Landwirtschaftliches Zentrum St. Gallen, Salez/CH
Mit der Erweiterung des Landwirtschaftlichen Zentrums St. Gallen in Salez wagte der Schweizer Kanton ein Experiment, dessen Ergebnis zeigt, dass weniger oft mehr kann: Die neue Schule mit Internatstrakt wurde als Low-tech-Haus realisiert. Dafür entwarf der Architekt Andy Senn in enger Zusammenarbeit mit TragwerksplanerInnen und GebäudetechnikerInnen ein klar gegliedertes Holzhaus.
Text: Ina Lülfsmann / DBZ
Salez ist eine kleine Ortschaft im Schweizer Kanton St. Gallen mit weniger als 1 000 EinwohnerInnen. Seit den 1970er-Jahren gibt es hier das Landwirtschaftliche Zentrum St. Gallen (LZSG). Auch in anderen kleinen Orten der Schweiz wurde bis vor kurzem landwirtschaftliche Ausbildung betrieben: in der Landwirtschaftlichen Schule Flawil, der Bäuerinnenschule Custerhof sowie im Landwirtschaftlichen Kurszentrum Kaltbrunn. Aus Effizienzgründen sollten diese Bildungsorte zusammengeschlossen werden. 2011 lobte der Kanton St. Gallen einen offenen Wettbewerb für den Bau einer neuen Schule aus, die alle vier Einrichtungen vereint. Sie sollte auf dem Grundstück des LZSG in Salez entstehen und die dort vorhandenen Bauten ersetzen. Der Schweizer Architekt Andy Senn gewann mit seinem Entwurf eines klar gegliederten Holzbaus.
Andy Senn platzierte den Neubau so, dass der Schulbetrieb bis zur Fertigstellung in den alten Gebäuden weiterlaufen konnte. So konnte die Schule auf ein teures – und ökologisch wenig sinnvolles – Provisorium verzichten
Foto: Seraina Wirz
Landschaft
Auf dem Weg zum LZSG in Salez kommt man an weiten Wiesen, an Kühen, Pferden und Hühnern vorbei. Auf der einen Seite ragen die Appenzeller Alpen empor, auf der anderen Seite fließt der Rhein. Eine Landschaft wie aus dem Bilderbuch. Hier, am südlichen Ortsrand, stand der alte Werkhof, als Landwirtschaftliches Zentrum genutzt und 1977 von Werner Gantenbein entworfen. Nicht nur die Bausubstanz war zum Zeitpunkt des Wettbewerbs in die Jahre gekommen, auch die Wohn- und Aufenthaltsräume entsprachen veralteten Standards und ganz grundsätzlich fehlten Räume. Eine Erneuerung war dringend erforderlich. Werner Binotto, der Kantonsbaumeister von St. Gallen, veranlasste, nachdem der Wettbewerb für den Schulbau ausgelobt war, das neue Haus zudem als Low-tech-Gebäude zu realisieren. Der Siegerentwurf von Andy Senn zielte zunächst nicht darauf ab, mit möglichst wenig Technik auszukommen. Dennoch erschien er den JurorInnen geeignet, die Vorgabe mit wenigen Änderungen zu erfüllen. Der Architekt sah einen zweigeschossigen Schultrakt mit Räumen von 4,40 m Deckenhöhe vor; im rechten Winkel dazu, direkt angeschlossen, einen insgesamt gleichhohen, aber dreigeschossigen Internatstrakt. Man erkennt ihn schon von weitem, den 100 m langen Holzbau, der dank seiner strukturierten Fassade mit Laubengängen nicht monoton wirkt. Zwei der alten Häuser stehen noch, sodass sie zusammen mit dem L-förmigen Neubau ein stimmiges Ensemble um einen Hof bilden.
