Der Aha-Moment! – Ein Triumph im Lernprozess. Das Schulhaus als Institution der Vermittlung möchte auch als Bauwerk als Solches auftreten. Die Architektur dient als pädagogisches Mittel, um nachhaltiges Bauen aktiv Schüler*innen, Lehrenden, und Besuchenden zu vermitteln. Komplementär zur Unterrichtswende soll der Raum Teil des Entdeckens und Aneignens werden. Dieses pädagogische Leitkonzept nutzt Suffizienz, Systemtrennung, Modularität. Es legt Wert auf eine nachvollziehbare Struktur, Fassade und Technik. Das Bewusstsein für nachhaltiges Bauen wird gefördert und Voraussetzungen zur Aneignung der Besucher*innen geschaffen. Die pädagogische Struktur erlaubt einen beschleunigten Bauprozess, einen effizienten Unterhalt und Anpassungen in der Zukunft. Der Entwurf stellt die integrative Architektur in Frage und wirbt für flexible und selbsterklärende Alternativen, welche Synergien zwischen Pädagogik, Nachhaltigkeit und Ökonomie priorisieren.

Der Entwurf besteht aus drei Grundelementen: die natürliche Landschaft, das langlebigen Gerüst, und die anpassbare Füllung. Die Landschaft fliesst durch das Gebäude und bildet so eine Lerntopografie aus. Das vorfabrizierte Gerüst ermöglicht einen schnellen Bauprozess und räumliche Flexibilität. Die weiteren architektonischen Elemente werden in das Gerüst eingepasst und ermöglichen eine anpassbare Lernlandschaft, welche die Schüler*innen zur Aneignung einlädt.

Volumetrie - Repräsentativ und Rücksichtsvoll

Das Atrium-Volumen profitiert innen wie aussen von ihrer Kompaktheit: Das zentrale Atrium verknüpft alle Schulfragment und bietet Raum für unvorhersehbare Nutzungen. Der Kompaktheit folgt eine minimale Hüllfläche und kurze Technikwege, und folglich Einsparungen bei Erstellung und Betrieb. Städtebaulich differenziert sich die Kubatur von der umliegenden Wohnbebauung und verkörpert ihre öffentliche Nutzung nach aussen. Das Nord-Süd gerichtete Volumen definiert im Westen einen grosszügigen Schulhof mit Nachmittagssonne. Die kurze Südfassade maximiert die Aussicht der angrenzenden Neubauwohnungen in Richtung Zürichsee und Halbinsel Au. Im Winter bei niedrigem Sonnenstand eignen sich die langen Ost- und Westfassaden für thermische solare Erträge in den Unterrichtszonen. Das Schulhaus steht vorsichtig auf der Topografie. Die innere Haupterschliessung liegt auf der Topografie und macht sie so spürbar. Durch diese Massnahme wird zudem der Aushub minimiert.

Atrium - Einladend und Vielfältig

Das Atrium ist das Herz des Schulalltags und hat vieles zu bieten. Es ist ein Ort der Begegnung, den sich die Schüler*innen aneignen dürfen und gibt Raum für Kunst, Musik und Unvorhergesehenes. Im Atrium hat man einen Einblick in alle Geschosse. Man erhält so einen Überblick über die verschiedenen Nutzungen, welche das Haus beherbergt. So werden alle Lernzonen über die Geschosse als gemeinsame Lernlandschaft in Beziehung gesetzt. Entlang der Randzone des Atriums sind zahlreiche Nischen und Rückziehorte angegliedert. Ein Fachwerk-Gestell füllt das geräumige Atrium. Es dient als Infrastruktur um Lichter, Vorhänge, und Kunst und vieles mehr zu installieren. Mit Hilfe des Gestells lässt sich so auch die Aula bei Bedarf vom Schulbetrieb abtrennen.

