Neubau Schulanlage Pfingstweid

Gute Luft dank ausgeklügeltem Lüftungssystem

Simon Hess, EBP

Das Verbundlüftungskonzept, zusammen mit den Wandklimageräten für Heizen und Kühlen, sind sehr energieeffizient und bieten einen hohen Raumklimakomfort.

Simon Hess, EBP

Roland Wagner, Projektleiter Stadt Zürich, Amt für Hochbauten, Fachstelle Energie und Gebäudetechnik

Das Lüftungskonzept der Schulanlage Pfingstweid kommt mit deutlich weniger gebäudetechnischen Installationen aus - ohne Verzicht auf den gewohnten hohen Komfort von konventionellen Systemen.

Roland Wagner, Projektleiter Stadt Zürich, Amt für Hochbauten, Fachstelle Energie und Gebäudetechnik

Das Projekt in Kürze

Umgeben von Hochhäusern und der vielbefahrenen Pfingstweidstrasse auf der einen Seite und dem Park auf der anderen Seite wurde die Schulanlage Pfingstweid als Abgrenzung des Pfingstweidparks zur Strasse gebaut. Die Platzierung des riegelförmigen Gebäudes verleitete die Architekten dazu, dem Gebäude zwei unterschiedlichen Fassaden zu geben. Die strassen- und stirnseitige Fassade wurde mit einem profilierten und in einem hellen Farbton eloxierten Metallblech verkleidet und passt sich so in die grautönige Umgebung ein, während die Fassade der Parkseite mit einer aus Lärchenholz konstruierten Laubenschicht den Bezug zum Park verstärkt. Die Schulzimmer sind auf den Pfingstweidpark ausgerichtet, die Gänge auf die Pfingstweid-Verkehrsachse.

Die Schulanlage Pfingstweid ist als Tagesschule konzipiert und bietet Raum für rund 180 Kinder von 6 bis 13 Jahren sowie 30-40 Lehr- und Betreuungspersonen. Die Bibliothek, der Mehrzweckraum sowie die Aufenthalts- und Verpflegungsräume sind im Erdgeschoss angeordnet und verfügen jeweils über einen direkten Ausgang auf den vorgelagerten Pausenplatz. In den Obergeschossen befinden sich die Unterrichts-, Gruppenräume und der Bereich für die Lehrpersonen. Die Turnhalle mit Garderoben und Nebenräumen sowie die Gebäudetechnik sind im Untergeschoss angeordnet.

Das Schulhaus versprüht eine warme Atmosphäre und das Schulleben der Kinder ist gänzlich von der Strasse abgewandt. Das Schulhaus ist seit August 2019 in Betrieb.

Das Lüftungskonzept

Die Klassenräume in den vier Schulzimmer-Trakten im ersten und zweiten Obergeschoss werden über Verbundlüfter (Umluftklimageräte) mit Frischluft versorgt. Dieses Konzept hat sich bereits in vielen Objekten bewährt, z.B. in Bürobauten, wobei in solchen Objekten die Personenbelegung pro Raum in der Regel viel geringer ist als in Schulzimmern.

Die Klassenzimmer sind quer zu den Erschliessungskorridoren ausgerichtet und bilden mit dem Korridor einen Brandabschnitt. Die frische Aussenluft wird über eine zentrale Lüftungsanlage mit 18°C an den äusseren Enden der Korridore in Bodennähe in die vier Korridore der Schultrakte geleitet. Diese Korridore dienen somit nicht nur als Erschliessungszone, sondern auch als Lüftungskanäle für die Zu- und Abluft. Die verbrauchte Luft aus den Klassenzimmern wird jeweils am gegenüberliegenden Ende fortgeführt.

Die Frischluft gelangt ohne zusätzliche Leitungen und Rohre über Durchlässe in Bodennähe, über die sogenannten Verbundlüfter, in die Unterrichtsräume. Die Verbundlüfter erlauben je nach Bedarf eine Erwärmung oder Kühlung der Luft, so dass diese optimal temperiert bei den Nutzenden ankommt. Die verbrauchte Luft wird über spezielle Öffnungen oberhalb der Zimmertüren abgezogen und wieder in die Korridore abgeführt. Die Umluftklimageräte transportieren die Zu- und Abluft so effizient, dass auf eine CO2-abhängige Steuerung der Luftmenge verzichtet werden kann und stattdessen die Geräte auf eine konstante Luftmenge bei Präsenz im Raum eingestellt sind. Erd- und Untergeschoss werden konventionell belüftet, zum Teil aber auch über Umluftklimageräte beheizt und gekühlt.

