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Zukunftsweisende Kindertagesstätte

Porenbetonstein beweist Passivhaus-Qualitäten

Xella, Architektur, Baustoffe, Ökologisches Bauen, Mauerwerksbau

Die im Auftrag eines Chemieunternehmens errichtete und im August 2014 eröffnete Kindertagesstätte Spatzennest in Wuppertal überzeugt dabei neben einer besonders kindgerechten Betreuung durch ein ausgefeiltes Energie einsparendes Passivhauskonzept und eine nachhaltige Bauweise.

WUPPERTAL (ABZ). - Damit Eltern Beruf und Familie möglichst stressfrei unter einen Hut bringen können, sind ausreichend zur Verfügung stehende Kinderbetreuungsangebote erforderlich. Die im Auftrag eines Chemieunternehmens errichtete und im August 2014 eröffnete Kindertagesstätte in Wuppertal überzeugt dabei neben einer besonders kindgerechten Betreuung durch ein ausgefeiltes Energie einsparendes Passivhauskonzept und eine nachhaltige Bauweise. So tragen massive monolithische Außenwände aus umweltschonend hergestellten hochwärmedämmenden Ytong Porenbetonsteinen (? = 0,08 W/(mK)) außer dem für ein Passivhaus erforderlichen hohen baulichen Wärmeschutz wirtschaftlich zu einer dauerhaft werterhaltenden Gebäudehülle bei.

Das Unternehmen in Wuppertal fühlt sich dem Wohl seiner Angestellten besonders verpflichtet. So stellt u. a. die unproblematische Vereinbarkeit von Beruf und Familie ein zentrales Anliegen des Konzerns dar. Um den Eltern unter ihren Mitarbeitern ein maßgeschneidertes Kinderbetreuungsangebot zu bieten, ließ dieser deshalb in Wuppertal in Zusammenarbeit mit der Elterninitiative Kindertagesstätte Spatzennest e. V. eine auch zukünftigen baulichen und nutzungsorientierten Ansprüchen gerecht werdende Betreuungseinrichtung erstellen. Zur Bebauung stellte der Konzern ein Grundstück von rund 8500 m² in der Nähe des Wuppertaler Forschungszentrums zur Verfügung. Das beauftragte Architekturbüro Gruppe 3 mit Sitz in Wuppertal und Leverkusen entwarf einen eingeschossigen, im Grundriss L-förmigen Gebäudekörper mit Flachdach und Teilunterkellerung. Während die Architekten zur Süd- und Westseite großflächige, raum hoch verglaste Pfosten-Riegel-Konstruktionen vorsahen, wechselten sich im Entwurf auf der Nord- und Ostseite Putzflächen mit bunten Fassadenplatten verkleideten Wandbereichen ab.

Das Flachdach erhielt eine extensive Begrünung. Großflächige, nach Süden ausgerichtete Oberlichter sollen zusammen mit den Glasfassaden neben einer hellen lichtdurchfluteten Atmosphäre in den Innenräumen durch den erzielbaren Sonnenwärmeertrag in den Wintermonaten zu einer Minimierung des Heizenergiebedarfs beitragen. Außerdem wurde im Entwurf auf direkte barrierefreie Zugänge von jedem Gruppenraum zur kindgerecht gestalteten Außenanlage geachtet. Das große Gartengrundstück blieb dabei außer einer großzügig dimensionierten Spielfläche weitestgehend naturbelassen.

Die zentrale Herausforderung der Gebäudeplanung stellte angesichts der Vorgaben und Planung der Architekten und des Bauherrn die Gewährleistung von Passivhausstandards in nachhaltiger Bauweise dar. Für die Umsetzung wurde auf Vorschlag der Architekten mit dem Institut für Bauen und Nachhaltigkeit IBN Passivhaus-Technik ein auf die Lösung solcher Aufgabenstellungen spezialisiertes Planungsbüro beauftragt.

Xella, Architektur, Baustoffe, Ökologisches Bauen, Mauerwerksbau

Großflächige, nach Süden ausgerichtete Oberlichter sollen zusammen mit den Glasfassaden neben einer hellen lichtdurchfluteten Atmosphäre in den Innenräumen durch den erzielbaren Sonnenwärmeertrag in den Wintermonaten zu einer Minimierung des Heizenergiebedarfs beitragen.

Bei Andreas Nordhoff, dem Gründer und Geschäftsführer des Instituts, hatten die Architekten Gawehn-Harnisch, Plein und Peters eine Ausbildung zum Passivhausplaner absolviert. Ein Hauptaugenmerk galt bei der Planung nach PHPP neben einem leistungsstarken Wärmerückgewinnungs- und Lüftungssystem zwangs-läufig einer hohen Wärmedämmung der Gebäudehülle. Angesichts der gleichzeitig zu berücksichtigenden Nachhaltigkeit war eine massive, monolithische Außenwand ohne WDVS quasi schon Voraussetzung. Das Planungsteam und der Generalunternehmer, die Schmeing Bau GmbH, entschieden sich bei der Auswahl des Außenwandbaustoffs in enger Abstimmung mit dem Bauherrn für den ausschließlich aus natürlichen und mineralischen Rohstoffen hergestellten, hochwärmedämmenden Ytong Porenbe-ton-Planblockstein PP2-0,35 (Steinfestigkeitsklasse 2, zulässige Druckspannung 0,6 N/mm²). Der innovative Mauerstein konnte aufgrund eines hervorragenden Wärmeleitwertes von nur 0,08 W/(mK) mit einer Steindicke von 48 cm und einer auf den Ytong-Stein abgestimmten beidseitigen Verputzung des Mauerwerks (innen 10 mm Maschinenputz P IV, außen 20 mm Wärmedämmputz) den für eine Passivhaus-Außenwand geforderten Wärmedurchgangswert von maximal 0,15 W/(m²K) sicher-stellen.

