VOLKSSCHULE HAUSMANNSTÄTTEN - Praxisbeispiel

VOLKSSCHULE HAUSMANNSTÄTTEN - Praxisbeispiel

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VOLKSSCHULE HAUSMANNSTÄTTEN Praxisbeispiel Die neue Volksschule liegt in unmittelbarer Nachbarschaft des Hauptschulgebäudes, wodurch die bestehende Turnhalle und die Sportanlagen gemeinsam genutzt werden können. Bemerkenswert ist der neu angelegte Zugangsweg entlang des Baches und fern der Durchzugsstraße, wodurch den Kinder ein geschützten “Fußweg” zur Schule geboten wird. Gleichzeitig konnte dadurch, das verstärkte Verkehrsaufkommem durch Fahrdienste der Eltern auf den bestehenden örtlichen Parkplatz konzentriert werden.

Neubau einer Volksschule als “Niedrigst-Energie-Gebäude”. Ein innovatives Energiekonzept, in Kombination mit der behutsamen Einbindung in die bestehende Ortsstruktur und den Landschaftsraum sowie der spielerische Umgang mit multifunktionalen Begegnungszonen und großzügigen Bewegungsflächen, zeichnen dieses Projekt aus. October 2013 Foto: Paul Ott

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Volksschule Hausmannstätten Name: Volksschule Hausmannstätten Bauherr: Marktgemeinde Hausmannstätten Architektur: .tmp architekten Neubau/Sanierung: Neubau Nutzung: Volksschule mit Tagesbetreuung Ort: Hausmannstätten i.d. Stmk, Österreich Klima: gemäßigtes Übergangsklima Beheizte Fläche: 2.300 m2 (BGF) Gesamtbaukosten: 1.521 Euro/m² (BGF) Auszeichnungen: GerambRose 2012 , Landesarchitekturpreis 2013, Award Bessere Lernwelten 2013 Info: www.nextroom.at Neubau einer Volksschule mit Tagesbetreuung im Niedrigstenergiehausstandard. Energieeffiziente Architektur ist kombiniert mit der Wärmeversorgung duch die regionale Biomasse-Nahwärme, einer zentralen Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung sowie einer automatischen Tageslichtsteuerung. Allgemein

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Planung/Entwurf: “Niedrigstenergiegebäude” Bauweise: Stahlbetonkonstruktion mit vorgefertigter hinterlüfteter Holzfassade U-Werte W/m2K: Außenwand 0,22; Dach 0,17; Fenster 1,00 Luftdichtheit: n50 =1,50 1/h (Energieausweis) Lüftung: zentrale Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung Passive Energiestrategien Winter: sehr guter Wärmeschutz, Wärmebrückenvermeidung, solare Gewinne über große Glasflächen Passive Energiestrategien Sommer: außenliegende automatisch gesteuert Verschattung mit Blendschutz ARCHITEKTUR Primärenergiebedarf: 91,9 kWh/m2a Endenergiebedarf: 54,4 kWh/m2a CO2 Emissionen: 11,36 kg CO2/m2a (beinhaltet Heizung, Warmwasser und Beleuchtung ) Energieeffizienzklasse: A (OIB 2007) Umrechnung Endenergiebedarf laut Energieausweis OIB 2007 auf Primärenergiebedarf und CO2-Emission mittels Konversionsfaktoren.

ENERGIE Quellen: Biomasse -Nahwärme, Erdwärme Nahwärme Anschlussleistung: 80 kW Leistung Erdwärme: ca. 40 kW Jährlicher Ertrag aus erneuerbarer Energie: - Nahwärme ca. 125.000 kWh/a - Erdkollektoren ca. 30.000 kWh/a 100% Abdeckung des Energiebedarfs für Heizung. Auf die geplante PV-Anlage wurde zugunsten der Tageslichtsteuerung verzichtet. ERNEUERBARE ENERGIE

