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link_enob
link_schule
demo-best_dresden Adresse: Lortzingstr. 1, 01307 Dresden
Bauherr: Stadt Dresden
Antragsteller: Stadt Dresden
Ansprechpartner: Technische Universität Dresden,
Institut f√ľr Bauklimatik,
Uwe Meinhold

 

 

Projektbeschreibung

 

Allgemeine Daten
Projektadresse Bertolt-Brecht-Gymnasium
Lortzingstr. 1
01307 Dresden
Deutschland
Baujahr 1967
Sanierungszeitraum 1993 - 1995
Gesamtgrundfläche 2.407 m²
Anzahl der
Klassenzimmer
20 + 6 Fachräume
Standard-
Klassenzimmer
50 m²
20 - 25 Sch√ľler
ansicht
Die Schule nach der Sanierung

Projekt√ľbersicht
Die Bertolt-Brecht-Schule ist ein Beispiel f√ľr eine der "Typenschulen", die in der fr√ľheren DDR in den 1960er und 70er Jahren in Plattenbauweise gebaut wurden. Der Heizenergieverbrauch vor der Sanierung war sehr hoch aufgrund fehlender W√§rmed√§mmung, schlechter Fensterqualit√§t und gro√üen Luftundichtheiten. Die energetische Sanierung schloss eine Umwandlung der Innenh√∂fe zu zwei Atrien ein. Dadurch k√∂nnen diese als Zusatzr√§ume f√ľr z. B. Schulkantine und Aula genutzt werden. Die Sanierung hatte als Ziel, die Energieeinsparm√∂glichkeiten darzustellen und gleichzeitig das Angebot an Gemeinschaftsr√§umen zu erh√∂hen.

Sanierungsmaßnahmen

- Umgestaltung der Innenhöfe zu Atrien
- Vorerw√§rmung der Luft durch die Atrien im Winter und Nachtl√ľftung im Sommer
- Dämmung der Außenwände mit 12 cm Polystyrolhartschaum mit Putz (Wärmedämmverbundsystem)
- Dachdämmung, wärmeschutzverglaste Fenster mit Holzrahmen
- neue Heizungsregelung (Nacht- und Wochenendabsenkung), tageslichtabhängige Kunstlichtregelung

 

Lage Lage_Dresden
Standort der Schule in Deutschland
Die Bertolt-Brecht-Schule liegt im Stadtbereich von Dresden, der Hauptstadt des Bundeslandes Sachsen im Osten Deutschlands.
Breitengrad 51,0 ¬įN
L√§ngengrad 13,9 ¬įO
H√∂henlage 106 m √ľber NN
Mittlere Jahrestemperatur 8,9 ¬įC
Mittlere Temperatur
im Winter
0 ¬įC
Klima - Beschreibung Sonnig, gemäßigt
Braunschweig
Testreferenzjahr (TRY)

Gebäudetyp / Baujahr
Das Gebäude wurde in den 70er Jahren im Schusterstil gebaut. Es besteht aus zwei Blöcken, die einzeln betrachtet in die Kategorie Seitengangschule eingeordnet werden können, und die durch drei Treppenhäuser miteinander verbunden sind. Nach der Sanierung und der Umgestaltung der Innenhöfe zu Atrien könnte das Gebäude als Haupthallenschule bezeichnet werden. Die Schule wird derzeit als Oberschule genutzt.
Gebäudetyp Baujahr
vor 1910 1910-1930 1930-1950 1950-1970 1970-1990 nach 1990
Dorfschule
Mehrgeschossige
Schule
Mittelflur-Schule
Seitenflur-Schule X
Pavillon-Schule
Hallen-Schule nach San.
Zentral-Schule
Kammform-Schule
Offenes-Konzept-Schule
Cluster-Schule
Sonstige

 

Ausgangszustand
H√ľllfl√§chen
Die Giebelw√§nde wurden aus Leichtbeton gefertigt, die Br√ľstungen aus Beton mit Holzwolle zwischen den zwei Betonschichten. Der Dachaufbau beinhaltete nur 3 cm D√§mmung. Die Fenster bestanden aus Zweifach-Verglasung in Holzrahmen. Die Kellerdecke und die Kellerw√§nde besa√üen keine D√§mmung. Alle H√ľllfl√§chen wiesen relativ hohe U-Werte auf.
grundriss
Grundriss der Schule nach der Sanierung