Der Porenbetonstein bot aus Sicht der Architekten und Andreas Nordhoff nicht nur bauphysikalische, sondern auch wirtschaftliche Pluspunkte. "Die zentralen Anforderungen an die Außenwände waren angesichts des zu erreichenden hohen baulichen Wärmeschutzes die Vermeidung von Wärmebrücken und eine garantierte hohe Luftdichtheit. Dank des ebenfalls hochwärmedämmenden Ytong Therm Kimmsteins konnte bspw. der Anschluss der Außenwände an die Bodenplatte von der Ausführung her unkompliziert und wärmeschutztechnisch besonders hochwertig reali-siert werden. Außerdem ließ sich der Planblockstein trotz des großen Formates von 499 x 480 x 249 mm durch seine Grifftaschen und der aufgrund der Nut-Feder-Ausbildung an den Stirnseiten verzichtbaren Stoßfugenvermörtelung relativ einfach sowie durch die planebenen Lagerflächen mörtelsparend in Dünnbettmörtel verarbeiten."

Um die angestrebte hohe Luftdichtheit der Gebäudehülle zu gewährleisten, verspachtelten die Verarbeiter in den Fensterlaibungen und im Bereich der Außenecken zudem zusätzlich die Fugen des Mauerwerks. Die Montage der Fassadenplatten stellte aus wärmeschutztechnischer Sicht ebenfalls kein Problem dar. Sie konnten wärmebrückenfrei in das Porenbeton-Mauerwerk verankert werden.

Bei der Verlegung der Porenbetonsteine in einem von dem Hersteller in seinen Eigenschaften maßgeschneidert angepassten Dünnbettmörtel wurde aus ergonomischen Gründen eine Hebevorrichtung genutzt. Als hilfreich erwies sich bei der Mauerwerkserstellung auch die vom Xella-Außendienst per Vorführung durchgeführte Einweisung der Verarbeiter vor Ort. So ließ sich trotz der fehlenden Erfahrung der von Xella intern für diesen Planblockstein ermittelte Arbeitszeitrichtwert von 0,51 m²/h für gegliedertes Mauerwerk erreichen.

Die Gründung des Gebäudes erfolgte mit einer massiven Bodenplatte. Ihre Wärmedämmung wurde im Gegensatz zu üblichen Fundamentdämmungen oberhalb der Platte eingeplant. So konnte der Platz unter der Bodenplatte für eine energieschonende Klimatisierung des Gebäudes in Form eines angeordneten Wasserrohrschleifensystems genutzt werden. Damit wird das Bauwerk im Sommer durch die niedrige Temperatur des Untergrunds gekühlt und dient im Winter hingegen mittels Wärmepumpe zu seiner Erwärmung. Der als Teilunterkellerung errichtete Technikkeller brauchte zudem als ein außerhalb der thermischen Gebäudehülle konzipiertes kaltes Bauteil nicht bei der Wärmeschutz-Berechnung berücksichtigt werden.

Eine spezielle Herausforderung der Passivhaus-Projektierung war die zu gewährleistende Luftdichtheit. So gab es alleinim Bereich der Fenster und Glasfassaden Fugen mit einer Länge von über 1 km, die durch die damit verbundenen Leckagendie Einhaltung des für ein Passivhaus geforderten oberen Grenzwertes n50 von0,6 h-1 für die Luftdichtheit erschwerten. Hinzu kam, dass das vorhandene Luftvolumen relativ klein ausfiel. "Wir errechneten allerdings, dass unter bestimmten Rand-parametern sogar ein Zielwert n50 von0,3 h-1 erreichbar war", erklärt Nordhoff. "So planten wir u. a. Fenster der Dichtigkeitsklasse 4 nach DIN EN 12207 und besonders luftdichte Lüftungsklappen der höchsten Dichtungsklasse 4 nach DIN EN 1751 ein." Vom IBN nach dem Abschluss der Bauarbeiten durchgeführte Blower-Door-Messungen bewiesen, dass durch die planerische Optimierung der Lüftungstechnik und die qualitativ hochwertige Ausführung des Lüftungskanalsystems sogar ein n50-Wert von 0,23 h-1 erzielt wurde.

Insgesamt betrachtet konnte das Bauvorhaben trotz der anspruchsvollen Vorgaben sehr wirtschaftlich gestaltet werden. Die Baukosten bei diesem Passivhaus waren vergleichsweise nicht höher als die bei konservativer Bauweise zur Erzielung des gesetzlich vorgeschriebenen Mindestwärmeschutzes. Dies zeigt einmal mehr, was mit einer durchdachten Planung und maßgeschneiderten Baustoffen gerade auch beim Passivhaus in wirtschaftlicher Sicht zu erreichen ist.

Während der feierlichen Einweihung am31. Juli bedankten sich der Oberbürgermeister der Stadt Wuppertal sowie Bauherrenvertreter für die zügige und gelungene Verwirklichung des Bauprojektes bei den Baubeteiligten. Die neue Einrichtung ist für die Betreuung von 60 Kindern im Alter von vier Monaten bis zum Einschulalter ausgelegt und weist damit 20 Plätze mehr auf als die frühere Kindertagesstätte des Vereins. Die Kinder dürfen sich neben der besonders kindgerechten Gestaltung und Ausstattung der Räume auf ein umfangreiches Betreuungsangebot freuen.

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