In Niedersachsen wurde eine Grundschule als Passivhaus-Bauweise mit vorgefertigten Holzrahmenwänden erstellt. Die Beplankung der Innenwände erfolgte mit einer schadstoff reduzierenden Gipsfaser-Platte. Die Holzrahmenkonstruktion bietet darüber hinaus Brandschutz in der Klasse F30-B. (Foto: Fermacell)
Um für die neuen Anforderungen im Schulbereich gewappnet zu sein, hat die niedersächsische Kommune ein aus den 1950er Jahren stammende Schulgebäude abgerissen. An die Stelle des Massivbaus aus Klinkern trat ein Gebäude in Mischbauweise mit einer Bruttogrundfläche von 2.850 m², das Passivhaus-Anforderungen erfüllt. Während die tragenden Elemente in Stahlbeton oder Kalksandstein ausgeführt sind, wurden die Fassaden in Holzrahmenbauweise erstellt. Die raumseitige Beplankung der Holzrahmenelemente erfolgte mit Gipsfaser-Platten, die einerseits die notwendige Stabilität bieten und andererseits durch eine beidseitige Beschichtung Schadstoffe aus der Raumluft aufnehmen und dauerhaft in unschädliche Stoffe umwandeln. „Diese Mischbauweise,“ erklärt der Planer und Architekt Michael Klein, „sorgt in Verbindung mit einem ausgefeilten energetischen Konzept dafür, dass die für die Realisierung des Passivhaus-Konzeptes wichtigen thermischen Eigenschaften der Gebäudehülle gewährleistet sind.“ Die rund 10 % höheren Baukosten für die Ausführung in Passivhausbauweise wurden vom Bauherrn akzeptiert, da sich die Mehrkosten infolge dauerhafter Energieeinsparungen amortisieren.
Um Freiräume für pädagogische Konzepte zu schaffen, wurde das Gebäude als „offene Schule“ konzipiert mit großzügig bemessenem Flur, Flächen und Lernnischen. Es stand jedoch nicht nur die kindgerechte Ausstattung im Vordergrund: Akustikdecken und die Installation sogenannter Acustic-Wall Panels in jedem Klassenraum dämpfen Geräusche und ermöglichen so ruhiges Unterrichten durch einen geringen Lärmpegel. Schalldämmende Vorteile ergaben sich durch die im Vergleich zu anderen Gipsbaustoffen höhere Rohdichte und biegeweichere Plattenstruktur der Fermacell Greenline Gipsfaser- Platten, mit denen die Wandkonstruktionen raumseitig beplankt wurden.
Das Brandschutzkonzept koppelt die Flure als Fluchtwege aus
Als Gebäude niedriger Höhe (entsprechend der niedersächsischen Bauordnung) muss der zweigeschossige Bau die Anforderungen der Brandschutzklasse F30-B erfüllen. Durch die mit 15 mm dicken Fermacell Greenline Gipsfaser-Platten (Baustoffklasse A2 nichtbrennbar gem. DIN-EN 13501-1) ausgeführten Wandkonstruktionen konnten diese Brandschutzanforderungen leicht erfüllt werden.
Vorfertigung verkürzt die Montagezeiten
Sämtliche Fassadenelemente wurden in den Werkhallen der Zimmerei Sieveke in Lohne vorproduziert. „Der Bauherr“, erinnert sich Architekt Klein, „stand der elementierten Holzbauweise von Anfang an positiv gegenüber, weil sie eine kurze Bauzeit und einen Einbau im trockenen Zustand sicherstellt.“ Feuchtigkeitprobleme, die Passivhaus-Fassaden sonst häufig auftreten, konnten so von Anfang an ausgeschlossen werden. „Die Anzahl der Montageschritte vor Ort ist verringert“, bestätigt Ferdinand Hartke, der als Projektleiter das Bauvorhaben betreut hat. „Der Betreuungs- und Prüfungsaufwand auf der Baustelle reduziert sich durch die Vorfertigung extrem. Dadurch steigen Zeit- und Budgetsicherheit im Bauprojekt.“
Mit runden Wänden, runden Dächern und der Vermischung von Massiv-, Stahlund Holzbau war die Bauaufgabe komplex. Die Vorfertigung der Holzelemente erforderte daher Präzision, um die Details zu einem harmonischen Ganzen zusammenfügen zu können. Hinzu kam, dass wegen des Passivhaus-Konzepts eine luftdichte Gebäudehülle erstellt werden musste, um die Passivhaus-Luftwechselrate von n = 0,6/h zu erreichen.
Um diese Anforderungen zu erfüllen, übernahm die Zimmerei zunächst die CADPlanung des Architekten sowie die Haustechnik- und Tragwerksplanung in eine 3D-Konstruktionsplanung. „Entsprechend den Anforderungen“, erläutert Ferdinand Hartke das Verfahren, „fanden dabei vor allem die 3D-Daten des von Sieveke erstellten tachimetrischen Aufmaßes, mit denen die für die Elementkonstruktion notwendigen Rohbaumaße geprüft wurden, Berücksichtigung.“ Denn im Fassadenbereich wurden sämtliche Elemente vor den tragenden Massivbau gestellt.
