Deckenheizung-kühlung für Schulgebäude – Eine Lösung für energetische und akustische Vorgaben

TRENDS

Auf das Bildungssystem in Deutschland rollt eine Welle steigender Schülerzahlen zu. Zum Schuljahr 2022/23 ist die Zahl der Schulanfänger:innen gegenüber dem Vorjahr um 5,2% gestiegen und hat damit einen Höchstwert seit 17 Jahren erreicht. Besonders betroffen sind die Bundesländer Niedersachsen und Brandenburg mit Zuwachsraten von mehr als 8%. In Berlin liegt der Zuwachs bei 6,6%. Damit ist absehbar, dass mit ein paar Jahren Verzögerung auch der Schulplatzbedarf an weiterführenden Schulen erheblich steigen wird.1

Es fehlen demnach nicht nur pädagogische Fachkräfte, sondern auch Schulplätze. Keine Überraschung eigentlich, denn zum Schuljahr 2016/17 gab es in Deutschland 2.800 Schulen weniger als 10 Jahre zuvor. Eine Reaktion auf die geburtenschwachen Jahrgänge. Dem Rückgang der Schulen steht aber jetzt und in den kommenden Jahren ein stetig steigender Mehrbedarf an neuem Schulraum gegenüber. Hinzu kommt ein erheblicher Sanierungsrückstand an den bestehenden Schulen.

Investitionen in den Schulneubau

Allein für Berlin resultiert die Entwicklung in einem Mangel an etwa 20.000 Schulplätzen im laufenden Schuljahr.Neue Schulen müssen her. Der Berliner Senat hat als Entgegnung auf die Entwicklung der Schülerzahlen und Lernbedarfe vor sieben Jahren die Berliner Schulbauoffensive ins Leben gerufen. Die Schulbauoffensive soll alle notwendigen Maßnahmen und Mittel bündeln, um durch An- und Neubau von Schulgebäuden, Abbau des Sanierungsstaus an vorhandenen Schulen und durch Verfahrensbeschleunigung der geplanten Bauvorhaben zukünftig ausreichend Schulplatzkapazitäten in Berlin zu garantieren. Zu den Maßnahmen gehört der Neubau von mindestens 60 Schulen. Als Konsequenz haben sich die Schulbauausgaben in 5 Jahren verdoppelt. Ein großes ökonomisches Potential, zudem aus der Sicht der Klimatechnikbranche nicht nur der Investitionsumfang, sondern auch die Festlegung neuer räumlicher und energetischer Standards im Rahmen der Schulbauoffensive interessant ist. Festlegungen, die auch Auswirkungen auf die Vorgaben für den Bau anderer öffentlicher Gebäude haben werden.

Raumakustik und energetische Erneuerung im Fokus

Die Schulbauoffensive soll bei der Planung der neuen Schulen nicht nur der Schaffung von Kapazitäten sondern ebenso der Entwicklung der Unterrichtsstrukturen vom herkömmlichen Frontalunterricht hin zur Freien-, Partner- und Gruppenarbeit Rechnung tragen. Flexible Unterrichtsformen stellen neue Anforderungen an Schulgebäude und erfordern eine Anpassung der Klassenzimmer an einen höheren Geräuschpegel. Die neu zu bauenden Schulen sollen sich daher auch in pädagogischer und architektonischer Hinsicht an den neuesten Standards orientieren.

Um das zu erreichen hat die Schulbauoffensive das Regelwerk „Standards für den Neubau von Schulen“ herausgegeben, um Bauunternehmen, Architektur- und Planungsbüros eine Orientierung für die Planung neuer Schulgebäude zu geben. Hiernach ist für jeden Schulneubau „ein Energieversorgungskonzept zu erstellen. Dabei ist die wirtschaftlichste Wärmeversorgungsvariante (inklusive Wärmeverteilung und Heizflächen) mit einem möglichst hohen Anteil von erneuerbaren Energien herauszuarbeiten“.3

Heiz-Kühldecken sind aufgrund des hohen Wirkungsgrades und vielfältiger Kombinationsmöglichkeiten mit regenerativen Energieträgern eine ideale Komponente, um den energetischen Anforderungen an den modernen Schulneubau zu entsprechen. Die Heizung über die Deckenfläche eröffnet nicht nur architektonische Möglichkeiten für großflächige Fenster und flexible Raumgestaltung, sondern gilt auch aufgrund minimierter Luft- und Staubaufwirbelungen als besonders gesundheitsverträglich. Daher kommen Deckenheizungen häufig auch in Krankenhäusern zum Einsatz. Im Sommer kann die Anlage zur Deckenkühlung verwendet werden.

