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Förderkennzeichen: 0327430O
Status: Laufend
Laufzeit: 09/2011 bis 07/2017
Themen: Neubau von Einzelgebäuden, Heizen, Lüften, Kühlen, Tageslicht & Beleuchtung, Dezentrale Energieerzeugung, Abwärmenutzung, Solare Wärme, Solarstrom
Standort: Murmansker Straße 13, 06130 Halle (Saale)
Schlagworte:

Quintessenz

  • Zellulosegedämmter Holzbau erfüllt Passivhaus-Kriterien
  • Kastenfenster mit zwei zweifachverglasten Isolierglasfenstern erreicht U-Wert von 0,6 W/m²K
  • 36 m² Solarkollektoren an der Südfassade unterstützen Warmwasserbereitung für Großküche
  • Luftheizung ohne statische Heizflächen zeigt im Betrieb zu hohen Stromverbrauch
  • Schule nutzt Fernwärme aus Rücklauf des benachbarten Gymnasiums

In Halle wurde eine Schule als Passivhaus in Holzbauweise gebaut. Der Schulträger wollte ökologische Baustoffe nutzen und mit dem energieoptimierten Gebäudekonzept einen hohen Lernkomfort bei überschaubaren Betriebskosten sicherstellen. Seinen Strombedarf deckt das Schulgebäude zu einem großen Teil über zwei Photovoltaik-Anlagen. Die Grundschule wurde im Februar 2014 in Betrieb genommen und wird seitdem wissenschaftlich evaluiert.

Projektkontext

Die St. Franziskus Grundschule wurde 2001 im Süden von Halle provisorisch in Containern gegründet. 2003 erfolgte der Umzug in einen maroden DDR-Plattenbau in der Jamboler Straße. Der jetzige Neubau war dann immer dringender geworden. So sollte ein ökologisch vorbildlicher Neubau entstehen, nur 300 Meter vom alten Standort entfernt.

Zum regulären Planungsteam wurde im Frühjahr 2011 die Hochschule Magdeburg-Stendal hinzugezogen – als Forschungspartner für die Qualitätssicherung in der Planungsphase und für die Erstellung eines Konzeptes zur späteren messtechnischen Überwachung und wissenschaftlichen Evaluierung.

Im Jahr 2012 erfolgte dann der erste Spatenstich am neuen Standort, Anfang 2014 wurde der Schulbau fertiggestellt und bezogen. Für einen späteren Bauabschnitt ist noch der Bau einer Turnhalle sowie einer Sekundarschule vorgesehen.

Südansicht des Klassen- und Hortflügels, im Vordergrund befindet sich das Regenwassersammelbecken

© Hochschule Magdeburg-Stendal

Passivhaus in Holzbauweise: Südansicht mit Eingangsbereich und Solarthermie-Fassade an der Südseite der Aula

© Hochschule Magdeburg-Stendal

Blick vom Schulhof auf die Nordseite mit Klassen- und Hortflügel

© Hochschule Magdeburg-Stendal

Die Solarkollektoren in der Pfosten-Riegel-Fassade an der Südwand der Aula sollen auch im Winter und der Übergangszeit die Versorgung mit Warmwasser unterstützen.

© Hochschule Magdeburg-Stendal

Innenansicht eines Klassenraumes, alle Räume verfügen über interaktive Tafeln und dynamisches Licht

© Hochschule Magdeburg-Stendal

Der Kunstraum: An der Decke zu sehen sind die Leuchten, die Sensorik zur Regelung von Heizung, Lüftung und Beleuchtung, die Leichtbauplatten aus Holzwolle zur Verbesserung der Raumakustik und die Abluftschlitze für die Lüftungsanlage.

© Hochschule Magdeburg-Stendal

Forschungsfokus

Der Neubau soll in den ersten Betriebsjahren wissenschaftlich evaluiert werden. Analysiert und optimiert werden die Wechselwirkungen zwischen der Passivhausbauweise, der Schulnutzung (und als Sonderfall die Küchennutzung) und den eingesetzten Technologien. Ein besonderer Fokus liegt in der Optimierung einer Luftheizungsanlage, die ohne statische Heizflächen auskommen soll.

