Projekt: Intelligentes Lüftungskonzept am Gymnasium Farmsen

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Gute Lüftungsmöglichkeiten sind in Lehreinrichtungen von großer Bedeutung – nicht nur um Betriebskosten gering zu halten, sondern auch um Schülern und Lehrern ein gesundes und ausgewogenes Raumklima zu bieten. 

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Gute Lüftungsmöglichkeiten sind in Lehreinrichtungen von großer Bedeutung – nicht nur um Betriebskosten gering zu halten, sondern auch um Schülern und Lehrern ein gesundes und ausgewogenes Raumklima zu bieten.

Eine sinnvolle Kombination aus automatisierter Nachtkühlung, Sonnenschutz sowie natürlicher Lüftung unterstreicht den ganzheitlichen Ansatz beim Neubau des Gymnasiums Farmsen in Hamburg. Das intelligente, vielseitige Komplettsystem stammt von WindowMaster. Im Brandfall beinhaltet es auch einen effektiven Rauch- und Wärmeabzug.

In Hamburg-Farmsen ist Ende 2017 ein neues, modernes Schulgebäude für das ortsansässige Gymnasium entstanden. Bauherr ist der Landesbetrieb SBH | Schulbau Hamburg. Rund 15,1 Millionen Euro flossen in den Neubau, der über eine Nettogrundfläche von 5’140 Quadratmetern verfügt.

Flexibler Neubau

Der dreigeschossige Baukörper mit geklinkerter Außenfassade – entworfen von Haslob Kruse + Partner Architekten BDA aus Bremen – gliedert sich in einen zentralen Hauptbau mit zwei kurzen, orthogonal abgehenden Gebäudeschenkeln. Der zentrale Teil bietet Platz für Ganztags- und Gemeinschaftsflächen sowie zahlreiche Fachbereiche. Dazu zählen unter anderem die Pausenhalle, eine Mensa und Schulküche, ein Spiel- und ein Bühnenraum, Kunst- und Musikräume, Biblio- und Mediothek mit Lernlandschaften, die Fachbereiche Naturwissenschaften sowie ein Schülercafé. Ein Teil der Mensa ist flexibel abtrennbar und kann bei Bedarf auch als Aula für Veranstaltungen dienen. In den zwei angrenzenden Gebäudeteilen befinden sich die Jahrgangsbereiche mit den Klassenzimmern.

Ganzheitliches Lüftungskonzept

Bei der Planung des Schulneubaus standen die Gesundheit und das Wohlbefinden der Schüler sowie die CO2-Bilanz des Gebäudes im Fokus. In diesem Kontext fand das Innenraumklima besondere Berücksichtigung. Es sollte möglichst gute Lernbedingungen bieten und gleichzeitig einen wesentlichen Beitrag zum Klimaschutz leisten. Eine ganzheitliche Betrachtung der Gebäudenutzung ermöglichte es, effiziente Strategien für ein ideales Raumklima zu entwickeln. Das im Gymnasium Farmsen realisierte Komplettsystem zeichnet sich – insbesondere im Vergleich zu konventionellen Heizungs-, Lüftungs- und Klimatechnikanlagen – durch einen geringen Energieverbrauch aus. Es umfasst eine automatisierte Nachtkühlung, Sonnenschutzmaßnahmen sowie eine natürliche Lüftung für ein geregeltes und ausgewogenes Innenraumklima. Für die Konzeptionierung und Planung des Lüftungskonzepts zeigten sich das Büro KAplus aus Eckernförde und die Averdung Ingenieurgesellschaft aus Hamburg verantwortlich.

Nachtkühlung auch bei Regen

Die Lüftungslösung von WindowMaster separiert die Schule in acht Zonen, für die jeweils eine individuelle Lüftungsstrategie entwickelt wurde. Die natürliche automatisierte Nachtkühlung bildet einen wesentlichen Baustein des Lüftungskonzepts. Jedes Klassenzimmer besitzt ein automatisiertes Fenster, das sich in der Nacht zur Kühlung des Raumes öffnet. Dabei durchströmt die kühle Nachtluft von außen ins Gebäude und entzieht dem Innenraum die über Tag angesammelte Wärme. Das Prinzip basiert auf der Nutzung von Wind und Temperaturdifferenzen zwischen innen und außen. Um einen effizienten Luftaustausch zu gewährleisten, sind Öffnungszeit und -dauer voreingestellt. Das natürliche Lüftungssystem schließt die Fenster bei Regen automatisch. Dank der MotorLink-Technologie von WindowMaster kann der Luftaustausch trotzdem stattfinden. So lassen sich die Fenster nur wenige Millimeter öffnen.