Vor der Fassade des Schultrakts befinden sich Laubengänge zur Verschattung. Die Außenwände des Gebäudes sind zweigeteilt, sie bestehen aus Fens-tertüren, die mit Schiebeläden verdeckt werden können, im Wechsel mit geschlossenen Wandflächen. Darüber sind Oberlichtbänder, die Licht ins Gebäude-innere lassen
Foto: Seraina Wirz
Low-tech setzt Verantwortung voraus und macht Arbeit
„Für so eine unkonventionelle Bauweise braucht man mutige Bauherren“, erklärt der Architekt Andy Senn bei der Besichtigung des Gebäudes, „denn sie müssen bereit sein, Verantwortung zu übernehmen. Da hatten wir zunächst Bedenken, aber es funktioniert erstaunlich gut. Die Bauherrschaft war sehr offen“. Was der Architekt anspricht, betrifft hauptsächlich das Lüftungskonzept – es fußt auf manueller Querlüftung: Über die Fassade kommt frische Luft in den Raum, an der gegenüberliegenden Innenwand wird sie nach oben geführt und gelangt über das Dach wieder nach draußen. Diese Bauweise ermöglicht einen Kamineffekt, der auch in traditionellen Viehställen zur Anwendung kommt. Im Detail funktioniert er über die manuelle Öffnung verschiedener Klappen und Fens-ter: Die Luft gelangt entweder durch Öffnen der bodentiefen Fenstertüren oder, bei Föhn, Regen oder Kälte, über kleine Klappen ins Haus, die sich witterungsgeschützt unterhalb des Oberlichtbandes befinden. Die Klappen können auch zur Nachtauskühlung genutzt werden. Die Innenwände gegenüber der Fassade sind ebenfalls mit öffenbaren Oberlichtern ausgestattet. Sie führen im Obergeschoss direkt in den sogenannten Klimaaustauschraum – ein mittig unter dem Dach liegender, kalter Raum, über den die Luft wieder nach draußen gelangt. „Normalerweise kommt diese Technik in eingeschossigen Häusern zur Anwendung, deswegen mussten wir uns eine Lösung für das Erdgeschoss einfallen lassen“, erläutert Senn. Links und rechts vom Mittelgang, also jeweils an der Innenseite der Räume im Erdgeschoss, platzierten die PlanerInnen deshalb Schächte, die mit dem Entlüftungsraum unterm Dach verbunden sind. So funktioniert der Kamineffekt auch im Erdgeschoss. In der Pause gehen die SchülerInnen in dem Neubau meistens nicht auf den Hof, sondern sie nutzen den Laubengang. „Es entsteht ein Effekt, den wir uns gar nicht überlegt haben. Die natürliche Lüftung kommt auch durch die natürliche Bewegung, wenn die Fenstertüren in der Pause offenstehen“, erzählt Senn. Das soll aber nicht verschleiern, dass Low-Tech auch Arbeit macht und, wie bereits erwähnt, Verantwortung der NutzerInnen erfordert. Wer im Sommer morgens einen angenehm kühlen Raum vorfinden möchte, muss am Abend zuvor daran denken, die Lüftungsklappen zu öffnen und tagsüber rechtzeitig den Sonnenschutz vor die Fenster zu schieben.
Den offenen Raum der Mensa betreten BesucherInnen als erstes, wenn sie durch den Haupteingang kommen. Der Boden ist, wie auch in den anderen Räumen des Schultrakts, ein Lehmkaseinboden (Lehm/Milcheiweiss)
: Seraina Wirz
Um das Zusammenspiel aus Entwurf, Konstruktion und Klimaregulierung zu ermöglichen, mussten die ArchitektInnen die anderen FachplanerInnen früh in den Entwurf einbeziehen. „Auch für uns war dieses Teamwork spannend. Wir konnten nicht einfach einen Entwurf machen und ihn den Gebäudetechnikern zur Weiterbearbeitung vorlegen“, erzählt Andy Senn, „auch, dass es überhaupt keinen großen Einsatz von Technik braucht, war überraschend für uns. Nicht alle Gebäudetechniker finden das so spannend“.