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ALLGEMEIN Name: Volksschule Hausmannstätten Nutzung: Volksschule mit Tagesbetreuung Nutzer: 11 Klassen mit 220 Schülern und 25 Pädagogen Baujahr: 2011 Neubau/Sanierung: Neubau Eigentümer: Marktgemeinde Hausmannstätten Baukörper: Das Gebäude ist ein 3-geschossiger, freistehender Baukörper mit einer kompakten rechteckigen Form. Die bestehende Böschungskante wird durch das 2-seitig erdumschlossene Untergeschoß aufgenommen. Gebäude Volksschule Hausmannstätten

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ALLGEMEIN Beschreibung: 11-klassiges Volksschule mit Tagesbetreuung. Das Gebäude verbindet ein strenge kompakte äußere Form mit einer offenen inneren Struktur. Fläche und Volumen: Nutzfläche: 1.912 m2 Bruttogeschoßfläche: 2.300 m2 Beheizte Fläche: 2.300 m2 Gekühlte Fläche: 2.300 m2 Fassadenfläche: 1.281 m2 Verglaste Fläche: 564 m2 Geschosshöhe: 3,65 - 4,25 m Bruttovolumen: 8.943 m3 Besonderheiten: Ein innovatives Raumkonzept mit einer großzügigen multifunktionalen Erschließungstopografie , vielfältige Sichtverbindungen und Lichtzylinder und die Integration von Außenräumen als „Freiluftklassen“ schaffen ein anregendes Lern-Umfeld.

GEBÄUDE ORT Standort: Hausmannstätten in der Stmk, Österreich Einwohner: 2.851 Lage: Hausmannstätten ist eine Umlandgemeinde , 8 km südlich von Graz. Die neue Volksschule befindet sich im Ortszentrum in unmittelbarer Nachbarschaft der Hauptschule. Lokale Energieressourcen: Biomasse - Heizwerk (seit 2012) Heizwerk mit 2 Heizkessel: gesamt 5.000 kW zur Wärme- und Stromerzeugung. Foto: Paul Ott

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ALLGEMEIN Beschreibung: Übergangsklima zwischen Mediterranem-, Alpen- und Pannonischem Klima mit niederschlagsreichen Sommern und schneearmen Wintern. Talbeckenlage mit Hochnebel im Winter. Heizgradtage (12/20): 3.123 Kd Kühlgradtage (18,3/18,3): 78 Kd Jährliche Sonnenstunden: 1773 h (Flughafen Graz) Jahresmitteltemperatur : 10,5° Globalstrahlung: 1.183 kWh/m² Mittlere Globalstrahlung Sommer: 866 kWh/m2 Mittlere Globalstrahlung Winter: 317 kWh/m2 (Quellen: ZAMG, Klimadaten bmwfj, Land Stmk) KLIMA Kd (20/12): Kelvin*Tage , ist die Einheit der Heizgradtage. Die Heizgradtage HGT sind die über alle Heiztage eines Jahres (Heizsaison) gebildete Summe der täglich ermittelten Differenz zwischen Raumlufttemperatur +20° und der mittleren Tagesaußentemperatur. Die Heizsaison ist definiert durch die Anzahl der Tage, an denen die mittlere Tagesaußentemperatur unter +12° liegt.

Bauherr: Schulbau-KG Marktgemeinde Hausmannstätten Architektur: .tmp architekten Baufirma: Arge PORR GmbH/Gebrüder Haider&co, Strabag AG, MA.TEC Stahl- und Alubau Gmbh, Holzbau Unterstützende Akteure: Dr. Tomberger ZT (Bauphysik) Ing. Buchgraber Gmbh (HLS Planung), TB Ing. Hammer Gmbh (Elektroplanung) Auszeichnungen: - Landesarchitekturpreis 2013 - GerambRose 2012 - Award “Bessere Lernwelten” 2013 AKTEURE & AUSZEICHNUNGEN .tmp architekten © larry williams