Das Energiekonzept sieht vor, dass die Verbundlüfter überwiegend nachts im Umluftbetrieb die jeweiligen Räume vor Unterrichtsbeginn auf die gewünschte Temperatur erwärmen oder kühlen. Damit dies funktioniert, muss die thermische Masse der Räume entsprechend bewirtschaftet werden können. Bei normalen klimatischen Bedingungen wird der Komfort in den Zimmern tagsüber während der Unterrichtszeit durch die nachts in der Gebäudemasse gespeicherte Energie gedeckt. Bei sehr hohen oder tiefen Aussentemperaturen kann auch tagsüber im Umluftbetrieb zusätzlich geheizt oder gekühlt werden.

Die Lüftung im Überblick

Lüftungstyp

Zentrale Lüftungsanlage mit KVS WRG

Schulzimmer

Verbundlüfter/Umluftklimageräte

Turnhalle

Kaskadenlüftung

grundriss_klassentrakt_schulhaus_pfingstweid
Grundriss eines Klassentraktes mit Erschliessungszone (Korridor), der als Luftkanal für die Zu- und Abluft genutzt wird.

Fragen an den Planer

  1. Aus welchen Gründen haben Sie sich für dieses Lüftungssystem entschieden?
    Die Verbundlüftung erlaubt die Luftführung ohne ein aufwendiges Kanalnetz, was platzökonomisch interessant ist und gestalterische Vorteile mit sich bringt.
  2. Welche weiteren Vorteile bietet das gewählte Lüftungssystem?
    Die Lüftung erfolgt sehr bedarfsorientiert anhand der CO2-Konzentration im Korridor und mittels Präsenzmeldern in den Schulräumen. Dadurch wird ein Überlüften der Räume verhindert und weniger thermische und elektrische Energie verbraucht. Dieses Lüftungssystem ist sehr energieeffizient.
  3. Was waren die Herausforderungen bei der Planung und welche bei der Umsetzung des Lüftungssystems?
    Das gewählte Lüftungskonzept ist in dieser Version, zusammen mit dem Klimagerät für Heizen und Kühlen, ein Novum. Wie üblich bei neuen Konzeptlösungen ist die Kommunikation dieser neuen Lösung eine Herausforderung. Das gilt auch für die Umsetzung. Sicherzustellen, dass die Schlüsselgrössen in der Planungsphase die notwendige Qualität erhalten und in der Realisation richtig produziert werden, war anspruchsvoll.

(Simon Hess, EBP)

Was sagt die Bauherrschaft?

Der grosse Vorteil des in der Schulanlage Pfingstweid realisierten Lüftungskonzepts ist der (von elektrischen Installationen abgesehen) weitestgehende Verzicht gebäudetechnischer Installationen in den Klassenzimmern - sofern die Verbundlüfter auch als Wärme- und Kälteabgabesystem genutzt werden können. Die Umluftklimageräte können sehr schnell auf Temperaturänderungen in den Klassenzimmern reagieren und besitzen so einen entscheidenden Vorteil gegenüber trägen Systemen wie Fussbodenheizungen. Von Nachteil ist das grosse Volumen der Geräte.

Das Konzept hat aus unserer Sicht auch bei Instandsetzungen und bei unter Denkmalschutz stehenden Objekten grosse Vorteile, da der Eingriff in die Bausubstanz geringer als bei konventionellen Lüftungskonzepten ausfällt.

Eine Voraussetzung für die Umsetzung solch eines Konzeptes ist aus unserer Sicht eine sehr enge Zusammenarbeit von Architektur, Gebäudetechnikplanung und Bauphysik.

(Roland Wagner, Projektleiter Stadt Zürich, Amt für Hochbauten, Fachstelle Energie und Gebäudetechnik)


Das Projekt in Zahlen

Baujahr

2014 - 2019

EBF

5028 m2

Dämmung

Minergie-Hülle

Zertifikat

ZH-267-ECO

Bildgalerie

Fotos Gebäude

Stadt Zürich, Amt für Hochbauten / Fotograf: Jürg Zimmermann, Zürich

Fotos Lüftungskomponenten

Minergie

Planer

Architekt: Baumann Roserens Architekten, Zürich
HLKK-Ingenieur: EBP Schweiz AG, Zürich
Bauherrschaft: Stadt Zürich Amt für Hochbauten , Zürich