.2 Strategie strategy Bauweise / Elementierung Das Fundament besteht aus einer Stahlbetonplatte und Streifenfundamenten. Der Keller und die Erschließungskerne wurden auch massiv ausgeführt. Abb. 301: Kellergeschoss Auf den Keller wurden drei weitere Geschoße in Holzfertigteilbauweise aufgesetzt. 1

14 Konstruktion Abb. 302: Holzfertigteile/Moduldecke Herstellung / Vorfertigung Die Holzfertigteile wurden bei Fa. Holzbau Saurer gefertigt und mit dem LKW an die Baustelle gebracht. Durch die Vorfertigung konnte die Bauzeit sehr gering gehalten werden. 3.3 Detaillierte Objektbeschreibung description Fundament /Keller Das Fundament besteht aus einer Stahlbetonplatte und Streifenfundamenten. Der Keller und die Erschließungskerne wurden auch massiv ausgeführt, weil das Gebäude in den Hang gebaut wurde. Abb. 303: Rendering Kellergeschoss Auf das 30cm Stahlbetonfundament wurden weiters eine 8cm Schüttung eine 10cm Dämmung und der Estrich aufgebracht. Auf die 25cm Keller-Außenwand wurden noch 30cm Dämmung und Fassadenplatten angebracht. Die Erschließungstürme sind voll in die thermische Hülle integriert und dienen auch zur Aussteifung des gesamten Gebäudes. 2

15 Konstruktion Abb. 304: Rendering Erschließungstürme Außenwände Die Außenwand besteht aus einer gedämmten 20cm Holz- Pfosten-Riegel Konstruktion mit zusätzlich 20cm Dämmung, einer Hinterlüftungsebene und der Fassadenlattung. Abb. 305: Außenwand Fertigteile [saurer] Geschoßdecken Die Geschoßdecken bestehen aus Holz-Moduldecken, welche in die Außenwand eingehängt wurden. Abb. 306: Rendering Außenwand Innenansicht 3

16 Konstruktion Abb. 307: Rendering Außenwand Moduldecken Abb. 308: Rendering Außenwand Moduldecken Abb. 309: Rendering Außenwand Moduldecken Abb. 310: Rendering Außenwand Moduldecken 4

17 Konstruktion Fußbodenaufbau Auf die Holz-Moduldecken kommt eine 1,8cm OSB Platte, 4cm Trittschalldämmung, 6cm Estrich und der Bodenbelag. Abb. 311: Rendering OSB Platten Abb. 312: Rendering TSD Abb. 313: Rendering Estrich Abb. 314: Rendering Belag 5

18 Quellen: Architekturbüro Walch ZT GmbH Kög 22, 6600 Reutte [saurer] Holzbau Saurer GmbH & Co.KG Lechau 7, 6604 Höfen [google earth 2010] Google Earth 2010 [alpsolar] Alpsolar Klimadesign Theresienstr. 49/1, 6020 Innsbruck