Heizung / L√ľftung und Beleuchtungsanlage
Das Geb√§ude ist an die st√§dtische Fernw√§rmeversorgung angeschlossen. Die R√§ume wurden und werden immer noch √ľber Radiatoren mit Thermostaten beheizt. Die L√ľftung erfolgte √ľber die Fenster und die Luftundichtheiten.
Das Geb√§ude wurde √ľber die gro√üfl√§chigen Fenster auf beiden Seiten gut mit Tageslicht versorgt.

Mängel / Schäden
Der Schule fehlte es an Gemeinschafträumen wie z. B. einer Aula vor der Sanierung. Die Transmissionswärmeverluste waren hoch und die alten Fenster undicht. Das Erscheinungsbild der Schule entsprach nicht den Erwartungen der Nutzer.

 

Sanierungskonzept
Neben Standardma√ünahmen, wie der Verbesserung der W√§rmed√§mmung an der Fassade, konzentrierte sich die Sanierung auf die Umwandlung der Innenh√∂fe zu Atrien, um damit diese R√§ume als Gemeinschaftsr√§ume nutzen zu k√∂nnen. Eine zus√§tzliche Nutzfl√§che von ca. 400 m¬≤ wurde somit gewonnen, die jetzt als √ľberdachter Schulhof, Aula und Lesebereich genutzt wird. Im Westen wurde f√ľr weitere Klassenzimmer ein dreist√∂ckiger Geb√§udeblock angebaut. Zusammenstellung der U-Werte der Geb√§udeh√ľllfl√§chen vor und nach der Sanierung
Bauteil U-Wert [W/m²K]
Vor der
Sanierung
Nach der
Sanierung
Außenwand 1,82 0,28
Kellerwand 3,03 0,43
Fenster 2,6 1,5
Atriumglasdach --- 1,6
Dach 0,95 0,25
Kellerdecke 3,50 0,44

H√ľllfl√§chen
Die Au√üenw√§nde wurden durch ein 12 cm starkes W√§rmed√§mmverbundsystem mit Polystyrolhartschaum ged√§mmt. Das Dach erhielt eine zus√§tzliche 15 cm starke D√§mmung, die Kellerdecke und die Kellerw√§nde wurden mit 8 cm D√§mmung thermisch verbessert. Die Fenster wurden ersetzt durch Fenster mit W√§rmeschutzverglasung in Holzrahmen. Durch die Einbeziehung der Innenh√∂fe in das beheizte Volumen wurden das A/V-Verh√§ltnis verbessert und die w√§rmetauschende H√ľllfl√§che verringert.

Heizung / L√ľftung / Beleuchtung
Das Heizungssystem blieb bestehen. Defekte Bestandteile wurden ersetzt und ein neues Regelungssystem wurde installiert. Dadurch ist jetzt eine Nacht- und Wochenendabsenkung m√∂glich. Drei √∂rtliche Warmluftkonvektoren wurden pro Atrium in einer H√∂he von 3,5 m angebracht. Das L√ľftungskonzept basiert auf den neuen Atrien. Im Sommer wird durch Nachtl√ľftung k√ľhle Luft durch die Au√üenfassade in die Klassenzimmer und von dort aus in die Atrien gezogen. Dieser Prozess wird durch Ventilatoren unterst√ľtzt, die automatisch mit den √Ėffnungsfenstern im Atriumdach und in den Klassenzimmern verbunden sind, damit kein √úberdruck entstehen kann. Im Winter wird die Luftstr√∂mung umgedreht und die in den Atrien vorgeheizte Luft in die Klassenzimmer weitergeleitet. Ein manuell gesteuerter Segeltuchsonnenschutz wurde unter dem Atriumdach angebracht, um die √úberhitzung zu reduzieren. Die Tageslichtversorgung der Klassenzimmer wird durch die Atriend√§cher verschlechtert, besonders, wenn das Segeltuch geschlossen ist. Trotz dieser Verschlechterung wird das Tageslichtangebot im Klassenzimmer als zu¬¨friedenstellend beurteilt. In einigen ausgew√§hlten R√§umen wurden tageslichtabh√§ngige Kunstlichtregelungen installiert.