Konzept

Gebäudekonzept

Das dreigeschossige Schulgebäude weist eine hohe Kompaktheit auf und ist in zwei miteinander verbundene Bauteile gegliedert: den Hort- und Klassenbereich sowie den Verwaltungstrakt mit Schulmensa und Hausmeisterwohnung. Eine Besonderheit ist die Holzrahmenbauweise mit Zellulosedämmung, lediglich die beiden Treppenhauskerne sind in Stahlbeton errichtet worden. Ungewöhnlich sind auch die Kastenfenster aus zwei zweifachverglasten Isolierglasfenstern mit zwischenliegender Jalousie.

Der Wärmeenergiebedarf wird durch ein hohes Wärmeschutzniveau aller Bauteile der Gebäudehülle auf Passivhausniveau mit bilanziell nachgewiesener Wärmebrückenfreiheit und Luftdichtheit minimiert. Die mechanische Lüftung soll für eine hohe Luftqualität sorgen. An den Deckensegeln angebrachte Leichtbauplatten aus Holzwolle sollen die Raumakustik in den Klassen- und Gruppenräumen verbessern.

Großzügige Fenster an den langgestreckten Nord- und Südfassaden ermöglichen eine gute Versorgung der Räume mit Tageslicht. Auch die Flurtrennwände bestehen in Teilbereichen aus Glas- und Fensterelementen.

Energiekonzept

Die Schule ist an den Fernwärmerücklauf des benachbarten Gymnasiums angeschlossen und nutzt außerdem Umweltenergie über einen Erdwärme-Wärmetauscher (Luftvorwärmung) sowie Sonnenenergie über Solarthermie und Photovoltaik.

Die Solarkollektoren in der Pfosten-Riegel-Fassade an der Südwand der Aula sollen auch im Winter und der Übergangszeit die Versorgung mit Warmwasser unterstützen.

© Hochschule Magdeburg-Stendal

Photovoltaikanlage auf dem Dach. Zusammen mit der Solarstromanlagen auf dem Carport und einer vertikalen Windenergieanlage kleiner Leistung versorgen sie das Gebäude weitgehend vollständig mit Strom.

© Hochschule Magdeburg-Stendal

Blick auf ein Kastenfenster mit geschlossener Jalousie, welche sich innen im Zwischenraum befindet.

© Hochschule Magdeburg-Stendal

Heizung
Der Heizwärmebedarf ist sehr gering. Über zentrale Luftheizregister wird die bereits über Wärmerückgewinnung temperierte Zuluft mit Fernwärme weiter erwärmt. Lediglich die Hausmeisterwohnung weist elektrische Luftheizregister mit Einzelraumregelung auf.

Energieflussdiagramm für Fernwärme

© Hochschule Magdeburg-Stendal

Warmwasserbereitung für die Küche
Der Warmwasserbedarf für täglich bis zu 400 frisch zubereitete Essen wird durch 36 Quadratmeter Solarkollektoren an der Südfassade unterstützt, die Nachheizung erfolgt mit Fernwärme und Strom in einem 2000 Liter großen Pufferspeicher. Ein Salzhydratspeicher soll künftig solare Überschüsse über mittlere Zeiträume speichern.

Wasser
Für die WC-Spülungen kommt Regenwasser zum Einsatz.

Lüftung
Die Schule verfügt über mehrere Lüftungsanlagen, jeweils mit Nutzung von Erdwärme und Wärmerückgewinnung. Zur Reduktion der Hilfsenergie erfolgt neben einer Zeitsteuerung eine raumweise, präsenzgesteuerte Volumenstromanpassung. Lediglich die Aula, gleichzeitig Speisesaal, ist aufgrund der stark schwankenden Belegungsdichte mit einer CO2-Regelung ausgestattet. Die Kastenfenster können manuell geöffnet werden.

