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Lern- und Lebensräume

14.01.2011

Das Sanierungs- und Bauaufgabenpotenzial ist bei Österreichs Schulen gewaltig. Bestmögliche ­Lern­bedingungen sind das Ziel – räumliche, energetische wie auch bauphysikalische Herausforderungen.

Österreichs Schulen haben einen enorm hohen Sanierungsbedarf. Der dringende Platzbedarf wie auch die veränderten Rahmenbedingungen an den Unterricht bestimmen Neubauten. Ein aktuelles Beispiel für eine zukunftsweisende Adaptierung und Erweiterung eines Schulbaus ist die soeben mit einer Nominierung im Rahmen des niederösterreichischen Baupreises ausgezeichnete Volksschule Böheimkirchen. Die Bauarbeiten leitete die Baumeister Franz Kickinger Gesellschaft m.b.H. Der älteste Schulbau im deutschsprachigen Raum, das akademische Gymnasium Innsbruck, wurde von der Porr saniert und erweitert. Dabei blieb das äußere Erscheinungsbild des Baus aus dem frühen 20. Jahrhundert erhalten.

Die neue Fassade öffnet das Gebäude hofseits, sodass eine maximale Belichtung der Schulräume gewährleistet ist. Ebenso hell, freundlich und transparent präsentiert sich die Sanierung und der Neubau um 30 Klassen der HTBLA in Salzburg. Platz für mehr als 2000 Nutzer war der Auftrag an das Architektenteam Kleboth.Lindinger. Das Farbkonzept von Monika Heiß bezieht alle Gebäudeteile in der Gesamtkonzeption mit ein: Boden, Wand, Decke, Fassaden, Gläser.

PPP-Projekte sind ein möglicher Weg, um dringend benötigte Investitionen im Schulbereich voranzubringen – dies beweist der erste PPP-Neubau in Wien. Mit dem Gertrude-Fröhlich-Sander-Campus realisierte die Stadt Wien mit einem Konsortium (Porr, Bank Austria Real Invest) eine Ganztagsvolksschule und einen Kindergarten. Die Summe von 23,5 Millionen Euro investierte die Stadt mit den PPP-Partnern. Auch bei der Sanierung von bestehenden Schulgebäuden kann PPP Chancen bieten: Es geht nicht nur um die Kostensenkung, sondern vielmehr um die langfristige Sicherung der Instandhaltung über den gesamten Lebenszyklus eines Gebäudes.
Allein in Kärnten geht man z. B. von 49 sanierungsbedürftigen Schulen aus. Spricht man von Schulsanierung, geht es allerdings um mehr als nur um einen Neuanstrich: Vielmehr schlagen sich aus der Bauzeit Altlasten in Gesundheitsrisiken nieder wie etwa Schimmel- oder Asbestbelastungen. Zudem sind Schulgebäude einer besonders großen Beanspruchung ausgesetzt: An sie werden sehr hohe Anforderungen aus den Bereichen Ökologie, Ökonomie, Soziales und Kultur gestellt. Und die öffentlichen Träger konnten in der Vergangenheit nur Betriebskosten, nicht aber wesentliche Sanierungskosten bezahlen. Durch nicht stattgefundene Instandhaltungsmaßnahmen und nicht mehr zeitgemäße Ausstattung sind miserable Lernbedingungen für Schüler und Lehrer entstanden. Der Platzmangel ist ein weiteres Thema, in vielen Schulen sind sogenannte Wanderklassen üblich.

Explodierende Energiekosten
Experten schätzen die jährlichen Energiekosten der allgemeinbildenden Schulen der öffentlichen Hand in Österreich auf etwa 130 Millionen Euro. Das technisch machbare Potenzial einer energieeffizienten Sanierung ist eine Reduktion der Energiekosten um den Faktor zehn. Dies bedeutet ein Einsparpotenzial von mehr als 100 Millionen Euro. Nicht zu vergessen der Beitrag zur Schonung von Umwelt und Ressourcen und der pädagogische Impuls: Schüler lernen auf diesem Weg, sich mit dem Thema Ressourcenverbrauch zu beschäftigen. Genau so wichtig: Schulgebäude müssen auf die Zukunft der Schule vorbereitet werden. Das Lernen für morgen ist in den Schulen von heute nicht mehr möglich. Die Grundrisse von damals sind für den heutigen Schulbetrieb schon lang nicht mehr passend. Denn auf die Schulen kommen veränderte und vor allem neue Anforderungen zu: Neue Unterrichtsinhalte und eine andere Auslastung verlangt auch neue Gebäudeausstattungen.

