Im Rahmen des Modellprojektes "Klimaschutz pur" des Bundesarbeitskreis Altbauerneuerung – BAKA e. V. wurden die Maßnahmen zur energetischen Sanierung eines denkmalgeschützten Schulgebäudes entwickelt.
Unter dem Motto "Lernen in alten Mauern" soll es mit seinem umfangreichen Maßnahmenpaket als beispielhaftes Lernobjekt für die energetische Sanierung im denkmalgeschützten Altbau dienen und alle Generationen nachhaltig für den Klimaschutz sensibilisieren.
Im Jahr 2007 wurden die ersten einzelnen Bauarbeiten wie z. B. die Nachbesserungen am Dach umgesetzt, maßgeblich finanziert durch Spendengelder.
Mit der Unterstützung des Umweltentlastungsprogramms Berlin (UEP II) können nun die weiteren Arbeiten realisiert und ein möglichst hochwertiger energetischer Standard erreicht werden.
Neben der hochwertigen Wärmedämmung der gesamten Gebäudehülle unter Berücksichtigung von Denkmalschutzaspekten und dem Austausch der Fenster sind vor allem die Erneuerung des Heizungssystems und die Installation einer Erdwärmepumpe und einer Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung geplant.
Dabei übernimmt der BAKA e. V. die baufachliche Gesamtbetreuung der Sanierung. Weiterhin sind die Technische Universität Dresden - Institut für Bauklimatik, die GFF – Gewerbliche Akademie für Glas-, Fenster- und Fassadentechnik Karlsruhe, die Bundesanstalt für Materialforschung und –prüfung (BAM), das Institut für Bauforschung Hannover (IfB) sowie die Hochschule Augsburg mit ihren Forschungsvorhaben in das Projekt involviert.
In das Sanierungsvorhaben sind folgende Forschungsprojekte integriert:

Die Montessori Schule liegt im Berliner Ortsteil Pankow. Das Gebäude steht frei auf einem Grundstück nahe den S-Bahngleisen, die durch eine Baumreihe abgeschirmt werden. Die Schule ist verkehrsgünstig gut angebunden; die S- und U-Bahnhöfe Pankow liegen wenige Gehminuten entfernt.

 

Als Gemeindehaus der evangelische Kirchengemeinde wurde das dreistöckige Backsteingebäude von einem in Pankow bekannten Maurermeister mit neugotischen Verzierungen um 1899 erbaut und ist wegen seiner Bedeutung für das Stadtbild in Pankow sowie aus ortsgeschichtlichen Gründen denkmalgeschützt.
Das Gebäude wurde in Massivbauweise mit Klinkerschichtmauerwerk mit Zierelementen errichtet.

 

Etwa 60 % der vorhanden Fenster hatten Kunststoffrahmen und zu jeweils 20 % waren noch Holzkasten- und Einfachfenster mit Uw-Werten größer 5 W/m²K vorhanden. Teilweise hatten Fenster wie auch die Türen keine Dichtungen.

Seit der früheren Sanierungsmaßnahme 2007 wurde die Wärmeenergie durch zwei Gasbrennwertthermen erzeugt. Der fehlende hydraulische Abgleich und ungedämmte Leitungen verhinderten eine effiziente Wärmenutzung der Heizanlage.
Aufgrund des geringen Bedarfs wurde die Warmwasserbereitung über dezentrale Boiler direkt an den Handwaschbecken vorgenommen.
Die Versorgung mit Frischluft wurde über das manuelle Öffnen der Fenster geregelt. Diese Art zu Lüften sowie die entstehende Zugluft erlaubte keine konstante Temperierung der Räume.
Bedingt durch diese Mängel wies das Gebäude einen sehr hohen Endenergiebedarf von 341,4 kWh/m²a auf und musste somit dringend saniert werden.