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ALLGEMEIN Gesamtbaukosten: 3,5 Mio. Euro (inkl. EE) 1.521 Euro/m² (BGF) Kosten erneuerbare Energiesysteme: - Nahwärmeanschluss : 23.000 Euro - Tiefenbohrungen: 35.000 Euro Finanzierung: Finanzierung über öffentliche Landesmittel und Darlehen KOSTEN & FINANZIERUNG Planungs- und Umsetzungsprozess: Hausmannstätten wollte als Klimaschutzgemeinde seine Vorreiterrolle mit dem Bau einer Schule im Niedrigstenergiegebäudestandard “sichtbar” machen. Im Laufe des Umsetzungsprozesses wurden die ursprünglich geplanten “sichtbaren” Komponenten, wie eine PV- und Solaranlage, aufgrund detaillierter Effizienzbetrachtungen, zugunsten weniger sichtbarer, wie die Tiefenbohrungen, die 3-fach Verglasung und der Lichtsteuerung ersetzt.

UMSETZUNG

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ALLGEMEIN Nutzerverhalten: Eine Einschulung in die Abläufe der Tageslichtsteuerung und der Lüftungsanlage wurde für das Lehrpersonal durchgeführt. Der Hausbetreuer wurde in die Bedienung der gesamten Haustechnik eingeschult und ein eigenes Benutzerhandbuch erstellt. Bei Bedarf kann die Anlage per “Fernwartung” durch den zuständigen Gemeindebediensteten gesteuert werden. Nutzer-Feedback: Die Überwachung und Wartung der haustechnischen Anlage mittels PC hatte anfangs einiger Gewöhnung bedurft.

NUTZER Energie Monitoring: derzeit nicht vorhanden Komfort Monitoring: CO2 – Temperatur- Feuchtigkeits – Sensoren wurden in allen Klassenräumen installiert. MONITORING

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ARCHITEKTUR Planungsansatz: “Niedrigstenergiegebäude” Strategie: Berücksichtigung von “energierelevanten Aspekten” bereits bei der Wettbewerbsausschreibung Motivation: Hausmannstätten ist eine Klimaschutzgemeinde – mit dem Schulprojekt sollte diese Vorreiterrolle sichtbar gemacht werden. Schwerpunkte: Integration in den Landschaftsraum und die Schaffung von anregenden Lernwelten durch spannungsreiche Architektur. Bei der Planung eines Schulgebäudes oder Kindergartens in “Passivhausbauweise “ wird oft zugunsten der kompakten Form und auf Kosten von spannenden Freiräumen entschieden. In diesem Projekt ist es gelungen, beide Aspekte sinnvoll miteinander zu vereinen.

PLANUNG/ENTWURF Volksschule Hausmannstätten Bauweise: Stahlbetonkonstruktion mit vorgefertigter hinterlüfteter Holzfassade. Die ursprünglich geschlossen geplanten Loggien wurden aus Kostengründen offen gelassen (Freiluftklassen). Tageslichtkonzept: Großflächige Glasflächen in den Klassenräumen, Lichtdurchläße und Lichtzylinder optimieren die Tageslichtnutzung. Außerdem wurde ein Tageslichtkontrollsystem (FA Zumtobel), mit einer Wetterstation auf dem Dach, installiert.

KONSTRUKTION

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ARCHITEKTUR Außenwand: Stahlbetonwand, gedämmt mit 14 cm mineralischen Fassadendämmplatten, vorgehängte hinterlüftete Holzfassade U-Wert: 0,22 W/m2K (max. Wert lt. OIB 0,35 W/m²K) Flachdach: Warmdachkonstruktion – Stahlbetondecke mit 30 cm EPS-Dämmung und Kiesschüttung U-Wert: 0,17 W/m2K (max. Wert lt. OIB 0,20 W/m²K) Erdberührter Fußboden: Fundamentplatte mit 8 cm gebundener Schüttung, 8 cm EPS-Dämmung und 6 cm Trittschalldämmung U-Wert: 0,34 W/m2K (max. Wert lt. OIB 0,40 W/m²K) Fenster: 3- Scheibenverglasung , beschichtet Ug = 0,7 W/m2K, Alurahmen gedämmt U-Wert: 1,0 W/m2K (max. Wert lt. OIB 1,40 W/m²K) Wärmebrücken: Bei der Entwicklung der Fassadenkonstruktion wurde auf größtmögliche Wärmebrückenfreiheit geachtet.