Die Pufferzone unterm Dach ist das Schlüsselelement der Lüftung. Durch die geöffneten Oberlichter gelangt die verbrauchte Raumluft in den Kaltraum und von hier über das Dach nach draußen
Foto: Seraina Wirz
Damit die manuelle Lüftung auch für einen ausreichenden Luftaustausch sorgen kann, mussten die PlanerInnen im Vorhinein einige Simulationen durchführen, die unter anderem die im Entwurf ohnehin vorgesehene großzügige Raumhöhe von 4,40 m als notwendig bestätigten. Die Simulationen dienten zudem der Überprüfung des sommerlichen Wärmeschutzes. Hier spielten die verschiedenen Verschattungselemente eine wesentliche Rolle: Vor der Fassade des Unterrichtstrakts steht eine Baumreihe, die im Sommer Schatten spendet und im Herbst ihr Laub abwirft. Es folgt ein Laubengang, der die Klassenräume verschattet, bei tiefstehender Sonne im Winter aber dennoch Licht ins Gebäude lässt. Tatsächlich wirkt er von innen wie ein Bilderrahmen, in den sich die Außenwelt einfügt. Im Wettbewerbsentwurf war der Laubengang bereits vorgesehen, nun kommt er der Low-tech-Bauweise zugute, weil kein automatisierter Sonnenschutz notwendig ist. Im Hochsommer können zudem Schiebeläden aus Holz vor die Fenstertüren gezogen werden, die – im Gegensatz zu Rafflamellenstoren – den hohen Windgeschwindigkeiten des Föhns standhalten. Mit den Simulationen ermittelten die ArchitektInnen außerdem den maximalen Glasanteil in der Fassade von nur 30 %. „Am Anfang hatten wir Sorge, dass es zu wenig Ausblicke gibt, zu wenig Glas. Das hat sich aber schnell gelegt“, erzählt Senn, „durch die Oberlichter sieht man ja auch bei geschlossenen Schiebeläden die Berge.“
Alle sonst benötigte Technik – die Elektro- und Sanitärinstallationen – ist vom Rohbau getrennt ausgeführt. So kann sie entsprechend ihres jeweiligen Lebenszyklus in ihren Teilen einzeln und damit unabhängig voneinander erneuert werden.
In der Mitte des Schultrakts befindet sich eine überdachte Terrasse, die auch bei Regen genutzt werden kann. Der Raum mit zwei Ebenen ist von beiden Geschossen zugänglich
Foto: Seraina Wirz
Holz und Beton für einen Prototypen
Das neue Landwirtschaftliche Zentrum ist zum Großteil aus Holz gebaut. Für alle Teile, die der Witterung ausgesetzt sind, verwendeten die PlanerInnen Eichenholz, das geschützte Konstruktionsholz ist Fichte, alles andere Weißtanne, überwiegend aus den Wäldern des Kantons St. Gallen. Aber es kam nicht nur Holz zum Einsatz. Zusammen mit den Energieplanern Richard Widmer und Hans Schär und den BauingeurInnen von Merz Kley Partner testeten die ArchitektInnen in dynamischen Simulationen verschiedene Konstruktionsweisen. Dabei berücksichtigten sie nicht nur Kosten und Unterhaltsaufwand, sondern vor allem das thermische Verhalten. Das Ergebnis war eine gemischte Bauweise: Der Schultrakt mit den überhohen Räumen ist als Holzskelettbau ausgeführt. Die Deckenbalken spannen über 8,50 m und bilden mit der darüberliegenden Ortbetonplatte eine Holz-Beton-Verbunddecke. So ist die Tragfähigkeit der Holzbalken erhöht. Die Masse des Betons speichert zudem Wärme und verbessert den Schall- und Brandschutz. Die Holzwände sind im Schultrakt sichtbar gelassen. Im Internatstrakt setzten die PlanerInnen für die Decken Brettsperrholzplatten ein, da sie hier nur kürzere Spannweiten überbrücken müssen. Auch diese sind mit einer Betonschicht versehen, die Wände mit Lehmputz beschichtet. So unterscheiden sich die beiden unterschiedlichen Nutzungsbereiche auch optisch deutlich voneinander.