 

Erzielte Energieeinsparung

Heizung
Der Heizenergieverbrauch konnte um mehr als 75 % verringert werden. Der erwartete Heizenergieverbrauch von 55 kWh/m¬≤a wurde jedoch in beiden Messperioden √ľberschritten, da die Nutzung der Atrien vom Plan abwich. Der Unterschied zum Energiekonzept besteht darin, dass die Atrien die gesamte Heizperiode √ľber beheizt werden, da die Nutzer nach der Sanierung beschlossen, die Atrien auch im Winter durchg√§ngig zu nutzen. Urspr√ľnglich war geplant, die Atrien im Winter nur f√ľr besondere Anl√§sse zu beheizen.
Heizenegieverbrauch vor und nach der Sanierung
Heizenergieverbrauch [kWh/m²a]
Vor der Sanierung Gemäß Energiekonzept Nach der Sanierung (gemessen)
1996/1997 1997/1998
283 55 69 69

Strom
Die Tageslichtqualit√§t blieb weiterhin gut, mit einem etwas geringeren Tageslichtangebot in den Klassenzimmern im Erdgeschoss aufgrund der Atriumd√§cher. Der Vergleich der R√§ume mit und ohne tageslichtabh√§ngige Kunstlichtregelung zeigte, dass ungef√§hr 77 % Energieeinsparung erreicht werden konnten, andererseits war das eingesetzte System teuer. Durch die ge√§nderte Nutzung der Atrien gab es auch Probleme mit dem L√ľftungskonzept. Die geplante L√ľftung im Winter, f√ľr die die Ventilatoren vorerw√§rmte Luft aus den Atrien in die Klassenzimmer bringen sollten, funktionierte nicht, weil die Nutzer die √Ėffnungen in den Atrien schlossen, um Komfortprobleme (Kaltluftstr√∂me in den Atrien) zu verhindern. Die Ventilatoren arbeiteten trotzdem und transportierten so Luft aus den Korridoren in die Atrien und von dort in die Klassenzimmer. Dadurch konnte nur verbrauchte Luft gewonnen werden und Strom f√ľr die Ventilatoren wurde verbraucht. Die Nutzer m√ľssen wie fr√ľher die Fenster √∂ffnen, um Frischluft zu erhalten. Also konnte die Winterl√ľftungsstrategie nicht realisiert werden. Die automatische Nachtl√ľftung durch die Atrien im Sommer funktioniert gut.

 

Nutzerbewertung
Die Atrien sind sehr beliebt als Aufenthaltsr√§ume und Ort f√ľr soziale Aktivit√§ten. Sie werden auch als Klassenzimmer genutzt. Durch das L√ľftungskonzept durch die Atrien gibt es eine Ger√§uschweiterleitung, die zu L√§rmbeeintr√§chtigung f√ľhrt. Das Tageslicht in den Klassenzimmern ist befriedigend, die Handhabung der Regelsysteme wurde von den Nutzern akzeptiert. Das manuell bedienbare Sonnenschutzsystem am Atriumdach wurde nur sporadisch eingesetzt und ist deshalb unbefriedigend. Urspr√ľnglich wurde geplant, den Sonnenschutz automatisch zu steuern, dies wurde aber aus Kostengr√ľnden eingespart. Die L√ľftung war aufgrund des ver√§nderten Nutzungskonzepts nicht so effektiv wie erwartet. Dadurch mussten weitaus √∂fter die Fenster zu L√ľftungszwecken ge√∂ffnet werden als urspr√ľnglich geplant. atrium
Das neue Atrium

 

