Die Gemeinschaftsschule im Jenaer Stadtteil Wenigenjena ist ein hochmodernes Lernzentrum – und das in vielerlei Hinsicht. Der 2019 fertiggestellte Neubau setzt hohe Maßstäbe in Sachen Energieeffizienz und Nachhaltigkeit, aber auch Themen wie Inklusion und angenehmes Lernklima werden hier aktiv gelebt. Die entsprechend hohen Erwartungen des Bauherrn an die Wärmeversorgung konnten durch den Raumklimaspezialisten Zehnder mehr als nur erfüllt werden. Die installierte geschlossene Metalldecke mit Aluminium-Kupfer-Aktivierung des Herstellers schafft im Heiz- und Kühlbetrieb mit ihrer Fläche von knapp 4.000 m2 ein behagliches Raumklima für das Lehrpersonal und die 1.300 Schülerinnen und Schüler.
Jena, die Thüringer Großstadt mit gut 111.000 Einwohnern, kann mehr als nur feinmechanisch-optische Industrie. Dank der vielen hellen Köpfe der Universitätsstadt darf Jena sich heute „Stadt der Wissenschaft“ nennen. Doch was steht am Beginn jeder wissenschaftlichen Laufbahn? Richtig, die schulische Ausbildung! Ohne Schule keine Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen, ganz logisch. Eine der modernsten Schulen Jenas steht seit 2019 im Stadtteil Wenigenjena, östlich vom Stadtzentrum, auf 12.500 m2 Bruttogrundfläche. Und hierbei handelt es sich – ohne Übertreibungen – um ein Schulgebäude der Superlative: Auf einer Grundfläche von nahezu zwei Fußballfeldern finden neben Räumlichkeiten für bis zu 1.300 Schülerinnen und Schüler und weit über 100 Pädagogen auch drei Schulgärten Platz. Neben einer Grundschule, Realschule und einem Gymnasium beherbergt die Gemeinschaftsschule zudem noch eine Förderschule – das Thema Inklusion wird hier ab der ersten Klasse bereits großgeschrieben.
Den Kommunalen Immobilien Jena, welche im Auftrag der Stadt Jena als Bauherr fungierten, lag ein behagliches Schulklima für alle besonders am Herzen. Dieser Anspruch wurde wörtlich genommen und er zieht sich über die gesamte Gebäudeausstattung bis hin zur Wärme- und Kälteversorgung der Schule, wie Fachplaner Heiko Laicht von der zuständigen WPW Jena GmbH zusammenfasst: „Wir mussten also darauf achten, dass keine Zugluft entsteht und die Temperatur für alle Schülerinnen und Schüler sowie das Lehrpersonal angenehm verteilt ist. Außerdem sollte das gesuchte System sowohl Heizen als auch Kühlen können sowie möglichst wenig Platz beanspruchen und dabei optisch unauffällig sein. Wichtig waren außerdem eine schnelle Reaktionszeit und hohe Energieeffizienz.“
Wärme und Kälte von oben
Durch diese sehr spezifischen und gehobenen Anforderungen an das Raumklimasystem schieden viele Lösungsansätze bereits im Vorhinein aus. Schließlich wurde man beim Raumklimaspezialisten Zehnder fündig, dessen Heiz- und Kühldecken-Systeme das Anforderungsprofil in jeglicher Hinsicht erfüllen konnten. Die Wahl fiel dabei auf geschlossene Metalldecken mit einer Aluminium-Kupfer-Aktivierung ausgeführt als Einhängesystem.
Die einzelnen Deckenelemente bestehen aus verzinktem Stahlblech und sind zudem perforiert, was ihnen besonders gute schalldämmende Eigenschaften verleiht, wie Zehnder-Projektleiter René Ebert erläutert: „Die Schallwellen gelangen durch die Perforation der Metalldecke und werden durch die speziell entwickelte Schalldämmung absorbiert. Hierdurch erreichen wir eine deutliche Geräuschminderung und Verringerung der daraus resultierenden Vibrationen. In Klassenräumen, wo bekanntermaßen häufig eine erhöhte Geräuschkulisse herrscht, reduzieren unsere Heiz- und Kühldecken den Widerhall und sorgen so für eine angenehmere Lernatmosphäre für alle.“
Auch die Wahl des Einhängesystems hatte einen ganz bestimmten Grund, wie Projektleiter Ebert weiter ausführt: „Die Designansprüche des Bauherrn nach einer schlichten Optik ließen zwei technische Möglichkeiten zu. Das Einhängesystem wurde letztendlich dem Klemmsystem vorgezogen, um die werkzeuglose Revisionierbarkeit der Decke zu garantieren.“
„Der Zwischendeckenbereich ist in Jena mit sehr viel Technik ausgestattet“, hakt Heiko Laicht ein und ergänzt: „Das liegt unter anderem daran, dass die Gemeinschaftsschule über ein vollautomatisches Lüftungssystem verfügt. Eigentlich wären deshalb verhältnismäßig viele Revisionsöffnungen in der Decke notwendig gewesen, was wiederum das optische Bild zerstört hätte. Aufgrund des Einhängesystems von Zehnder bleibt also einerseits die versteckte Technik problemlos erreichbar und gleichzeitig die schlichte Optik der Metalldecke erhalten.“
Optisch sauber integriert
Die in Jena installierten geschlossenen Metalldecken funktionieren, wie die gesamte Produktpalette der Zehnder Heiz- und Kühldecken-Systeme, nach dem Strahlungsprinzip. Die Raumlufttemperatur kann beim Heizen um bis zu drei Kelvin geringer und beim Kühlen entsprechend höher gehalten werden als bei gewöhnlichen Wärme-/Kälteübergabesystemen. Die Systemtemperaturen beim Heizen und Kühlen wiederum dürfen, bei gleicher Raumsolltemperatur, durch die großen Übertragungsflächen aufgrund des Flächenheizungs- bzw. -kühlungseffekts entsprechend geringer bzw. höher angesetzt werden.