Neben der energetischen Erneuerung kommt der Verbesserung der Raumakustik eine besondere Bedeutung zu. Bei den angestrebten modularen und teamorientierten Lehr- und Lernprozessen in inklusiven Ganztagsschulen hat die Raumakustik einen erheblichen Einfluss auf den Lernerfolg. Ist der Lehrer nur mühsam zu verstehen, müssen verstärkt kognitive Prozesse eingesetzt werden. Eine erhöhte Nachhallzeit zieht auch die Erhöhung des allgemeinen Lärmpegels nach sich. Durch einen hohen Geräuschpegel entsteht das Bedürfnis, die Sprechlautstärke zu erhöhen, um sich verständlich zu machen (Lombard-Effekt). Studien haben gezeigt, dass bei Verringerung der Nachhallzeit auf einen optimalen Wert, der Gesamtgeräuschpegel um mehr als 10 dB gesenkt werden kann.4

In der Folge wird in den baulichen Standards der Berliner Schulbauoffensive eine fundierte Betrachtung der schallschutztechnischen und akustischen Gegebenheiten durch die an der Planung Beteiligten eingefordert. Es ist ein Nachweis nach DIN 18041 zu erbringen und durch Messung über die Nachhallzeit zu belegen. DIN 18041 gibt Empfehlungen zur optimalen Nachhallzeit abhängig von der Raumnutzung. Für Klassenräume wird hierin eine Nachhallzeit von maximal 0,55 Sek. vorgeben, die üblicherweise mit schallabsorbierenden Raumdecken ohne zusätzliche Maßnahmen erreicht werden kann.5

Diese akustischen Vorgaben sind ein weiteres Argument für den Einsatz von Heiz-Kühldecken in Schulgebäuden, denn die thermisch aktivierten Deckenflächen können zugleich, je nach Bauart, auch die Raumakustik positiv beeinflussen. Exklusives Beispiel ist die Verwendung von BASWAphon Cool Elementen mit BEKA Kapillarrohrmatten für die akustisch sensiblen Proben- und Stimmräume der Elbphilharmonie Hamburg. Aber bereits thermisch aktivierte und gelochte Gipskartonplatten verbessern die akustischen Eigenschaften einer Decke.

Heiz-Kühldecken für Schulneubau in Berlin Tempelhof-Schöneberg

Beim Neubau der Gustav-Heinemann Schule als 6-zügige, integrierte Sekundarschule mit gymnasialer Oberstufe wurden die Vorzüge der Deckenheizung-kühlung für den Schulbau bereits berücksichtigt. Der Neubau gilt als eines von drei Pilotprojekten für die Anwendung von Kriterien des nachhaltigen Bauens bei Schulprojekten in Berlin und soll nach Fertigstellung das Silber-Zertifikat nach dem Bewertungssystem Nachhaltiges Bauen (BNB) erreichen.

Zur Anwendung kommen gelochte Heiz-Kühlmodule von ClimaDomo mit integrierten BEKA Kapillarrohrmatten, wie sie bereits beim Neubau der AOK Bayern verwendet wurden.

Die Montage erfolgt auf Standard CD Trockenbau Deckenprofilen. Benötigte Aussparungen für Lampen, Kabel und Rohrleitungen werden durch individuell gefertigte Module ermöglicht. Insgesamt beträgt die Fläche der Deckenheizung-kühlung in dem Schulneubau 5.500qm.

Die Montage der gelochten Heiz-Kühldecke erfolgt durch Kaefer Construction GmbH Innenausbau Berlin. Die Auslegung der Klimatechnik stammt von KLIMA VOM FEINSTEN – Marko Augustat & Partner.

Die von den Architekten kklf. kleyer.koblitz.letzel.freivogel gesellschaft von architekten mbh geplante Schule, soll 2024 in Betrieb genommen werden.

 


aus Berliner Schulbauoffensive, Standards für den Neubau von Schulen: 2019, S.19

2 https://buildingradar.com/de/construction-blog/schulbau-report-2020/ aufgerufen am 13.02.2023

3 https://www.destatis.de/DE/Presse/Pressemitteilungen/2022/11/PD22_473_211.html aufgerufen am 13.02.2023

https://buildingradar.com/de/construction-blog/schulbau-report-2020/ aufgerufen am 13.02.2023

Maue, Jürgen: Akustische Gestaltung von Klassenzimmern. In: Sicherheitsingenieur 06/2012, S.26-30