Kindergarten in nachhaltiger Bauweise

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In Capripulli, im Süden Chiles, entstand ein privater Kindergarten für Kinder im Alter von 3-6 Jahren, die nach dem Konzept der Montessori-Pädagogik betreut werden.

Das Gebäude betritt man über einen Eingangsbereich, in dem Schuhe und Kleidung abgelegt werden, und kommt von dort in einen großen, achteckigen Zentralraum, der frei von Möbeln ist. Dieser weist eine durch mobile Wände abtretbare Erweiterung auf, in der sich eine große Tafel und unterschiedliche Möbel befinden. Der Zentralraum, der von einem pyramidenförmigen Oberlicht belichtet ist, ist so konzipiert, dass er auch für Veranstaltungen genutzt werden kann. Er ist umgeben von Büro, Werkraum, Erwachsenen- und Kinder-WC sowie Abstellraum. Für die Planung und Ausführung galten folgende Vorgaben:

  • Hoher Anspruch bzgl. Nachhaltigkeit (siehe Infokasten)
  • Fertigstellung innerhalb von 5 Monaten
  • Baukosten erheblich unter den üblichen Werten.

Konstruktion

Für die Fundamente wurde eine kostensparende Lösung entwickelt, die keinen Beton benötigt und einen hohen Grad an Erdbebensicherheit aufweist. Dabei handelt es sich um Einzelfundamente, die jeweils unter den Stützen angeordnet sind und aus drei übereinander gestapelten Altreifen bestehen, die mit runden Kieselsteinen gefüllt sind. So entsteht eine Art „schwimmendes Fundament“, das beim Erdbeben durch seine Duktilität, also plastische Verformbarkeit, einen großen Teil der horizontalen Stöße auffängt. Über diesen Einzelfundamenten liegen Holzbalken, welche die Lasten der Wände auf die Fundamente verteilen.

Der Fußboden besteht aus farbig gestrichenen, 18 mm dicken Sperrholzplatten, die auf einem Balkenrost aufliegen. Der Luftraum darunter wurde als Wärmedämmung mit ca. 9.000 Plastikflaschen, die in Chile nicht recycelt werden, ausgefüllt. Die Außenwände bestehen aus Holz-Doppelstützen 10 x 10 cm, die im Abstand von 93 cm angeordnet sind. Dazwischen wurden jeweils zwei Strohballen in senkrechter Position zweizügig eingebracht. Diese wurden außen mit einem dreilagigen Lehmputz versehen, der mit einer hinterlüfteten Holzschalung gegen Witterung geschützt wird. Der dicke Lehmputz übernimmt 3 Funktionen:

  • Er verhindert, dass sich Kondenswasser im Stroh bildet, da der Taupunkt in der Lehmschicht liegt (durch die Hinterlüftung der Fassade wird kondensierte Feuchtigkeit schnell wieder abgeführt)
  • Er trägt zur Winddichtigkeit bei.
  • Er verhindert das Eindringen von Insekten und Mäusen.

Innen sind die Wände mit einer Sperrholzschalung versehen, die zur Aussteifung gegen Horizontalkräfte dienen und aus optischen und raumakustischen Gründen mit einem Jutegewebe bespannt ist.

1 Fundamente aus dem Kieselsteinen gefüllten Altreifen
2 Holz-Ständer-Konstruktion
3 Aufbringen der Dachhaut
4 Fertiger Bau

Die Innenwände wurden teilweise mit der „Quincha húmeda“-Technik ausgeführt (Verfüllung mit Strohlehm zwischen horizontalen Leisten, zweilagig mit Lehm verputzt), um Schallschutz und thermische Masse zu erreichen. Überdeckt ist der achteckige Zentralraum mit dem vom Autor entwickelten „Hogan“-Dach aus Holz und die Seitenräume mit einer Balkenlage die um 15 % geneigt ist. Über dieser Holzkonstruktion liegt eine 38 mm dicke Bretterlage, welche die 10 cm dicke Wärmedämmung und das Vegetationsdach trägt.