Kunst am Bau: Die Künstlerin Elisabeth Nembrini schuf für den Treppenraum eine hängende Skulptur. Zur Vorbereitung fertigte sie ein Modell des Raums im Maßstab 1:15 an und ließ es von Bienen bewohnen. Die Wildbauwaben, die sie nach einiger Zeit entnahm, dienten als Vorbild für die Holzskulptur
Foto: Seraina Wirz
Das Konzept des LZSG ist sicherlich nicht auf jedes Gebäude übertragbar, aber für diesen Standort und diesen Bauherrn ist es genau der passende Umgang. Der Kanton St. Gallen nutzt das Gebäude nun als Prototyp – überall im Haus sind Messgeräte installiert, die beispielsweise die Luftwechselrate der Räume auswerten. Die Ergebnisse sollen beim Bau von weiteren Schulen in ähnlicher Weise helfen. Der hohe planerische Aufwand und die mühsame Koordination aller Beteiligten haben sich also gelohnt. Zumal die PlanerInnen nur so das Zusammenspiel von Gebäude und Technik optimieren konnten, für einen langlebigen, nachhaltigen und robusten Holzbau.
Grundriss Erdgeschoss, M 1 : 750
Grundriss 1.Obergeschoss, M 1 : 750
Querschnitt mit Lüftungskonzept, M 1 : 500
Fassadenschnitt, M 1 : 75
Dachaufbau:
Extensive Begrünung, 80 mm
Trennlage, Flitervlies
2. Abdichtung, Soprema, Sopralen EP 5 ARD FLAM WF, 5 mm
1. Abdichtung, Soprema, Sopralen EGV 3 FLAM TOP, 3 mm
Wärmedämmung, Steinwolle, Prima, 0,038 W/mK, im Gefälle, 360 – 250 mm
Wärmedämmung, Steinwolle, Prima (Plus), 0,038 W/mK, 16 0mm
Dampfbremse, 5 mm
Brettsperrholzplatte, 60 mm
Akustikdecke, 170 mm
Bodenaufbau OG:
Kaseinspachtelung, 5 mm
Unterlagsboden, 70 mm
Trennfolie
Trittschaldämmung 30 mm
Ausgleichschicht, EPS 30, 35 mm
Überbeton, 100 mm
Brettsperrholzplatte, 60 mm
Träger 160 x 600 mm
Akustikdecke, 170 mm
Bodenaufbau EG, unterkellert:
Kaseinspachtelung, 5 mm
Unterlagsboden, 70 mm
Trennfolie
Trittschalldämmung 20 mm
Ausgleichschicht, EPS 30, 25 mm
PUR, Lambda 0,025 W/mK, z.B. PUR Vlies, 120 mm
Betondecke, 250 mm
Andy Senn Architekt BSA SIA
Andy Senn
www.senn.sg
Foto: Anna Tina Eberhard, St Gallen
Baudaten
Objekt: Landwirtschaftliches Zentrum St.Gallen
Standort: Salez/CH
Typologie: Schule und Internat
Bauherr: Kanton St.Gallen, vertreten durch das Hochbauamt des Kanton St.Gallen
Nutzer: Landwirtschaftliches Zentrum St. Gallen
Architektur: Andy Senn Architekt BSA SIA, St.Gallen/CH, www.senn.sg
MitarbeiterInnen (Team): Antje Wanner, Thomas Gerber, Remo Wirth, Anike Müller, Marlise Kuratli, Tobias Müller
Bauleitung: Bau-Data AG, Buchs/CH
Bauzeit: Juni 2016 – Mai 2019
Projektdaten
Grundstücksgröße: 159 460 m²
Nutzfläche gesamt: 5 121 m², gem. SIA 416
Nutzfläche: 3 602 m², gem. SIA 416
Technikfläche: 223 m², gem. SIA 416
Verkehrsfläche: 1 296 m², gem. SIA 416
Brutto-Grundfläche: 5 730 m², gem. SIA 416