Speichermassen: Die Stahlbetonwandteile und die massiven Decken und Betonstützen bieten die nötige Wärmespeichermasse. DETAILS Winter: Große Glasflächen in den Klassenräumen und Oberlichten maximieren die solaren Einträge und Lichtgewinne. Sommer: Tageslichtgesteuerte, außenliegende Verschattung mit Blendschutz Eigenverschattung durch Auskragungen im Untergeschoss. Sonnenschutzglas bei der Dachverglasung. PASSIVE ENERGIESTRATEGIEN Foto: Paul Ott

ARCHITEKTUR Wasser: ein Hochwassserrückhaltebecken wurde für den nahegelegenen Fluss installiert. Abfall: Vermeidung von PVC für Fenster, Türen und im Innenausbau. Die Entscheidung für die Holzfassade wurde aufgrund von ökologischen Aspekten und der längeren Lebensdauer gegenüber einem Vollwärmeschutz getroffen. UMWELT Innovative Technologien: Automatisierte Tageslichtsteuerung mit Wetterstation am Dach (FA Zumtobel) Durch die automatisierte Steuerung der Beleuchtung in Abstimmung mit der Steuerung des Sonnenschutzes können die laufenden Betriebskosten gesenkt und der sommerlichen Überwärmung entgegengewirkt werden.

Prognostizierte jährliche Kosteneinsparung: 2.268 Euro INNOVATIONEN Lüftung: mechanisch Luftwechselrate: nL=1,20 /h Luftdichtheit: n50=1,50 1/h (Energieausweis) System: Zentrale kontrollierte Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung Wärmerückgewinnungsgrad 80% (Rotationswärmetauscher) Rückfeuchtezahl 65% Vorkühlung der Außenluft im Sommer und Vorwärmung im Winter über Luft-Erdregister (6 Tiefenbohrungen) IAQ: CO2- und Feuchtigkeitssensoren in allen Klassenräumen.

LUFTQUALITÄT Foto: Paul Ott

ENERGIE Primärenergiebedarf: 211.245 kWha 91,9 kWh/m2a Umrechnung Endenergiebedarf laut Energieausweis OIB 2007 auf Primärenergiebedarf mit Konversionsfaktoren OIB 2011 Endenergiebedarf: 124.973 kWh/a 54,4 kWh/m2a CO2-Emissionen: 11,36 kg CO2/m2a (darin enthalten: Heizung, WW, HTEB, Beleuchtung) Umrechnung Endenergiebedarf laut Energieausweis OIB 2007 in CO2 Emissionen. Konversionsfaktoren EEB-PEB: Strom: 2,62 (417 g/kWh) Gas: 1,17 (236 g/kWh) Heizöl: 1,23 (311 g/kWh) Biomasse: 1,08 (4 g/kWh) Fernwärme (erneuerbar): 1,60 (51 g/kWh) Fernwärme (KWK): 0,92 (73 g/kWh) Energieproduktion: ca. 155.000 kWh/a 100% Abdeckung des Energiebedarfs für Heizung Energieeffizienzklasse: A (OIB 2007) ENERGIE KENNZAHLEN Volksschule Hausmannstätten Foto: Paul Ott