Die Reduzierung des Jahresprimärenergiebedarfs um über 85 % ist das Ziel der Sanierung und soll hauptsächlich über eine energetisch optimierte Gebäudehülle und eine verbesserte Heizungstechnik erzielt werden.
Besondere Anforderungen an die Baumaßnahmen werden durch den Denkmalschutz gestellt: da die Optik der Fassade zu erhalten ist, kann eine Außenwanddämmung nicht durchgeführt werden. Deshalb müssen besonders hochwertige Dämmmaterialien bei der Innendämmung verwendet werden, um einen guten Wärmeschutz zu erzielen. Ebenso unterliegen die Fenster dem Denkmalschutz, da ihr Erscheinungsbild gemäß historischer Vorlagen zu bewahren ist.
Eine Erdwärmepumpe und eine Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung werden zur weiteren Senkung des Primärenergiebedarfs installiert. Auch die Beleuchtung wird energetisch optimiert.
Die Kombination aller Maßnahmen soll zu einer Unterschreitung des Primärenergiebedarfs gegenüber einem Neubau nach EnEV 2007 um mehr als 40 % führen, weshalb dieses Projekt im Umweltentlastungsprogramm UEP II des Landes Berlin als ein besonderes Modellvorhabenmit beispielhafter energetischer Sanierung im denkmalgeschützten Altbau hervorgehoben wird.
Die einzelnen Schritte der Sanierung werden in Unterrichtseinheiten und Baubesprechungen thematisiert, so dass die Schüler Themen zu Denkmal- und Klimaschutz praxisnah vermittelt bekommen.
Das Projekt wird vom BAKA mit der in Zusammenarbeit mit dem vom Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung (BMVBS) entwickeltem Gebäudediagnose-Softwareprogramm idi.al in allen Phasen begleitet.

Da durch den Denkmalschutz die Veränderung der Außenfassade untersagt ist, sind die Sanierungsmaßnahmen der Außenwände auf die Innendämmung beschränkt.

Voraussetzung für den Einbau der innenliegenden Dämmung ist die konstruktive Sanierung des Sichtmauerwerks von außen, das heißt die Reinigung der Klinkerfassade, Ausbesserung und Ergänzung der Fehlstellen der Klinkersteine und der Fugen sowie die Restaurierung der Fenstergewände und Stuckgesimse.
Abschließend erfolgt die Sicherung der Außenwand gegenüber Feuchtigkeitseintritt "Schlagregenschutz" mit dem "KROS-Verfahren (Kapillar-Regulierender-Oberflächen-Schutz – diffusionsoffen)" einem feuchteregulierenden System zur Oberflächenbehandlung.

Restaurierungsarbeiten an den Fenstergewänden

Unter Berücksichtigung der vollständigen Fassadensanierung kann das Innendämmsystem mit 30 bis 35 mm starken Vakuum-Isolations-Paneelen eingebaut werden, kombiniert mit einem System aus mineralischen Dämmplatten. Die dabei zugrunde liegende Dämmwirkung ist 8 bis 10-fach höher als bei konventionellen Systemen. So kann eine Wanddämmung mit einem U-Wert von 0,18 W/m²K erreicht werden. Die Anschlüsse der Fensterleibungen werden umschließend mit iQ-Term gedämmt und an der Außenwand einbindende Innenwände erhalten einen in den Putz eingearbeiteten Dämmkeil.

 

Die Kunststofffenster des Bestands werden vollständig ersetzt durch einen neuen Holzfenstertyp mit einem U-Wert von 0,68 W/m²K. Die Konstruktion des Fensters ähnelt dem Prinzip eines Verbund- oder Doppelkastenfensters in einer 2-flügeligen Ausführung nach dem historischen Vorbild, ausgestattet mit Isolierverglasung (Ug = 0,5 W/m²K) in jeder Scheibenebene, wodurch ein hoher Wärmedämmwert und ein erhöhter Schallschutz entsteht.
Die alten vorhandenen Holzfenster werden gemäß der neuen Fensterkonstruktion aufgerüstet oder gegebenenfalls ausgetauscht.

Die Dachkonstruktion muss im gesamten Aufbau einschließlich aller Abdeckungen und Anschlüsse an die Außenwände sowie den Ziergiebel erneuert werden. Dabei wird die bereits teilweise eingebaute Dämmung ergänzt, so dass ein U-Wert von 0,17 W/m²K erreicht werden kann. Zum Einsatz kommt ein Mineralwolle-Dämmsystem.

 

 

Der hochwertige Wärmeschutz der Gebäudehülle führt zu einem geringen Heizwärmebedarf, weshalb die Heizungsanlage als Niedertemperatursystem ausgebildet werden kann. Als komplett neues Heizungssystem wird eine Sole-Wasser-Wärmepumpe eingebaut. Die Abgabe der Wärme in den Räumen erfolgt zum Teil als Wandheizungssystem bzw. mittels eines Fußbodenheizungssystems, das die Erneuerung des Fußbodens einschließlich dessen Abdichtung und Wärmedämmung zur Folge hat.