Die gesellschaftlichen Veränderungen zollen ebenfalls Tribut: Die Schule wandelt sich vom Lernort zum Lebensort, wie ein Blick auf den Stundenplan der Oberstufe zeigt, oder auch, wenn etwa arbeitslose Jugendliche beraten und betreut werden. Schulen werden in Zukunft Gebäude sein, die für unterschiedliche Zwecke von früh bis spät genutzt werden. Mittelfristig sinkende Schülerzahlen sind also keine Ausrede mehr, eine Sanierung auf die lange Bank zu schieben.
Darauf weist auch Klaus Sedlbauer, Leiter des Fraunhofer Instituts für Bauphysik (IBP), hin: „Die Modernisierung von Schulgebäuden ist eine dringende Zukunftsaufgabe, weil deren Zustand in vielen Fällen von ihrem Zuschnitt, ihrer Bauqualität, ihrem Raumklima und ihrer Ausstattung her nicht mehr zeitgemäß ist. Eine Modernisierung muss den sich ändernden räumlichen und technischen Anforderungen Rechnung tragen.“

Wissen und Mut
Oft fehlen den Verantwortlichen das Wissen und der Mut, eine Schulsanierung richtig anzugehen. Unter dem Titel „Zukunftsraum Schule“ veranstaltet das Fraunhofer IBP einen zweijährlichen Kongress, um zusammen mit Forschung und Wirtschaft das Thema Schulsanierung aus verschiedenen Blickwinkeln zu beleuchten. Fazit daraus: Saniert müssen fast alle Schulen werden. Europaweit gibt es verschiedene Schulbautypen: Fertigbeton der 1970er-Jahre oder Altbauten der 1920er-Jahre. Der erste Schritt einer energetischen Sanierung ist die Dämmung der Gebäudehülle, um Wärmeverluste zu minimieren. Die Fraunhofer-Experten empfehlen eine Dämmung der Außenwand (12 bis 30 Zentimeter), des Daches (20 bis 40 Zentimeter) und der Kellerdecke (fünf bis 20 Zentimeter) mit geeigneten Materialien. Kann aus bautechnischen Gründen nur eine schlanke Wärmedämmung erfolgen, können auch mit Vakuumdämmpaneelen, die gerade einmal drei Zentimeter dick sind, bereits gute Erfolge erzielt werden. Durch Austausch der Fenster (Einsatz von Zwei- oder Drei-Scheiben-Verglasung, Uw = 0,8–1,4 W/m²K) werden Wärmebrücken weiter minimiert. Damit wird eine möglichst lückenlose Luftdichtigkeit erreicht.

Die Dichtheit der Gebäudehülle bedeutet, dass eine effiziente Lüftungsanlagentechnik eingesetzt werden muss: eine Kombination aus moderner Heizungstechnik und einer Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung. Gleich drei Gründe sprechen für den Einsatz einer Lüftungsanlage. Erstens: Die deutliche Einsparung von Primärenergie, besonders effizient in Kombination mit Wärmerückgewinnung, wird dadurch möglich. Zweitens: Eine konstante Frischluftzufuhr, auch nachts, verbessert das Raumklima und reduziert zudem Pollen, Sporen und Hausstaub. Drittens: Die entstehende Feuchte wird kontrolliert, was Bauschäden wie z. B. durch Schimmelpilzbildung vermeidet. Der Einsatz von intelligenter Heizungs- und Lüftungstechnik ermöglicht aber auch eine Betriebsoptimierung. An Schulen ist die Raumtemperatur immer wieder zu hoch, viel zu viel wird vor allem im abgesenkten Betrieb geheizt. Allein die präzise Regelung der Anlagenlaufzeit an die Tag- und Nachtbedürfnisse spart 20 Prozent Energiekosten.

Gewaltiges Einsparungspotenzial
Kombiniert man Dämmung mit Heizungs- und Lüftungssystemen, ist das Einsparungspotenzial gewaltig. Bei der Sanierung einer Grund- und Hauptschule unter Federführung des Fraunhofer IBP entwickelten die Experten ein Sanierungskonzept für einen typischen 60er-Jahre-Schulbau. Dieses betrafen die Dämmung der Hüllflächen (Wände, Dach, oberste Geschoßdecke), eine Wärmeschutzverglasung und den Austausch der Heizungsanlage. Im Ergebnis wurde der Heizwärmeverbrauch um 75 Prozent reduziert. Dazu trug die ermöglichte Einzelraumregelung allein schon acht Prozent bei. Mehr Komfort entsteht auch im Sommer, da sich die Klassenräume nicht mehr überwärmen.