ENERGIE Heizsystem: Kombiniertes System Grundlastabdeckung mit Nahwärme (Anschluss an das lokale Biomasse-Nahwärmenetz) Ausregelung über Lüftungsanlage mit Heizregistern und Erdkollektoren (6 Tiefenbohrungen) zur Luftvorwärmung und Kühlung Wärmeabgabe über Fußbodenheizung und Lüftungsanlage Kühlsystem: passive Luftkühlung über Erdwärmetauscher Warmwasserbereitung: dezentral elektrisch beheizte Kleinspeicher in Küche und Putzräumen – die Klassenräume und Nasszellen werden bewusst ausschließlich mit Kaltwasser versorgt. Speicher: -- Automatisierte Steuerungen: - Witterungsgeführte Vorlauftemperaturregelung der Fußbodenheizung - Drehzahlgesteuerte mengenvariable Steuerung der Lüftungsanlage - Tageslichtsteuerung regelt Beleuchtung und Beschattung ENERGIE SYSTEME Heizwärmebedarf: 24 kWh/m2a Kühlbedarf: 16 kWh/m2a Warmwasserwärmebedarf: 9 kWh/m2a Beleuchtungsenergiebedarf: 16 kWh/m2a (laut Energieausweis OIB 2007) ENERGIE BEDARF Foto: Paul Ott

ENERGIE Raumsolltemperatur: 20 ° Grundtemperierung auf 18 ° mit der Fußbodenheizungs - Ausregelung über Lüftungsanlage KOMFORT Strom: 12.175 Euro / 66.750 kWh (2013) Nahwärme: 1 kWh/ 0,097 Euro (Tarif) ENERGIE KOSTEN Beleuchtung: Die Beleuchtung der Klassenräume ist dimmbar und über ein Lichtmanagementsystem tageslichtabhängig geregelt. Die Außenbeleuchtung wird mittels Dämmerungsschalter und Schaltuhr gesteuert. Geräte: Bei der Auswahl der Geräte wurde auf eine hohe Energieeffizienklasse geachtet.

BELEUCHTUNG & GERÄTE

ENERGIE AUS ERNEUERBAREN QUELLEN Installierte Gesamtleistung : - Nahwärme 80 kW - Geothermie: ca. 40 kW Gesamterzeugung: - Nahwärme ca. 30.000 kWh/a - Geothermie ca. 125.000 kWh/a Energiequellen: - lokale Biomasse - Nahwärme - Erdwärme (100% Abdeckung des Heizenergiebedarfs) Investitionskosten: - Nahwärme Anschlusskosten 23.000 Euro - Tiefenbohrungen 35.000 Euro Die Grundlast der Wärmeversorgung wird über das lokale Nahwärmeheizwerk abgedeckt. Erdkollektoren (6 Tiefenbohrungen) sorgen für die Vorwärmung und Kühlung der Zuluft Lüftungsanlage. Auf die Installation der PV -Anlage (Anschlüsse sind vorgerichtet) wurde zugunsten der Tageslichtsteuerung und aufgrund des geringen Einspeisetarifs verzichtet.

ERNEUERBARE ENERGIE Volksschule Hausmannstätten Foto: Paul Ott

ERNEUERBARE ENERGIE Leistung: ca. 40 kW Jährlicher Ertrag: ca. 30.000 kWh/a Investition : 35.000 Euro System: Erdkollektor mit 6 Tiefenbohrungen für Heizung und Kühlung Über einen Wärmetauscher wird die Zuluft der Lüftungsanlage im Winter vorgewärmt und im Sommer vorgekühlt. ERDWÄRME Installierte Leistung: 80 kW Jähricher Ertrag: 147.250 kWh/a (Verbrauch 07/12- 06/13) Investition : 23.000 Euro System: kombiniertes System - Nahwärme in Kombination mit Erdwärmetauscher und Heizregistern der Lüftungsanlage. Grundlastabdeckung über Nahwärme - Ausregelung über Lüftungsanlage Anschluss an das lokale Biomasse -Nahwärmenetz Heizwerk: 2 Biomasseheizkesseln ( Gesamtleistung 5.000 kW) zur Wärme- und Stromerzeugung Energieträger: naturbelassenes Hackgut und Rinde aus lokaler Herkunft NAHWÄRME Fotos: LEV, tmp.architekten, Paul Ott Foto: Paul Ott

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