Neues Lernen bei grandioser Aussicht und durchdachter Lüftung inklusive Betonkernaktivierung

(26.8.2022) Der kleine Schweizer Ort Sachseln liegt direkt am Sarnersee - knapp 30 Minuten von Luzern entfernt. In der beschaulichen Gemeinde mit rund 5.200 Einwohnern entstand eine neue Grundschule mit angeschlossenem Kindergarten (siehe Google-Maps). Rund 17,5 Mio. Franken investierte man in den Neubau des Schulhauses „Türli und Arni“ und setzte dabei vor allem auf ein nachhaltiges Lüftungssystem basierend auf einer Betonkernaktivierung.

1958 wurde das alte Schulhaus Türli in Sachseln gebaut. Nicht nur die hygienischen Vorgaben an Hauswirtschaftsbereiche haben sich zwischenzeitlich geändert, auch fehlten zuletzt Gruppenräume für Zusatz- oder Musikunterricht. Außerdem war das Gebäude alles andere als behindertengerecht. Insgesamt war es sanierungsbedürftig, die Anpassung an heutige Anforderungen wäre jedoch mit großem Aufwand verbunden gewesen. Hinzu kam, dass das alte Gebäude asbesthaltig war. Die Gemeinde entschied sich daher nach einer Volksabstimmung gegen eine Sanierung und für einen Neubau. Beim anschließenden Architekturwettbewerb gewann der Entwurf „Türli und Arni“ von Durrer Architekten aus Luzern. Dieser sah zwei verschiedene Gebäude vor - ein Schul- und ein Kindergartenhaus, die in unterschiedlichen Etappen gebaut werden sollten, wodurch keine Provisorien benötigt wurden. Bedeutet: Der Neubau des Schulhauses Türli und Arni fand bei laufendem Schulbetrieb statt. Eine besondere Herausforderung, insbesondere für die Sicherheitsvorkehrungen bei der Zu- und Abfahrt der Baufahrzeuge.

Das Türli-Gebäude ist vierstöckig mit einem niedrigen Walmdach und fügt sich damit wohltuend in das Ortsbild ein. Außen wirkt es kompakt, innen sorgt ein großer Lichtschacht im Dach für natürliches Licht und die überwiegend in hellem Holz gehaltene Ausstattung für einen offenen, freundlichen Empfang. 12 Klassenräume, vier Gruppenräume, Musikzimmer und Singsaal, Lehrerzimmer, Logopädiezimmer und Räume für Werken und Basteln sowie Nebenräume für Lager oder Gebäudetechnik finden Platz im neuen Schulhaus. Vor allem die Klassenräume in den beiden oberen Stockwerken mit ihren großzügigen Panoramafenstern samt umlaufender Fensterbank sind ein echtes Highlight für die Schüler: Sie bieten eine grandiose Aussicht auf den Sarnersee oder die Kirche und den Dorfplatz und lassen die Klassenzimmer hell und freundlich wirken.

Das langgestreckte, zweigeschossige Arni-Gebäude beherbergt fünf Kindergartenräume sowie zwei Schulküchen und wurde in einer zweiten Etappe nach Fertigstellung des Türli gebaut. Auf den Firstdächern ist eine Photovoltaikanlage Richtung Süden platziert. Beide Gebäude wurden in einer Mischung aus Skelett- und Massivbauweise erstellt, was eine flexible Raumnutzung ermöglicht.

Lüftungssystem in Kombination mit Betonkerntemperierung

Bei der Planung legten die Architekten großen Wert auf eine nachhaltige Energieversorgung in den beiden Gebäuden. Die neuesten gesetzlichen Energievorgaben wurden u.a. durch eine kompakte Bauform und die Wärmedämmung erfüllt. Zusätzlich sorgen eine Dreifachverglasung der Fenster und textile Markisen für einen Wärmeschutz im Sommer. Der Solarstrom aus der PV-Anlage versorgt neben den Schulgebäuden noch die Turnhalle und das Gemeindehaus.