 

Der Einsatz der Sole-Wasser-Wärmepumpe ermöglicht die sommerliche Kühlung des Dachgeschosses und eine aktive Regenerierung des Erdreichs in den Sommermonaten.
In den Förderrichtlinien des Berliner Umweltentlastungsprogramms ist für die Auswahl der Wärmepumpen vorgesehen, dass über die geforderte Mindestenergieeffizienz hinaus, die gesamten klimatischen Effekte der Wärmepumpe (TEWI-Wert = Total Equivalent Warming Impact) betrachtet werden müssen.

Die Installation einer Be- und Entlüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung vermeidet Lüftungswärmeverluste und sorgt gleichzeitig für eine gute Raumluftqualität mit einer maximalen CO2-Konzentration von 1.500 ppm, was über eine CO2-Steuerung sichergestellt werden soll.

Die geplante Optimierung der Beleuchtung mit dem Einsatz elektronischer Vorschaltgeräte und der Ersatz ineffizienter Leuchtmittel führen zur weiteren Reduzierung des Energieverbrauchs.

 

Eine Primärenergieeinsparung von 202,3 MWh/a (Berechnung nach EnEV / DIN V 18599) soll durch das Zusammenspiel aller Sanierungsmaßnahmen erzielt werden, was zur Reduktion energiebedingter CO2-Emissionen von 46 t/a bei Fernwärme aus Kraft-Wärme-Kopplung und Strommix führt. Gegenüber dem Ausgangszustand sinkt der Primärenergiebedarf um 68 %. Der Nutz- und Endenergiebedarf wird im Vergleich zum Ausgangszustand um etwa 85 % reduziert. Die Energieeinsparung beim Heizwärmebedarf von 26,3 auf 3,9 Liter Heizöl pro Quadratmeter wird als Ziel der Sanierung angestrebt.

Im Vergleich zu der zu Beginn der Maßnahmenumsetzung vorgenommenen groben Kosteneinschätzung von 1.113.700 € Gesamtkosten (siehe Tabelle) liegen derzeit die kalkulierten Kosten der Gesamtsanierung mit 1.010.390 € noch darunter. Allerdings ist das Projekt noch nicht abgeschlossen und es kann noch zu Änderungen kommen.

Sanierungskosten gemäß der ersten Kostenschätzung [1]

Als besonderes Modellvorhaben erhält das Projekt eine 90 %ige Förderung aus dem Umweltentlastungsprogramm (UEP II) des Landes Berlin, das durch Mittel aus dem Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) kofinanziert wird.

Das voraussichtlich im Jahr 2011 realisierte europäische Modellprojekt "Energetische Sanierung der Montessori Grundschule Berlin Pankow" soll aufzeigen, dass trotz Denkmalschutzauflagen für Bestandsgebäude im Nichtwohnungsbereich ein sehr guter energetischer Standard erreicht werden kann.
Die dabei zur Innendämmung eingesetzten Vakuum-Isolations-Paneele (VIP) sind bislang eine noch kaum erprobte Technologie und stoßen bereits jetzt auf großes Interesse in der Fachwelt. Die Förderung durch das Land Berlin wie auch der EU ermöglichen so die forschungstechnische Projektbegleitung durch den Bundesarbeitskreis Altbauerneuerung – BAKA e. V. und den darin involvierten Forschungseinrichtungen. Ein weiteres Ziel ist, das Modellprojekt selbst sowie alle Ergebnisse und Veränderungen in den Bauteilen dauerhaft dokumentieren, evaluieren und einer breiten Öffentlichkeit vorstellen zu können. Hierzu werden in den Bauteilen entsprechende Messsonden eingebaut, die es ermöglichen, den Zustand der Bauteile über Jahre hinweg zu beobachten. Für Interessenten ist das Gebäude im Rahmen von Führungen zugänglich.
Auch zur gezielten Weiterbildung von Handwerkern im Rahmen der Projekte "Holzwende 2020: Verwendung nachwachsender Rohstoffe" und "Handwerkerprofil-Plus" soll das Projekt dienen. Handhabung, Verfahren und Methoden zur Bearbeitung der Dämmmaterialien, insbesondere der Vakuum-Isolations-Paneele, sollen den Handwerkern dabei vermittelt werden.