Dank des hohen Vorfertigungsgrads war eine schnelle und reibungslose Abwicklung auf der Baustelle gewährleistet. Die fertigen Wandelemente wurden per Tieflader angeliefert und mechanisch befestigt. „Um die reibungslose Bauabwicklung bis zum Schluss sicherzustellen“, erklärt Hartke, „haben wir jedoch die Endmontage auf der Baustelle mit eigenen Mitarbeitern und eigenem Krangerät durchgeführt.“
Insgesamt wurden für die Produktion sämtlicher Wandelemente im Werk mit sechs Mitarbeitern ca. zwölf Wochen benötigt. Die Montage der 140 Elemente vor Ort – 1.700 m² geschlossene Elemente und 330 m² Glas- und Fensterelemente – war schließlich nach weiteren zwölf Wochen abgeschlossen. Durchschnittlich waren vier bis fünf Mitarbeiter auf der Baustelle tätig.
Greenline Platten gleichen konstruktionsbedingt geringen Luftwechsel aus
„Ökologie“, erinnert sich Architekt Michael Klein an den Planungsprozess, „war bei diesem Objekt ein wichtiges Entscheidungsargument. Deswegen haben wir uns auch für einen Wandaufbau entschieden, der nach unserer Einschätzung ein Minimum an schädlichen Emissionen gewährleistet.“
Eingesetzt wurde ein Einfachständerwerk mit einer Dicke von 30 cm. Nach außen hin wurde die Konstruktion mit 35 mm dicken Holzfaserdämmplatten und mit einem mineralischem Putzsystem geschlossen. Darauf kamen Faserzementplatten in verschiedenen Farbtönen, die als hinterlüftete Konstruktion im Abstand von 40 mm vor der Dämmung montiert wurden. Die Putzflächen wurden als WDVS-System ohne Hinterlüftung ausgeführt.
Der raumseitige Abschluss erfolgte durch die Beplankung mit der Fermacell Greenline Gipsfaser-Platte in 15 mm Dicke, die VOCs (flüchtige organische Verbindungen, Anm. der Red.) dauerhaft neutralisiert. Die Neuentwicklung des Duisburger Herstellers von Gipsfaser-Platten bindet über eine spezielle beidseitige Beschichtung mit einem natürlichen Wirkstoff, der auch in der Schafwolle vorkommt, Schadstoffe und störende Gerüche aus der Raumluft. Der Wirkstoff ist dauerhaft aktiv, auch unter Endbeschichtungen wie Anstrichen, Tapeten und Teppichen. Allerdings gilt: Je höher die Diffusionsoffenheit des Oberbelags ist, umso schneller die Wirkung. Zur Aussteifung wurden OSB-Platten (15 mm) eingesetzt, die Dämmung im Wandhohlraum erfolgte mit Zellulose-Einblasdämmung (30 cm). Insgesamt verfügt der Wandaufbau über eine Dicke von 453 mm und erreicht nach Angaben des Projektleiters U-Werte zwischen 0,11 und 0,15 W/m²K.
Die Fermacell Greenline Gipsfaser-Platten wurden direkt auf der Unterkonstruktion befestigt. Zum Einsatz kamen in der Vorfertigung große Formate von 254 cm × 600 cm. Der Zuschnitt erfolgte mit CNCMaschinen in den Werkstätten der Firma Sieveke. Bei der Montage auf der Baustelle wurden Plattenformate von 125 cm × 200 cm bzw. 250 cm eingesetzt. Um die für Passivhaus-Konstruktionen geforderte luftdichte Gebäudehülle zu erreichen, wurden während der Vorfertigung sämtliche Plattenstöße innerhalb der Elemente verklebt. Bei der Montage vor Ort wurden außerdem alle Elementstöße und -ecken sorgfältig von innen und außen, sowie zusätzlich sämtliche Elemente auf der Sohle – ebenfalls von innen und außen – abgeklebt. Die Verwendung einer Zellgummidichtung in Schlauchform erhöht die Luftdichtigkeit zusätzlich. Der Einbau der Kunststofffenster und Aluminiumtüren (dreifach-Verglasung, U-Wert 0,7W/m²K) erfolgte mit Multifunktionskompriband.
Die Südfassade ist als Pfosten-Riegel- Konstruktion im Passivhausstandard ausgeführt (dreifach-Verglasung, U-Wert [Glas] = 0,5 W/m²K). Ebenso wurden Teilflächen der übrigen Fassaden als Pfosten- Riegel-Konstruktion ausgeführt. Vor dem endgültigen Innenausbau wurde abschließend eine Luftwechselrate von n = 0,3/h, nach Fertigstellung sogar von n = 0,2/h gemessen. Damit konnte ein Wert erreicht werden, der weit unter den geforderten Richtwerten für Passivhaus-
Konstruktionen liegt.