Kühlung
Im Sommer wird das Gebäude passiv per Nachtlüftung gekühlt. Dabei wird ein Erdwärmeluftregister als Wärmetauscher genutzt (Passivkühlung). Auf eine aktive Kühlung wird komplett verzichtet.

Beleuchtung
Die künstliche Beleuchtung wird überwiegend bedarfsabhängig geregelt, die Intensität variiert also je nach Tageslichtsituation und Präsenz in den Räumen.

Strom
Zwei Photovoltaik-Anlagen mit insgesamt 80,75 Kilowatt Spitzenleistung und eine vertikale Kleinwindkraftanlage mit 1 Kilowatt Nennleistung decken in der Jahresbilanz einen Großteil des Strombedarfs.

Energieflussdiagramm für Strom

© Hochschule Magdeburg-Stendal

Pädagogikkonzept

Es war ein Lernprozess, den Schülern die Passivhaus-Bauweise näher zu bringen. Inzwischen sind die Themen Nachhaltigkeit, Energiesparen, Klimaschutz und erneuerbare Energien fester Bestandteil von Projekten. Das Thema Nachhaltigkeit von Baumaterialien wird den Schülern vermittelt. Unter Einbeziehung aller vier Klassen wurde ein Kinderbuch verfasst, das die Schultechnologie erklärt.

Auffallend positiv wurde bemerkt, dass in Gruppengesprächen manche Kinder sogar Werte für die Luftfeuchtigkeit und CO2-Gehalte einordnen und bewerten konnten. Darüber hinaus stand die Grundschule bereits im Fokus eines Jugend-forscht-Projektes von Schülern im benachbarten Gymnasium, die über einige Wochen hinweg manuell die CO2-Gehalte in vier Klassenräumen protokollieren ließen.

Ein Monitor im Foyer zeigt zudem die aktuellen Temperaturen im Pufferspeicher der Solarthermie-Anlage.

Performance und Optimierung

Die ersten Betriebsergebnisse zeigen Optimierungspotenzial insbesondere beim zu hohen Strombedarf für die Lüftung und beim Strombedarf für die Beleuchtung der Verkehrsflächen.

Ergänzende Informationen hierzu im weiteren Projektverlauf.

Wirtschaftlichkeit

Informationen hierzu im weiteren Projektverlauf.

Projektkenndaten

Gebäudekenndaten

Konstellation: Who is who?  
Bauherr, Investor, Betreiber, Nutzer Edith-Stein-Schulstiftung des Bistums Magdeburg
   
Gebäudetyp Grundschule mit Hort, Mensa und Hausmeisterwohnung
   
Baujahr des Gebäudes 2014
Fertigstellung 01.2014
Inbetriebnahme 02.2014
   
Flächengrößen/Maße  
Bruttogrundfläche (nach DIN 277) 3.764 m²
Beheizte Nettogrundfläche (für Nichtwohngebäude, in Anlehnung an DIN 277) 2.965 m²
Bruttorauminhalt 13.993 m³
Arbeitsplätze (oder Schüler oder vergleichbare Personenangaben) 220 Personen
A/V-Verhältnis 0,40 m²/m³

Energiekenndaten

Energiekennwerte Bedarf        
Neubau / nach … vor Sanierung    
Heizwärmebedarf (Nutzenergiebedarf Wärme) 20,53 kWh/m²a  
Primärenergie Wärme 6,95 kWh/m²a  
Primärenergie Gesamt 61,10 kWh/m²a  
         
Energiekennwerte gemessen (Verbrauch)        
Neubau / nach … vor Sanierung    
Endenergie Strom gesamt 39,00 kWh/m²a  
Endenergie Wärme 11,00 kWh/m²a  
Primärenergie Wärme 2,30 kWh/m²a  
Primärenergie Gesamt 96,00 kWh/m²a  

Letzte Aktualisierung: 1. September 2011

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