Der mit den höchsten Nachhaltigkeitszertifikaten der DGNB (Platin und Diamant) ausgezeichnete Neubau der Josef-Schwarz-Schule in Heilbronn gilt als eines der europaweit spektakulärsten und größten Schulbauprojekte. Bei einer Bruttogrundfläche von rund 60.000 m² für 1.200 Schüler lag eine zentrale Herausforderung in der Realisierung eines stabilen Innenraumklimas ohne energieintensive klassische Klimaanlagen. Eine Schlüsselfunktion zur thermischen und hygrischen Raumkonditionierung erfüllt das Klimadeckensystem von Argillatherm auf über 25.000 Quadratmetern, was einer Fläche von dreieinhalb Fußballfeldern entspricht.

Im Quartier Neckarbogen entwarfen Behnisch Architekten ein dreigeschossiges Gefüge in ressourcenschonender Stahl-Holz-Hybridbauweise, das direkt auf eine Dreifachsporthalle und eine Mensa aufgesetzt wurde. Sogar die Pausenhöfe sind teilweise angehoben. Der Campus der bilingualen Ganztagsschule (Deutsch/Englisch) vereint auf einem Areal Eingangsstufe, Grundschule, Sekundarstufe und gymnasiale Oberstufe, die in drei Baukörper aufgeteilt sind. Die personelle Belegung der Räume erfordert ein leistungsfähiges Feuchte- und Temperaturmanagement. Das Low-Tech-Klimakonzept von Transsolar setzt konsequent auf das Zusammenspiel passiver Komponenten und regenerativer Quellen.

Autonome Feuchteregulierung durch Humid-Module
Für die Temperierung der Räume sind wassergeführte Leitungen in die Deckenkonstruktion integriert. Die Wärmestrahlung beziehungsweise Wärmeabsorbierung beim Kühlen minimiert Staubaufwirbelungen und Zuglufterscheinungen. Herzstück des Klimadeckensystems sind patentierte Humid-Module. „Durch den hohen Anteil von über 50 % an polaren 3-Schicht-Tonmineralen steht ein physikalischer Feuchtespeicher von über zwei Litern je Quadratmeter Modulfläche zur Verfügung, der die Raumluftfeuchtigkeit effektiv puffert“, erklärt Argillatherm-Geschäftsführer Axel Lange. Je Stunde werden so im gesamten Objekt bis zu 1.000 Liter Raumluftfeuchtigkeit reguliert. Steigt bei hoher Belegungsdichte der Feuchtegehalt in den Klassenräumen an, absorbieren die Platten den überschüssigen Wasserdampf. Sinkt der Feuchtegehalt durch Lüften, geben sie die Feuchtigkeit wieder an die Raumluft ab. Diese Pufferwirkung stabilisiert den Feuchtegehalt vollständig autonom. Um die Funktionssicherheit des Systems auch bei extremen Wetterverhältnissen abzusichern, wurden im Vorfeld hygrothermische Gebäudesimulationen durchgeführt, die prognostizierte Klimaveränderungen abbilden.

Überdies fungieren die massiven Tonmodule als thermische Speichermasse. In Kombination mit einem Energiespeicher aus rund 200 aktivierten Gründungsbohrpfählen deckt das System fast die vollständige Heiz- und Kühllast des Gebäudes ab.

Systemintegration von Akustik und Lüftung
Für den Einsatz im Schulbau wurde die Natur-Klimadecke mit einem raumakustischen Konzept gekoppelt. Aus rund 750.000 recycelten PET-Flaschen produzierte und an der Deckenkonstruktion befestigte Akustikelemente kompensieren die schallharte Oberfläche der Tonmodule. Durch die Anordnung der vertikalen Schallabsorber sind Luftaustausch und vollständige Strahlungswirkung der thermisch aktiven Flächen gewährleistet.

Das Gesamtkonzept setzt primär auf eine natürliche Fensterlüftung in allen Klassenräumen. Große Raumeinheiten und Clusterbereiche verfügen zusätzlich über dezentrale Fassadengeräte. Im Sommerbetrieb wird das Gebäude über eine automatisierte Nachtluftspülung abgekühlt. Hierbei durchströmt kühle Außenluft die Räume und entzieht den Argillatherm-Modulen sowie den übrigen Bauteilen die tagsüber gespeicherte Wärme. Den für den Betrieb der Pumpen und Hilfsaggregate benötigten Strom liefert zu etwa 10 Prozent eine eigene Photovoltaikanlage auf den Dachflächen, was einen nahezu CO₂-neutralen Betrieb des Schulgebäudes unterstützt.

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Zu Argillatherm
Argillatherm GmbH mit Sitz in Göttingen ist ein Joint Venture aus Industrieunternehmen und dem Land Niedersachsen. Das Unternehmen entwickelt und produziert modulare Naturklima-Systeme zur nachhaltigen und energieeffizienten Gebäudeklimatisierung.