Erneuerte Heiz- und Lüftungsanlage

Als 1958 das Lünener Mädchengymnasium eingeweiht wurde, erregte der von Hans Scharoun entworfene polygonale Bau mit seinen neu konzipierten Räumen großes Aufsehen. Anstelle der bei Schulbauten vorherrschenden Orientierung an kasernenartigen, rechteckigen Zimmern herrscht ein architektonisches Programm, das auf Vieleck, Oval und Rund basiert. Sein Leitgedanke, die Schule nach den Bedürfnissen der Nutzer, also der Schüler, organhaft von innen nach außen zu konstruieren, drückt sich auch in den so genannten Klassenwohnungen aus. Sie bestehen aus drei Raumbereichen: einem Vorraum, der als Garderobe dient, einem Unterrichtsraum und einem kleinen Ruhebereich. Darüber hinaus hat jeder Raum einen Zugang in einen eigenen Garten bzw. auf eine Terrasse. Ebenso sind die Aula sowie die größeren Funktionsräume für Physik, Chemie, Werken und Musik je nach Anwendungsausrichtung gestaltet.

Innovatives Heizlüftungskonzept

Nicht nur in der Raumgestaltung, auch bei der Heizlüftung beschritt der legendäre Architekt neue Wege. Mit dem Ziel, ein lernunterstützendes Raumklima zu schaffen, plante er für jede Klassenwohnung statt der damals üblichen Fensterlüftungslösung ein eigenes Heizlüftungsgerät ein. Die Heizung, die sich in einer angrenzenden Kammer befand, beförderte die frische bzw. geheizte Luft über Rohre im Boden zu Belüftungsdüsen unterhalb der Fenster. Die verbrauchte Luft wurde durch zwei Entlüftungsschächte in der Nähe des Heizungsraums abgesaugt. Als 1974 eine zentrale, mit Fernwärme gespeiste Warmwasserheizung mit Radiatoren die alte Heizungsanlage ersetzte, geriet das Scharounsche Konzept in Vergessenheit. Erst 50 Jahre später, bei der anstehenden Renovierung des Gebäudebestands, wurde es 2007 wieder entdeckt.

Als die Ergebnisse einer Studie zur energetischen Sanierung durch die Düsseldorfer e²-energieberatung GmbH vorlagen, war die Überraschung groß. Denn für die Wiederaufnahme des ursprünglichen Heizlüftungssystems sprachen nach Ansicht der Experten nicht nur konservatorische und technikgeschichtliche, sondern vor allem funktionale und wirtschaftliche Gründe: Scharouns Konzept sei für die Klassenwohnungen ideal, da es eine ganzjährig konstant gute Lüftung der Klassen erlaubt. „Im Sommer besteht darüber hinaus die Möglichkeit zur Kühlung der Räume“, so Prof. Hans Juergen Schmitz von der e²-energieberatung GmbH. „Die originale Heizlösung unterstützt thermisch die bauphysikalisch schwachen Bauteile und verhindert so Kondensatbildungen und dauerhafte Schädigungen des Gebäudes.“ Auch aus ökonomischer Sicht empfahl der Ingenieur die Reaktivierung: „Neben der Sicherung und dem Erhalt des Baubestands errechneten wir im Hinblick auf die Heizenergiekosten das größte Einsparpotential. So erwarteten wir zum Beispiel allein beim Wärmebedarf eine Reduktion um 43 %.“

Das Projekt wurde von der Wüstenrot Stiftung im Rahmen ihres Denkmalprogramms initiiert und konzipiert. Nachdem die Finanzierung des 8 Mio. €-Projekts durch die Stadt Lünen, das Land Nordrhein-Westfalen und die Wüstenrot-Stiftung sowie durch Mittel des Investitionspakts zur energetischen Erneuerung sozialer Infrastruktur (Bund/Land Nordrhein-Westfalen/Stadt Lünen) gesichert war, begannen Anfang 2010 die Instandsetzungsarbeiten, die Ende 2012 abgeschlossen werden sollen. Der Entwurf des Architektenbüros Prof. Spital-Frenking + Schwarz aus Lüdinghausen sah vor, neben den bautechnischen Wiederherstellungsmaßnahmen auch der Empfehlung von Prof. Schmitz zu folgen und das innovative Heizlüftungskonzept soweit wie möglich zu nutzen und energetisch zu verbessern. Die strengen Vorgaben der Denkmalschutzbehörde und der Wüstenrot Stiftung an das jüngste Baudenkmal der Stadt Lünen sind dabei ebenso zu erfüllen wie die Ansprüche an eine leistungsfähige und energieeffiziente Klimatisierung.