Programm - Anpassungsfähig und Effizient

Das Programm gliedert sich in die gemeinschaftlichen Bereiche im Sockel und die Unterrichtsbereiche in den Obergeschossen. Es gibt zwei Haupteingänge, einer im Norden zur Seestrasse und einer im Westen zum Schulplatz. In Verlängerung der beiden Eingange bilden sich zwei kreuzende Hauptachsen, über welche alle weiteren Treppen und Aufzüge angeschlossen sind. Aula, Mensa und Sporthallen organisieren sich entlang den Eingängen, sodass eine reibungslose Nutzung während und ausserhalb des Schulbetriebs Räume für Schüler*innen und Besuchende gewährleistet ist. Die Obergeschosse wickeln sich ringförmig um das Atrium. Vier Fluchttreppen und Lifte verbinden alle Geschosse. Die Klassen-, Fokus- und Gruppenräume liegen an der Aussenfassade, um so eine gute Belichtung und Aussicht zu gewährleisten. Die gemeinschaftlichen Nutzungen, wie Mediathek, Vorbereitungsräume und Labore, sind zum Atrium nach innen orientiert und laden zur Kommunikation ein. In dieser Zone sind Wendeltreppen integriert und bilden die Haupterschliessung im Schulalltag aus. Die Tiefgarage an der östlichen Perimeter Grenze minimiert Verkehrswege und ermöglicht eine Verbindung zur Tiefgarage des Nachbargebäudes. Die Technikzentrale liegt unter der Aula, sodass über kurze Wege das Gesamte Haus versorgt werden kann.

Struktur - Modular und Ressourcenschonend

Das Ziel der Struktur ist, ein materialeffizientes, wirtschaftliches und nachhaltiges Tragwerk mit einem schnellen Bauprozess zu kombinieren. Dies wird erreicht, indem eine rationelle Struktur mit geringen Spannweiten und mit einem hohen Vorfabrikations- und Wiederholungsgrad geplant wird. Auf Abfangsituationen wird gänzlich verzichtet. Im Weiteren wird darauf geachtet, die Details einfach und kostengünstig zu halten. Das Gebäudevolumen unter Terrain wird minimiert, was ausführungs- und kostentechnische Vorteile, wie geringere Aushub Kubaturen, weniger aufwändige Baugrubensicherungen und kleinere Risiken bezüglich Grundwasser, mit sich bringt. Es wird eine hohe Systemtrennung zwischen Konstruktion und den übrigen Gewerken angestrebt, um einen späteren Um- und Rückbau zu erleichtern und um die Materialien wiederverwenden resp. recyclen zu können. Eine flexible Raumnutzung ist dank der Stützen-Träger-Konstruktion gegeben. Durch den Einsatz von Vollholz und Recyclingbeton mit CEM III b Zement wird ein wertvoller Beitrag an die Nachhaltigkeit geleistet.

Für die oberirdischen Geschosse wird ein Skelettbau vorgeschlagen, bestehend aus modularen, verdübelten Brettstapeldecken aus Vollholz gelagert auf vorfabrizierten Betonträgern und vorfabrizierten Betonstützen. Die im Werk erstellten Decken- und Trägerelemente können mit einem Standardtransport auf die Baustelle geliefert werden. Die geringe Spannweite von 5.2 m wurde bewusst gewählt, sodass ein materialeffizientes Deckensystem aus Vollholz eingesetzt werden kann, welches Vorteile bezüglich Eigengewichts mit sich bringt. Dank der geringen Eigenlast des Deckensystems, können die Einwirkungen auf die Fundamente und die Erdbebenlasten erheblich reduziert werden. Um Raumhöhe einzusparen, wird die Brettstapeldecke höhengleich an die Betonträger angeschlossen. Die vorfabrizierten Betonträger überspannen als Zweifeldträger 2 x 8 m. Oberhalb der Brettstapeldecke wird eine durchgehende und schubsteife Dreischichtplatte angebracht, um die Scheibenwirkung der Decke im Erdbeben-/Windfall generieren zu können. Die Stahlbetonkerne der Treppenhäuser, welche im steifen Kasten des Untergeschosses eingespannt sind, gewährleisten die Aussteifung des Gebäudes und leiten die horizontalen Lasten ab. Dank gleichmässig verteilter Anordnung der Erdbebenscheiben im Grund- und Aufriss, können die Anforderungen an die Bauwerksklasse II in der Erdbebenzone Z1b ohne Mehrkosten erfüllt werden. Vorfabrizierte Betonträger mit einer Länge von 26 m, welche mit einem Spezialtransport geliefert werden können, überspannen die Turnhalle in Längsrichtung. Um die weitgespannten Träger zu entlasten, werden die Erdaufbauten auf der Turnhallendecke minimiert.