In der Praxis entsteht oft das Problem, dass nach Heizungssanierungen weniger Energieeinsparung und Komfort erzielt werden, als von der geplanten Technik erwartet wurde. Die Ursache sind strukturelle Defizite im gesamten praktischen Ablauf, von Planung über Vergabe bis zur Inbetriebnahme und laufendem Betrieb. Eine Lösung ist ein Contracting-Verfahren als Teil der Ausschreibung: Der Auftraggeber formuliert präzise Qualitätsanforderungen, die den Anlagenersteller als technisch Betriebsverantwortlichen mit einbinden. Die Betriebserfolgskriterien werden Teil des Auftrags und regelmäßig überprüft. Werden die avisierten Einsparungen nicht erreicht, ist der Gebäudetechniker in der Pflicht, entsprechend nachzurüsten.

Zukunft: Plusenergieschulen
Besonderes Augenmerk richtet sich auch auf die Integration erneuerbarer Energien im Zuge der Sanierung. Bei sogenannten Plusenergieschulen sind die Einsparmöglichkeiten noch höher, da hier neben den genannten Dämmungs- und Lüftungsmaßnahmen technische Lösungen zur Energiegewinnung zum Einsatz kommen. Bei der Sanierung der Uhland-Schule in Stuttgart wurde das Ziel „Plusenergie“ Teil des Sanierungskonzeptes: Wärme liefert eine Wärmepumpe mit Erdsonden, Strom erzeugt die schuleigene Photovoltaikanlage. Hocheffiziente Heizsysteme (Niedertemperatur-Flächenheizung) und Beleuchtungssysteme tragen ebenfalls dazu bei, dass die Schule im Jahresmittel mehr Energie erzeugt als verbraucht. Lüftungsanlagen sind integraler Bestandteil einer sinnvollen energetischen Sanierung von Schulen.

Doch nicht nur Wärmerückgewinnung und Feuchteschutz sind hierfür gute Gründe, sondern auch die kontrollierte und verbesserte Luftqualität. Ein wesentlicher Bereich für Schulbauten ist die Luftqualität. Häufig noch unterschätzt wird dabei der Einfluss des CO2-Gehalts. Der Richtwert nach Pettenkofer ist ein CO2-Wert von 1.000 bzw. 1.500 ppm, der in geschlossenen Räumen nicht überschritten werden soll: Ab diesen Werten sorgt CO2 beim Menschen für zunehmende Müdigkeit und verringerte Leistungsfähigkeit. Eine Vielzahl von wissenschaftlichen Untersuchungen in Klassenzimmern hat immer wieder eines gezeigt: Der Grenzwert wird ständig überschritten, und dies deutlich. Werte von 3.000 bis 4.000 ppm wurden mehrfach pro Stunde gemessen. Das Lüften durch das Öffnen der Fenster allein reicht nicht aus, das haben Studien ebenfalls gezeigt – auch alle Appelle, das Lüften ernst zu nehmen, haben nicht gefruchtet.

Leistungen als Maß
Erhöhte CO2-Werte haben fatale Auswirkungen: Eine deutliche Abnahme der Schülerleistungen wurde bei den Tests festgestellt. Werner Jensch, FH München, berichtet von einem Schulleiter, dessen Schule aus einem Altbau ohne Lüftung und einem Neubau mit Lüftung besteht: Die Schüler, die im Neubau Unterricht haben, sind im Durchschnitt eine halbe Notenstufe besser als die „Altbau-Schüler“. Bei einer Evaluierung in österreichischen Klassenzimmern wurden mechanische Lüftungsanlagen von Schülern und Lehrern schlecht bewertet, zu gering scheint die Möglichkeit, auf das Raumklima Einfluss zu nehmen. Forschungen am Fraunhofer IBP zu hybriden Lüftungsanlagen setzen daher beispielsweise auf mechanisch angetriebene Fenster und intelligente Regelungssysteme. Gute Lichtverhältnisse sind eine weitere Grundvoraussetzung für gute schulische Leistungen. Bei komplexen Aufgaben ist die Arbeitsleistung von der Beleuchtungsstärke abhängig. Gute Lichtverhältnisse erhöhen die Leistung von Lehrern – und Schülern.