Brutto-Rauminhalt: 24 002 m³, gem. SIA 416
Baukosten brutto: ca. 29 Mio. €
FachplanerInnen
Tragwerksplanung: Merz Kley Partner AG, Dornbirn/AUT (Holzbau), www.mkp-ing.com
TGA-Planung: Bouygues E&S InTec Scheiz AG, Brig-Glis/CH (Elektroingenieur), www.bouygues-es.ch; Hälg & Co.AG, St. Gallen/CH (HLKS-Ingenieur),
www.haelg.ch; Kälte 3000 AG, Landquart/CH (Kälteingenieur), www.kaelte3000.com
Bauphysik: Lenum AG, Vaduz/LIE, www.lenum.com
Landschaftsarchitektur: Mettler Landschaftsarchitektur AG, Gossau/CH, www.mettler-la.com
Energiekonzept: Richard Widmer, Wil/CH /
Hans Schär, Stein AR/CH
Brandschutzplanung: Josef Kolb AG,
Romanshorn/CH, www.kolbag.ch
Elektrokonzept: Bölle&Partner AG, St. Gallen/CH,
www.boellepartner.ch
Energie
Primärenergiebedarf: 123 kWh/m²a,
gesamt erneuerbar: 80 kWh/m2a
Endenergiebedarf: 75 kWh/m²a
Jahresheizwärmebedarf: 50 kWh/m²a
Energiekonzept:
Dach: Holz mit Steinwoll-Dämmung
Außenwand: Holz mit Steinwoll-Dämmung
Fenster: Weisstanne
Boden: Ortbeton mit Dämmung
Material-Konzept:
Das Verwenden von natürlichen Materialien ohne Anstrich oder andere Oberflächenbehandlungen stand von Anfang an im Vordergrund. Ebenso, dass jedes Material auf Grund seiner Stärken eingesetzt wird. Das verwendete Konstruktionsholz ist ausnahmslos Fichte. Die der Witterung ausgesetzten Fassadenteile sind in sägeroher Eiche, die geschützten Bereiche in Weisstanne. Diese Massnahmen wirken sich positiv auf die Lebensdauer der Bauteile aus.
Wärmeschutz:
Den Hauptfassaden wird eine Laubenzone vorangestellt. Diese vorgelagerte Schicht erfüllt die wichtige Funktion als Fassaden- und Sonnenschutz. Zur Verbesserung des Mikroklimas wurden Bäume als Schattenspender entlang der Südfassade gepflanzt. Zudem verdunstet aus der Sickermulde, die rund um das Gebäude führt, Wasser. Dies hat einen „kühlenden“ Effekt für das Schulhaus.
U-Werte Gebäudehülle:
Außenwand = 0,143 W/(m²K)
Bodenplatte = 0,1551 W/(m²K)
Dach = 0,098 W/(m²K)
Fenster = 0,65 W/(m²K)
Haustechnik:
Ziel: So wenig Technik wie möglich! Kurze Wege für die Leitungen in den Kalträumen, um den Wärmeverlust zu minimieren. Der Nutzer bestimmt das Raumklima selber, von Hand. Das Gebäude ist nach dem SIA-Effizienzpfad gebaut und mit Low-tech ausgerüstet. Die Wärme kommt ab der Holzfernwärmeversorgung Salez. Es sind energieeffiziente Beleuchtungskörper verbaut, diese sind alle von Hand ein- und auszuschalten. Die Wärmeabgabe erfolgt durch Radiatoren mit Thermostat-Ventilen. Die Räume werden natürlich gelüftet (Klappen mittels Kurbel von Hand zu bedienen). Die Gastroküche besitzt eine einfache Lüftungsanlage. Für die Warmwassererwärmung wird die Wärme konsequent aus der gewerblichen Kälte zurückgewonnen. Es ist keine Raumautomation vorhanden.