Mit der Heiz- und Kühltechnik von Zehnder sind neben den Klassenräumen der Gesamtschule auch Differenzierungsräume, Lehrerstationen und Naturwissenschaftsräume ausgestattet, außerdem der Pflege- und Therapiebereich sowie der Werk- und Kunstbereich. Alle restlichen Räumlichkeiten wie Aula, Forum und Sanitärbereiche, die nicht gekühlt werden müssen, verfügen stattdessen über eine Fußbodenheizung. Insgesamt wurden in Jena gut 5.000 Module der geschlossenen Metalldecke mit einer Gesamtfläche von 3.940 m2 installiert. Dabei verwendete man lediglich zwei verschiedene Modulgrößen, nämlich 1.200 x 600 mm und 600 x 600 mm. Erstere machen dabei über 99 Prozent der Module aus, die kleinere Version wurde lediglich für enger dimensionierte Räume verwendet. Um minimale bauliche Toleranzen abzufedern, kam ein Gipsfries zum Einsatz, der rings um die Metalldecken angebracht wurde. „Der Gipsfries ist für das Auge quasi unsichtbar. So konnten wir an der eleganten Lösung mit den einheitlichen Modulgrößen festhalten und mussten keinerlei Anschnitte im Randbereich vornehmen. Mithilfe eines Deckenspiegels, den wir im Vorhinein für jeden Raum erzeugt haben, wurde zudem sichergestellt, dass alle Funktionsteile wie Beleuchtung, Rauch- und Bewegungsmelder oder Lautsprecher symmetrisch und ästhetisch an der Decke Platz finden“, zieht der Fachplaner Bilanz.
Auch die Energietechnik – erste Sahne
Die Energiezentrale der Schule präsentiert sich mit einem Mix aus verschiedensten nachhaltigen Wärme- und Kälteerzeugern bewusst zukunftsorientiert und umweltbewusst: Ein Blockheizkraftwerk (BHKW) liefert eine thermische Leistung von 60 kW und wird unterstützt von Wärmepumpen mit jeweils 120 kW Wärme- und 100 kW Kälteleistung. Außerdem stehen noch zwei Gas-Brennwertkessel mit jeweils 250 kW sowie eine Adsorptionskältemaschine (25 kW) zur Verfügung. Die Anbindung der Heiz- und Kühldecken an das Wärmeverteilsystem erfolgt über ein Zweileiter-Rohrsystem, da stets entweder gekühlt oder geheizt wird.
Ausgelegt wurden die Funktionsdecken in Wenigenjena auf eine Raumlufttemperatur von 26 °C im Sommer und 21 °C im Winter. Vor- und Rücklauftemperaturen liegen bei 33/30 °C für den Heizfall. Im Kühlfall liegt die Vorlauftemperatur bei 17 °C und die Rücklauftemperatur bei 20 °C.
„Bisher wurden diese 17 °C jedoch noch nie voll ausgereizt“, berichtet Fachplaner Heiko Laicht. „Selbst in der Hochphase der Sommer 2019 und 2020 konnte das Schulgebäude mit 18 oder sogar 19 °C Vorlauftemperatur optimal gekühlt werden“.
Die Schülerinnen und Schüler, Lehrer und Betreiber freuen sich denn auch über das ausgesprochen behagliche Raumklima in der Gemeinschaftsschule Wenigenjena. „Dabei werden die Heiz- und Kühldecken überhaupt nicht wahrgenommen. Das ist, glaube ich, das beste Feedback, das man überhaupt bekommen kann“, zeigt sich der Fachplaner sichtlich zufrieden.