Unter der Wärmedämmung wurde eine Dampfsperre angebracht. Auf das treppenförmige Hogan-Dach wurde eine entspr. gefaltete 0,8 mm dicke Wurzelschutzbahn verlegt. Zum Schutz gegen mechanische Verletzungen dieser Folie wurde sowohl darüber als auch darunter ein Geotextil-Vlies verlegt. Als Substrat wurde eine Mischung aus Mutterboden und vulkanischem, sehr leichtem porösem Gestein im Verhältnis 2:1 verwendet. Die Vegetation besteht aus einer lokalen Wildgräser-/Wildkräutermischung, die in Form von Soden aufgebracht wurde.

Heizung

Die Beheizung des Gebäudes erfolgt besonders wirtschaftlich über einen Holzfeuerofen nach dem System des „rocket-stove“ von Ianto Evans, der mit Holz aus dem umliegenden Wald befeuert wird. Dieser Ofen erreicht eine schnelle Erwärmung der Räume über die hochtemperaturige Wärmestrahlung des Stahlzylinders und eine langanhaltende niedertemperaturige Wärmeabgabe durch den langen horizontalen Rauchabzugskanal.

5 Innenansicht mit Hogan-Dach
6 Erweiterung des Zentralraums

Resümee

Die Bauzeit betrug lediglich 5 Monate, die reinen Baukosten waren mit ca. 570 Euro/m2 wesentlich niedriger, als in Chile üblich. Die Bauausführung entspricht deutschen Vorschriften und ist auf deutsche Verhältnisse übertragbar. Die Wärmedämmung des Daches und des Fußbodens müsste in Deutschland jedoch stärker ausgebildet werden.

Nachhaltigkeitskonzept

  • Verwendung von natürlichen lokal vorhandenen Materialien wie Holz für Wand- und Dachkonstruktion, Stroh und Lehm für Wände, Fluss-Steine für Fundamente, Erde und Soden aus Wildgräsern und Wildkräutern für das Vegetationsdachdach
  • Verwendung von Abfallprodukten wie Altreifen für Fundamente, nicht recycelte Abfall- Plastikflaschen für Wärmedämmung des Fußbodens
  • Erdbebensichere Bauweise (in Chile sehr wichtig)
  • Vermeidung von Beton auch für die Fundamente
  • Vermeidung von Durchfeuchtungsproblemen in den Außenwänden durch hinterlüftete Holzverschalung (in der Region starke Regenfälle mit Wind)
  • Heizenergieeinsparung durch Strohballenwände und Vegetationsdach
  • Beheizung mit Holz aus dem umgebenden Wald
  • Verwendung eines feuerholzsparenden “Rocket stove“ mit hoher Strahlungswärmeabgabe
  • Sehr lange Lebensdauer des Gebäudes.

Baudaten Kindergarten in Catripulli, Chile

Baujahr2017/18
Flächen Überbaute Fläche 148 m2 / Nutzfläche 122,5 m2
Baukostenca. 70.000 Euro
FundamenteEinzelfundamente aus Altreifen gefüllt mit Kieselsteinen
FußbödenSperrholzplatten 18 mm auf Balkenrost verfüllt mit leeren Plastikflaschen als Wärmedämmung
AußenwändeVon innen nach außen: Sperrholzschalung mit Jutegewebe belegt / Holzkonstruktion mit Strohballen verfüllt / dreilagiger Lehmputz / hinterlüftete Holzschalung
DachHogan-Dach von innen nach außen: Tragende Holzkonstruktion / Bretter 38 mm / Dampfsperre / Wärmedämmung 100 mm / Geotextil-Vlies / Wurzelschutzbahn / Geotextil-Vlies / Erdsubstrat / Soden aus Wildgräsern und -kräutern
Heizung Holzfeuerofen „rocket-stove“ von lanto Evans
EntwurfProf. Dr.-Ing. Gernot Minke, Kassel,
Mitarbeiter: Bruno Dezerega
StatikManuel López Escalona, Temuco, Chile

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Quellenangaben und/oder Fußnoten:

Fotos: Gernot Minke

Autor
Gernot Minke

Prof. em. Dr.-Ing. Gernot

Minke

Architekt und international bekannter Fachbuchautor über die Baustoffe Lehm, Strohballen und Bambus, sowie über Dachbegrünung und Vertikale Gärten.

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