Darüber hinaus entschied sich der Architekt Reto Durrer für ein Lüftungssystem in Kombination mit einer Betonkerntemperierung. Hierfür wurden während der Bauphase Kühlrohre aus wärmeleitendem Aluminium in die Betondecken auf jeder Ebene verlegt. Beim Projekt Türli und Arni kam das BTA-Lüftungssystem Concretcool von Kiefer Klimatechnik zum Einsatz - siehe auch Beitrag „Wie Kiefer Klimatechnik Betonkerntemperierung mit Lüftungstechnik kombiniert“ vom 30.10.2020.

Das TGA-Planungsbüro Berchtold aus Sarnen hatte bereits gute Erfahrungen mit Concretcool und das System daher speziell für dieses Projekt bei Kiefer Klimatechnik angefragt. Zur Erinnerung: Concretcool nutzt die freie Kühlung und vereint die Bauteilaktivierung mit der Lüftungsfunktion. Das System gibt es bereits seit über 20 Jahren, und es ist ideal für Schulneubauten. Denn für ein konzentriertes Arbeiten und Lernen und auch um eine mögliche virenbelastete Aerosolkonzentration zu vermeiden, benötigen Schulräume stets frische Luft.

Die Bauteilaktivierung mit Luft statt Wasser verwendet frische Außenluft als Energieträger. Diese steht an bis zu 70% des Jahres mit Temperaturen unterhalb von 12°C kühl und kostenlos zur Verfügung. So werden die Räume mit Frischluft versorgt und gleichzeitig die Raumluftfeuchte im Sommer reduziert. Während des Betriebs der Anlage im Winter produzieren die Schüler mehr Wärme als durch die gut gedämmte Gebäudehülle entweicht. Dass daher nicht viel geheizt werden muss, war für die Architekten ein entscheidendes Argument für das Concretcool System.

Simple Funktion, unauffälliges Design, hohe Energieeinsparungen

Die kühle Außenluft, mit einem optimalen Zuluftvolumenstrom für Concretcool von 12 m³/ hm², durchströmt die Kühlrohre innerhalb der Betondecke und erwärmt sich dabei auf annähernd Deckentemperatur. Rippen in den Aluminiumrohren vervierfachen die innere Oberfläche nahezu. Dadurch wird ein Wärmeübertragungsgrad von 90% erreicht:

Die benötigte Wärme wird der Decke entzogen und führt zu einer zeitgleichen Kühlung des Bauteils. Hauseigene Deckendralldurchlässe vom Typ GLS 230 führen anschließend die Zuluft in die Räume. Dadurch wird der hygienische Frischluftbedarf gedeckt und ein behagliches Raumklima geschaffen. Ganz ohne Nacherhitzer oder Primärenergie erreicht das System eine Austrittstemperatur von rund 21°C. Der Prozess erfolgt selbstregulierend und fast schwankungsfrei mit hoher Stabilität der Temperatur aufgrund der großen Speicherkapazität der Betondecken.

Zusätzliche Lüftungsrohre benötigt das System nicht: Die Luftleitungen sind im Raum nicht zu sehen, lediglich die Luftdurchlässe sind in den Betondecken integriert. Dadurch können auch ästhetische Ansprüche der Architekten erfüllt werden: Da die Anschlusskästen auch in wasserdichter Ausführung in die Decke einbetoniert werden können, sind beispielsweise durchgehend glatte Betondecken möglich.

Kunst am Bau

Im Sommer 2020 konnte das Schulhaus Türli und im Sommer 2021 auch das Arni eröffnet werden - ein Jahr früher als geplant und sogar mit etwas niedrigeren Gesamtkosten als ursprünglich vorgesehen.

Von der Fassade blicken 66 Portraits hinunter auf den Schulhof. Der Sarner Künstler Christian Kathriner hat freiwillig ausgeloste Kinder aus dem Kindergarten und der Schule zuerst fotografiert und anschließend mit einem speziellen Verfahren (Stichwort: Fotobeton, siehe Beispiel und die darin verlinkten weiteren Beiträge) diese Portraits in verschiedenen Graustufen auf die Betonfassade gedruckt. So bleiben sie als Zeitzeugen für die Zukunft verewigt. An die Zukunft wurde auch bei der Planung gedacht: Denn sollte später eine Erweiterung nötig sein, kann an das Türli-Schulhaus angebaut oder der Arni-Kindergarten aufgestockt werden. 

Weitere Informationen zu Concretcool können per E-Mail an Kiefer Klimatechnik angefordert werden.