Nutzen der vorhandenen Infrastruktur

 „Als ich die baulichen Vorgaben dieses Projektes sah, freute ich mich sehr auf diese Herausforderung, denn die für die geplante Klimatisierungslösung erforderliche Infrastruktur an Lüftungskanälen, Rohren und Räumen war ja dank der vorausschauenden Planung durch Scharoun bereits vorhanden“, so Gerhard Kahlert, Geschäftsführer des mit der Haustechnik betreuten Ingenieurbüros Kahlert aus Haltern am See. Im Zuge der Revitalisierung stellte sich heraus, dass viele der ursprünglichen Rohre nach einer umfassenden Reinigung weiterhin genutzt werden konnten; zudem hatten sie einen verhältnismäßig großen Durchmesser, der half, Geräuschemissionen und Energiekosten zu senken.

Auf der Suche nach einer klimatechnischen Ausstattung, die den baulichen Gegebenheiten, den vorgeschriebenen Luftmengen und einem hohen Wärmerückgewinnungsgrad entsprach, wurde klar, dass Kompaktlüftungsgeräte die erste Wahl sind. „Sie bringen hochwertige Technik und eine funktionelle Regelung bereits ab Werk mit und bieten flexible Montagemöglichkeiten“, so Kahlert.

Zum Heizen und Lüften der 18 Klassenwohnungen entschied sich der Lüftungsexperte für die Kompaktgeräte „GEA Campos“ mit einem Luftvolumenstrom bis zu 750 m³/h, deren Heizregister – wie die anderer Geräte des Hauses auch – aus dem Fernwärmenetz gespeist werden. Für die Klimatisierung der sechs größeren Funktionsräume, die aufgrund der Sonneneinstrahlung auch gekühlt werden müssen, wählte er die etwas größere Kompaktreihe „GEA COM4plus“ (+ Kälte) mit einem Luftvolumenstrom von bis zu 1500 m³/h. Für die circa 400 Personen fassenden Aula, die en miniature ein Vorläufer der Berliner Philharmonie ist und auch gekühlt werden muss, wurde hingegen ein größeres Modell der modularen Serie „GEA CAIRplus“ mit einer Luftvolumenleistung von 10000 m³/h gewählt. Zur Wärmerückgewinnung drehen sich bei „GEA COM4plus“ und „GEA CAIRplus“ Rotationswärmetauscher, bei „GEA Campos“ erfolgt sie über Gegenstrom-Plattenwärmetauscher.

Ergebnisse und Messwerte überzeugen

Als Mitte 2010 eine „Musterklasse“ samt Heizlüftung saniert war, staunten die Begutachter über das angenehme Raumklima und über den extrem leisen Betrieb des Geräts. Das kompakte GEA Campos, das für einen Betrieb von 650 m³/h Luftvolumen und auf eine Temperatur von 21 °C während des Unterrichts ausgerichtet ist, war kaum zu hören. Am Auslassgitter wurde eine durchschnittliche Luftgeschwindigkeit von nur 0,5 m/s. gemessen. In den Pausen, wenn die meisten Schüler außerhalb des Raumes sind, wird das Gerät für einen schnelleren Luftaustausch auf Volllast betrieben. Bei einer CO₂-Konzentration von über 1200 ppm springt die Lüftung automatisch an. Tagsüber ist die Anlage von sieben bis 16 Uhr im Betrieb und lässt sich je nach individuellem Bedarf pro Raum regeln. Abends und nachts gelten 13 °C als Mindesttemperatur.

Wie in den Klassenräumen ist die Luft in den Funktionsräumen und der Aula beinahe sauberer als vor der Schule, denn die Geräte sind allesamt mit Luftfiltern der Klasse F9 ausgestattet. Kein noch so kleines Partikelchen kann den Lernerfolg stören – genauso wenig wie den Musikgenuss durch staubbedingten Konzerthusten in der oft genutzten Aula.

Heinrich Behrens, der Schuldirektor der Geschwister-Scholl-Gesamtschule, freut sich nicht nur über den raschen Fortgang der baulichen Umsetzung, sondern auch über den wirtschaftlichen Effekt der neuen Klimatisierungslösung. Aufgrund des Wärmerückgewinnungsgrads von 90 % erwartet er eine Energiekosteneinsparung von mehr als 40000 € jährlich.