Der Baugrund ist geprägt durch den hoch liegenden Felsen der Oberen Süsswassermolasse, wobei die Felsoberfläche in einer Tiefe von ca. 3.0 m und 16.5 m zu liegen kommt. Generell taucht die Felsoberfläche gegen die Seestrasse hin ab. Auf dem Felsen lagern Lockergesteine in Form von einer ca. 2 – 3 m mächtigen Grundmoräne, Delta- und Seeablagerungen, Hangschutt und künstlichen Auffüllungen auf. Die Lockergesteine sind in Bezug auf Durchlässigkeit als mässig bis schlecht, der Molassefels als schlecht permeabel bis wasserstauend einzustufen. Grundsätzlich ist mit Hang- und Kluftwasser zu rechnen. Im Bereich der Lockergesteine konnte der Wasserspiegel auf einer Kote von ca. 407 m. ü. M. gemessen werden. Es wurde darauf geachtet, dass die Bodenplatten grösstenteils über dem mittleren Grundwasserspiegel zu liegen kommen. Einzig die Bodenplatte der Sporthalle kommt talseitig ca. auf der Höhe des Grundwasserspiegels zu stehen. Grundsätzlich wird das Gebäude auf dem gut tragfähigen und nahezu inkompressiblen Molassefels fundiert. Im hangseitigen Bereich werden die Lasten mittels einer Flachfundation direkt auf den Felsen abgetragen. Im talseitigen Bereich, wo die Bodenplatte im Lockergestein zu liegen kommt, werden die Lasten mittels Magerbetonriegel (bis ca. 3 m Tiefe) und mit Überbrückungsbohrpfählen (> 3 m Tiefe) in den kompakten Molassefels geführt. Die Baugrubensicherung kann je nach Platzverhältnissen aus freien Böschungen, Nagelwänden und talseitig allenfalls aus Spundwänden in Kombination mit einer offenen Wasserhaltung bestehen. Im Endzustand werden die ursprünglichen Abflussverhältnisse mittels durchlässigen Hinterfüllungen und Sickerpackungen unterhalb der Bodenplatte wiederhergestellt.

Fassade - Unabhängig und Pädagogisch

Die pädagogische Fassade steht unabhängig vor der Struktur, um Systemtrennung und Anpassungen zu ermöglichen. Sie zeichnet sich durch ihren pädagogischen Ausdruck aus. Die Mehrschichtigkeit der Fassade wird durch eine transparente Schutzschicht zur Schau gestellt. Die Subkonstruktion und Dämmung werden pädagogisch gezeigt. Der dampfdiffusionsoffene Fassadenaufbau reguliert die Luftfeuchtigkeit und mindert die Abhängigkeit von der Lüftungstechnik. Für einen Beitrag zur Nachhaltigkeit und in einer Zukunft gerichteten Energieversorgung werden auf dem Dach und an der Ost- und Westfassade Photovoltaikmodule vorgesehen. Die PV-Module an der Fassade dienen gleichzeitig als Beschattung der Klassenräume, sowie als Stromproduzent über den gesamten Tag verteilt. Sie sind unterschiedlich geneigt und speisen so die Sonnenenergie zu allen Tageszeiten optimal ein. Die Photovoltaikanlagen werden in die Energieversorgung des Gebäudes integriert. Die erreichte PV-Leistung erreicht den Minergie Standard und beträgt 380 kWp.