Geringer Energieverbrauch und gutes Lernklima

Die automatisierte Nachtkühlung hat zwei wesentliche Vorteile: Zum einen reduziert sie die Energiekosten der Schule. Eine kostspielige Investition in eine mechanische Lüftungsanlage sowie deren Betrieb und Instandhaltung sind dank der natürlichen Lüftung in der Nacht nicht notwendig. Zum anderen profitieren Schüler und Lehrer von einem angenehmen und gesundheitsfördernden Lernklima. Wenn sie morgens das Klassenzimmer betreten, wurde die verbrauchte Luft vom Vortag bereits durch frische, kühle Luft ausgetauscht. Das ist wichtig, denn Raumluft wird mit der Zeit stickig und reichert sich mit Schadstoffen wie Kohlenstoffdioxid an. Sie kann dann Auslöser von Krankheitssymptomen wie Kopfschmerzen oder trockenen und juckenden Augen sein. Diese können Konzentrationsprobleme und Leistungsabfälle verursachen, wie verschiedene Studien belegen. Neben der Nachtkühlung steuert WindowMaster über das System NV Comfort zudem den Sonnenschutz. Auf diese Weise gelingt es, die angenehm kühle Luft im Klassenzimmer beizubehalten und Überhitzungen durch zu hohe Sonneneinstrahlung zu vermeiden.

Natürlicher Luftaustausch mit Unterstützung

Als weiterer Baustein des Lüftungskonzepts wurden die Treppenhäuser, die Mensa und Aula mit dem System NV Comfort ausgestattet. Es unterstützt die natürliche Lüftung, indem es das automatische Öffnen und Schließen der Fenster kontrolliert. Dabei berücksichtigt es Faktoren wie Innen- und Außentemperatur, CO2-Gehalt, Regen sowie Windgeschwindigkeiten und -richtungen. Diese Daten werden vom System ermittelt, um die optimale Luftzufuhr für einen Raum zu berechnen. Anschließend werden die Informationen in Öffnungs- und Schließbefehle für die Fensterantriebe umgewandelt. Die natürliche automatische Lüftung gewährleistet auf diese Weise, dass die CO2-Konzentration in den öffentlich genutzten Räumen stets niedrig ist.

Eine mechanische Lüftung mit Wärmerückgewinnung unterstützt die natürliche automatische Lüftung in der Mensa und Aula bedarfsweise. Sie kommt dann zum Einsatz, wenn die natürliche Lüftung bei ungünstigen Wetterbedingungen nicht effektiv genug ist. Das hybride System von WindowMaster kombiniert so die Vorteile beider Prinzipien. Dank Wärmerückgewinnung arbeitet die mechanische Lüftungsanlage zudem mit vergleichsweise geringem Energieaufwand: Die Abwärme beziehungsweise Kühle der verbrauchten Innenraumluft wird eingesetzt, um Frischluft im Winter zu erwärmen und im Sommer herunter zu kühlen.

Sicherheit im Brandfall

Mensa und Aula verfügen zudem über das zertifizierte Rauch- und Wärmeabzugssystem FlexiSmoke von WindowMaster. Hierbei handelt es sich um eine RWA-Zentrale, die zur Steuerung der Fensterantriebe eingesetzt wird. Als wichtiger Bestandteil des vorbeugenden Brandschutzes öffentlicher Gebäude trägt sie zum Schutz des Lebens und der Gesundheit der Nutzer bei. Denn in einem Brandfall füllen sich Räume und Flure mit Rauch und Wärme und machen diese unbegehbar. Die RWA-Anlage führt beides zuverlässig nach außen ab. So bleiben Fluchtwege für Schüler und Lehrer sowie Zugänge für Rettungskräfte und Feuerwehr weiterhin begehbar.

Täglich nutzen rund 900 Schüler und 60 Lehrer das neue Schulgebäude, das in vielerlei Hinsicht zukunftsweisend ist. So folgt der Neubau nicht nur einer modernen und zeitgemäßen Architektursprache, sondern kombiniert auch umweltfreundliche Strategien für ein angenehmes und gesundes Raumklima, ein hohes Maß an Sicherheit, Energieeffizienz und niedrigen Betriebskosten. Das Neubauprojekt des Gymnasiums Farmsen hat damit durchaus Vorbildcharakter für zukünftige Bauprojekte im Bildungsbereich.

Bautafel

  • Projekt: Neubau Gymnasium Farmsen, Hamburg
  • Bauherr: Landesbetrieb SBH | Schulbau Hamburg
  • Architektur: Haslob Kruse + Partner Architekten BDA, Bremen
  • Lüftungskonzept: KAplus, Ingenieurbüro Vollert, Eckernförde
  • Haustechnik: Averdung Ingenieurgesellschaft mbH, Hamburg
  • Bauzeit: März 2015 bis September 2017

Bild oben:  Ende 2017 erhielt das Gymnasium Farmsen in Hamburg ein neues Gebäude. Foto: WindowMaster GmbH

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