Zusammenfassung
Der Heizenergieverbrauch wurde um 75 % reduziert, der Stromverbrauch f√ľr Beleuchtung in einzelnen Klassenzimmern um bis zu 77 %. Trotz der ver√§nderten Nutzung der Atrien konnten die erwarteten Energieeinsparungen fast komplett realisiert werden. Die Atrien wurden als fast immer unbeheizte Pufferzonen entworfen. Die Realit√§t zeigte, dass sie als Aufenthaltsr√§ume sehr beliebt sind, so dass sie im Winter im Gegensatz zum Konzept h√§ufig beheizt werden. Deshalb konnten die Atrien nicht die zugedachte Rolle im L√ľftungskonzept f√ľr die Klassenzimmer √ľbernehmen. Durch die Einrichtung von Atrien kann die Nutzfl√§che von Schulen erh√∂ht werden. In Schulen ohne Aula (wie z. B. im sogenannten Schuster-Typ) erscheint es unvermeidbar, dass Lehrer und Sch√ľler die Atrien ganzj√§hrig als helle und gef√§llige Umgebung f√ľr unterschiedliche Zwecke nutzen. Deshalb sollten Atrien nicht als Zonen zur Vorerw√§rmung der Zuluft im L√ľftungskonzept eingeplant werden, da sie fast immer beheizt werden.
Planungshilfen
- Die Nutzung von Innenhöfen als Atrium ist die energieeffizienteste Art um die Nutzfläche der Schule zu erweitern.
- Da die Atrien sehr gerne genutzt werden und deshalb auch beheizt werden m√ľssen, sollten sie nicht als Vorerw√§rmzonen im L√ľftungskonzept eingeplant werden.
- Tageslichtabh√§ngige Beleuchtungskonzepte f√ľhren zu hohen Energieeinsparungen ‚Äď sind aber sehr teure Ma√ünahmen.
- Im Sommer f√ľhren die L√ľftungsma√ünahmen in der Nacht, zusammen mit den effizienten Sonnenschutz-Konzepten am Tag, zu behaglichen Raumbedingungen.

 

Zusätzliche Informationen

Literatur
[1] Petzold, K. et al.: Energetische Sanierung und energieökonomische Erweiterung unter Verbesserung des sozial-kulturellen und des pädagogisch-funktionellen Niveaus von Typenschulbauten, Bericht zur Phase 1.
Berlin, Dresden, Stuttgart, April 1994.
[2] Petzold, K., Meinhold, U.: Energetische Untersuchungen an einem Schulgebäude.
KI ‚Äď Luft- und K√§ltetechnik 11/1999.
[3] Petzold, K. et al.: Energetische Sanierung und energieökonomische Erweiterung unter Verbesserung des sozial-kulturellen und des pädagogisch-funktionellen Niveaus von Typenschulbauten, Phase II, Schlussbericht.
Berlin, Dresden, Stuttgart, November 1998.

 

Projektpartner

Architekt Institut f√ľr Bau- Umwelt- und Solarforschung ‚Äď IBUS, Berlin
Bauphysik +
Projektleitung
Technische Universit√§t Dresden ‚Äď TUD, Institut f√ľr Bauklimatik
Atrium Planung Institut f√ľr Kernenergetik und Energiesysteme (IKE), Universit√§t Stuttgart
Tageslicht Technische Universit√§t Berlin ‚Äď TUB, Fachgebiet konstruktives Entwerfen und klimagerechtes Bauen
Messung Langzeit: TUD unterst√ľtzt durch IBP; Kurzzeit: IBP
F√∂rderprogramm Bundesministerium f√ľr Wirtschaft und Technologie (BMWi), Projekttr√§ger J√ľlich (PTJ)

 

Links

Bundesministerium f√ľr Wirtschaft und Technologie: pfeil-rechts_blau www.bmwi.de

Projekttr√§ger J√ľlich: pfeil-rechts_blau www.kfa-juelich.de/ptj/

Technische Universit√§t Dresden, Institut f√ľr Bauklimatik: pfeil-rechts_blau tu-dresden.de/die_tu_dresden/fakultaeten/fakultaet_architektur/ibk

Institut f√ľr Umwelt und Solarforschung: pfeil-rechts_blau www.ibus-berlin.de

Fraunhofer-Institut f√ľr Bauphysik: pfeil-rechts_blau www.ibp.fraunhofer.de

Technische Universität Berlin, Fachgebiet klimagerechtes Bauen: pfeil-rechts_blau www.a.tu-berlin.de/hascher/index.php

 

 

 
© 2013
Fraunhofer-Institut für Bauphysik