Zudem werden die Zeiten, an denen das Tageslicht nicht ausreicht, in Schulen der Zukunft länger: Ob Ganztagsschule oder Hausaufgabenbetreuung, die veränderte Gebäudenutzung erfordert die passenden Lichtverhältnisse. Gleichzeitig ist effiziente Beleuchtung ein weiterer Aspekt der Energieeinsparung. Sanierte und intelligente Beleuchtungssysteme sparen Geld, es ist möglich, den Stromverbrauch um 80 Prozent zu senken, wenn unter anderem eine tageslichtabhängige Kunstlichtregelung zum Einsatz kommt.
Schulen sind ein akustischer Ort. Nicht nur im Klassenzimmer, auch auf den Fluren, in Lehrerzimmern, Sporthallen und Außenbereichen wird ständig geredet, gerufen und geschrien. Forschungen zeigen: Die Lärmbelastung bzw. die Leistung von Lehrern und Schülern ist vor allem von der Nachhallzeit abhängig. Das Ziel muss eine Nachhallzeit von unter 0,5 Sekunden sein.

Andernfalls sinkt die Sprachverständlichkeit deutlich, und ein Teufelskreis entsteht: Schlechteres Hören führt zu lauterem Reden – daraufhin steigt der Geräuschpegel im Klassenraum, worauf wieder lauter geredet werden muss usw. Das bedeutet Stress für Lehrer und Schüler – und die Schüler zeigen schlechtere Leistungen. Ein Beispiel aus vielen wissenschaftlichen Versuchen: Zweitklässler beantworten in einem Test deutlich weniger Fragen richtig, wenn die Nachhallzeit zu hoch ist. Um Nachhallzeiten zu reduzieren, müssen vor allem schallharte Flächen in Klassenzimmern „entschärft“ werden. Die dafür passenden Produkte sind am Markt vorhanden: Verbundplattenresonatoren, Breitband-Kompakt-Absorber oder schallabsorbierende, thermisch aktive Betondecken.

Praktisch schwierig
Viel Know-how ist bei der Renovierung von schallschluckenden Materialien notwendig. Einer „akustisch wirksamen“ Wand sieht man ihre besondere Eigenschaft nicht an. Schon ein einziger unbedarfter Anstrich durch einen Maler kann die Schallwirkung für immer vernichten. Hier gilt es, die eingesetzten Materialien sorgfältig zu dokumentieren.  Erst langsam werden die Betriebskosten eines Schulgebäudes in den Mittelpunkt gestellt. In der interdisziplinären Zusammenarbeit zwischen Bautechnikern und Pädagogikexperten kann erreicht werden, dass richtig und sinnvoll saniert wird. Das bedeutet, dass Schulträger ressortübergreifend denken und handeln müssen – und seitens der Techniker gut beraten werden.
Der Preisunterschied zwischen einer herkömmlichen Sanierung und einer integralen Sanierung, die energetische Maßnahmen sowie die Verbesserung von Luft, Licht und Akustik mit einbezieht, ist nicht gravierend. Schätzungen liegen bei 15 Prozent Preisunterschied, wenn teilweise noch Fördermittel mit ausgeschöpft werden können.

Das Einsparpotenzial im laufenden Betrieb ist enorm – und die Verbesserung des Wohlfühlklimas an der Schule bekommt man quasi gratis dazu. Wenn es dann gelingt, Schüler, Lehrer und Betrieb zu energiebewusstem Verhalten anzuleiten, dann ist viel erreicht.
Für eine zukunftsweisende Pädagogik müssen die entsprechenden Lernumfelder geschaffen werden, der Frontalunterricht gehört mehr und mehr der Vergangenheit an. Neue Lerninhalte und pädagogische Individualisierung brauchen veränderte Grundrisse. Durch belastbare und flexible nutzbare Räumlichkeiten kann auf die verschiedenen Nutzungsanforderungen reagiert werden.
 
Längerfristig entkommen Gemeinden in der Zukunft der Frage nicht mehr, welche Form der Schule angeboten werden soll. Durch die demografischen Entwicklungen ist dies unvermeidlich. Die Schulen der Zukunft werden nicht zuletzt aus monetären Gründen stärker mit außerschulischen Einrichtungen zusammenarbeiten müssen: mit Einrichtungen der Jugend- und Familienhilfe, mit Beratungsanbietern, mit Bibliotheken, mit Anbietern musischer und sportlicher Aktivitäten. Vielerorts werden Schulen zu Bildungsstätten von Stadtteilen werden. Diese stärkere Vernetzung mit anderen kommunalen Angeboten wird einen veränderten Flächenbedarf in Schulgebäuden auslösen. Für diese neuen Anforderungen gilt es jetzt, durch integrale Sanierung aktiv zu werden.

Oliver Brauer
Gisela Gary

Autor/in:
Redaktion Bauzeitung
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