Einsatz von Schöck ComBAR in der Schulanlage "Guthirt"
Die Schulanlage „Guthirt“ der Schweizer
Stadt Zug sollte zur Schaffung neuer Kapazitäten erweitert werden. Der
Wunsch der Stadt nach einer Primarschulhaus-Erweiterung und dem
Kindergarten-Neubau ging einher mit der Forderung, den im Quartier Guthirt von
der Öffentlichkeit stark genutzten schulischen Außenraum so weit wie möglich zu
erhalten. Architekt Peter Frei hat dazu eine moderne Schulanlage mit schlanken
Betonfassadenelementen entworfen. Die Fassadenelemente sind mit der
glasfaserverstärkten Bewehrung Schöck ComBAR bewehrt und bieten damit eine
architektonisch interessante und zugleich dauerhafte, sichere
Lösung
Bei der Suche nach Grundrissformen für das neue
Schulhaus hat der ausführende Architekt Peter Frei (Roefs + Frei
Architekten AG in Zug) ein Konzept entwickelt, das eine Erweiterung der
bestehenden Grundfläche sowie die Integration eines Pausenplatzes beinhaltete,
ohne die Baumbestände zu gefähren. Dies gab den Ausschlag für den Gewinn des
Projektwettbewerbes 2002. Die Lösung bestand in einer baulichen Verdichtung um
den Pausenplatz. Damit war es auch möglich, einen Großteil des wertvollen
Baumbestandes zu erhalten oder sogar mit neuer Bepflanzung zu
ergänzen.
Mit etwa 450 Quadratmeter mehr an bebauter Grundfläche wurde
die genutzte Schul- und Kindergartenfläche von den einstigen 2.100 Quadratmetern
auf jetzt circa 4.000 Quadratmeter fast verdoppelt. Der Schlüssel hierzu hieß
„Verdichtung“ auf bis zu fünf Geschosse. Der frühere Kindergarten wurde
abgebrochen und durch einen Neubau ersetzt. Sowohl Schulhaus- wie auch
Kindergartentrakt sind bezüglich Raumstruktur gleich aufgebaut. Die Anzahl der
Klassenzimmer und Gruppenräume erlauben einen Raumrhythmus, der jeweils zwei
Schulzimmer durch einen dazwischengelegten Gruppenraum verbinden lässt. Zusammen
mit den Eingängen entsteht ein Erschließungssystem, das eine hohe
Nutzungsflexibilität aufweist und auch zwischen den Klassen Formen der
Zusammenarbeit ermöglicht, ohne die Erschließungsflächen in Anspruch zu
nehmen.
Schlanke Fassadenelemente aus
Beton
Architekt Frei hat Beton als Rohbaumaterial und für die
Fassadengestaltung gewählt. Gegen eine klassische Lochfassade hätte gesprochen,
dass sich bei einer derartigen Konstruktion das Erdgeschoss visuell ablöse.
Insgesamt 800 vertikale Stützenelemente gestalten die Fassade des
Schulhausneubaues. Mit ihren Abmessungen von 12 x 16 Zentimeter und Höhen
zwischen 3 Meter und 3,50 Meter sind sie auf horizontalen Bändern vor der
raumhohen Fassadenverglasung angebracht. Diese schlanken Elemente, die auch zu
Zweier- und Vierer-Gruppen geordnet wurden, dienen als Gestaltungsmittel und
übernehmen keine statische Funktion, nehmen jedoch Windbelastungen auf und sind
der Witterung direkt ausgesetzt. Die Besonderheit dieser Elemente liegt in ihrer
Bewehrung aus glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK). Denn durch die extrem
schlanke Bauweise von lediglich zwölf Zentimeter ist auch die Betonüberdeckung
sehr gering.
GFK-Bewehrung – die sichere und wirschaftliche
Alternative
In der ursprünglichen Ausschreibung war hierzu eine
Bewehrung aus Edelstahl vorgesehen. Die steigenden Rohstoffpreise haben jedoch
zu neuen Überlegungen nach Alternativen geführt. Um klare Aussagen zum
Biege-Bruch-Verhalten von GFK-bewehrten Betonelementen zu erhalten, wurden
gemeinsam mit der EPFL in Lausanne (Prof. Thomas Keller) entsprechende Versuche
gestartet. Die Testreihen ergaben, dass die Last der Bewehrung mit Schöck ComBAR linear bis zum Bruch anwuchs. Es
gibt kein Fließen. Die gemessenen Traglasten lagen etwa 44 Prozent über
konventioneller Bewehrung. Die GFK-Bewehrung erreicht die Duktilität von
klassischen Armierungsstäben nicht. Dank der höheren Festigkeiten kann jedoch
ein höherer Sicherheitsfaktor gewählt werden, um das gleiche Sicherheitsniveau
wie bei Betonstahl zu erreichen. Die Sicherheit ist in vollem Umfang
gewährleistet.
„Als großen Vorteil von GFK-Bewehrungen sehe ich die
geringere Betonüberdeckung der Armierung, die heute immer mehr gefordert wird.
Heute sind im Außenbereich zwischen drei und vier Zentimeter Eisenüberdeckung
gefordert. Bei derart schlanken Stützen von zwölf Zentimeter habe ich keine
Möglichkeit mehr, mit normal starken Überdeckungen entsprechend SIA- Norm zu
arbeiten. Dagegen können die ComBAR-Stäbe oberflächennah positioniert werden, da
sie nicht korrodieren“, bestätigt Hans-Rudolf Brätschi vom Fertigteilhersteller
Elemet AG, Tafers. Bei der Element-Produktion im Werk sieht er beim Einsatz des
neuen Materials keine Einschränkungen im Produktionsablauf. Die ComBAR-Stäbe
wurden auf die gleiche Art und Weise wie das konventionelle Material verarbeitet
und
eingebaut.
Bautafel:
Bauherrschaft:
Einwohnergemeinde Zug, vetreten durch das
Baudepartement
Architekt: Roefs + Frei Architekten,
Zug
Bauingenieure: Peter Ott AG,
Zug
Bauzeit: 2005 –
2007
Fertigteilhersteller: Element AG,
Tafers
Bewehrungshersteller: Schöck Bauteile AG,
Aarau