Landschaft – Inklusiv und Essbar

Die Grundidee des Aussenraums besteht darin dessen Grünflächen vielfältig für die Schüler*innen und Lehrkräfte nutzbar zu machen in vier Bereichen: Eine extensive Dachbegrünung für die Insekten und essbaren Pflanzen in der Fassadenbegrünung, im Nutzgarten und in den Vegetationsinseln. Auf dem Dach lässt sich eine artenreiche extensive Vegetation aufbauen die für seltene Pflanzen- (z.B. Knabenkraut-Orchideen) und zufliegenden Tierarten einen Rückzug bietet. Zudem trägt eine extensive Dachbegrünung als auch eine Fassadenbegrünung zur Kühlung des Gebäudes bei. Die Fassadenbegrünung soll mit hochrankenden blütenreichen Klettergehölzen (z.B: Clematis & Glyzinie) für den oberen Bereich versehen werden. Der untere Teil der Fassade bietet sich an, diese mit kletternden ein- bis mehrjährigen Obst- und Gemüsearten (z.B. Kiwi, Hopfen & Bohnen) zu bepflanzen. Der Anbau mit einjährigen Gemüsearten und deren Sorten im Nutzgarten soll den Unterricht für diesem Aufgabenbereich unterstützen. Eine für den Nutzgarten abgestimmte Anbauanleitung unterstützt die Lehrkräfte, den Acker-Anbau unserer Lebensmittel den Schüler*innen näher zu bringen. Die Vegetationsinseln sollen langfristig sog. "Pflanzengilden" bilden aus Bäumen, Sträuchern und essbaren Stauden, die zum Einen nur eine extensive Pflege benötigen, zum anderen den Schüler*innen und Lehrkräften neue Wege einer zukünftigen Ernährung aufzeigen und selbsterfahren können. Das Sauberkeitsproblem mit passierenden Haustieren kann hier bei entsprechender Auswahl an Pflanzen ebenfalls gelöst werden. Einheimische Arten und deren Sorten (z.B. Linde, Ulme, Esskastanie, Holunder & Fruchteberesche) finden ebenso hier ihren Platz wie Arten aus anderen Gegenden (z.B. Rosinenbaum, Gemüsebaum, Pimpernuss & Scharlachdorn).

Technisierung HLK+S

Auf Hinblick zur Energiestadt Gold in Wädenswil werden die gebäudetechnischen Anlagen in dieser Liegenschaft nach einem hohen Energiestandard erstellt. Die Anlagentechnik zeichnet sich durch effiziente Komponenten aus und wird im Zusammenhang mit sinnvollen und ressourcenschonenden Gebäudetechnikkonzepten nachhaltig betrieben.

Heizungs- und Kälteanlagen

Das Gebäude macht sich das Atrium zu nutze. Dabei werden passive Systeme maximiert, wie Nachtauskühlung und Solargewinne durch thermische Masse. Für eine angemessene Komfortstufe für Schulunterricht in allen Jahrzeiten werden die Passivsysteme, wenn nötig mit Aktivsystemen unterstützt. Die Wärme- und Brauchwarmwassererzeugung des Gebäudes erfolgt über einen Wärmeverbund, der für das AU-Areal in nächster Zeit von der Stadt Wädenswil und einem Energieversorger geplant ist. Dabei wird Seeenergie genutzt, um das Areal mit Wärme- und Kälteenergie zu versorgen. Das 4-10°C warme Seewasser kann zur direkten Kühlung in den umliegenden Liegenschaften genutzt werden. In einer nahegelegenen Energiezentrale kann das ganzjährig ähnlich temperierte Seewasser über eine Wärmepumpe auf ein bestimmtes Temperaturniveau gebracht werden. Über eine Fernwärmeleitung oder auch der Fernkälteleitung wird die Wärme- und Kälteenergie an die Liegenschaft übergeben. Im Gebäude wird die gelieferte Wärme- und Kälteenergie mit Wärmetauschern an das Gebäudesystem übertragen und dort entsprechend verteilt. Die Kälteenergie wird mittels Freecooling direkt an die Verbraucher abgegeben. Für die Wärmeabgabe ist im Erdgeschoss und der Sporthalle eine Fussbodenheizung vorgesehen. In den Nebenräumen erfolgt die Wärmeabgabe über Heizkörper. Ab dem ersten Obergeschoss wird die Wärme- und Kälteenergie mit Konvektoren dem Raum zugeführt. Die Räumlichkeiten werden klimatisiert. Als Kühlquelle soll Freecooling eingesetzt werden, sofern die Kälteenergie vom Energieverbund angeboten wird.

Lüftung und Klima

Zur Sicherstellung des Hygiene-Luftwechsels und Verbesserung der Behaglichkeit werden mechanische Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung eingesetzt. Die notwendige Luftmenge wird bedarfsgerecht zugeführt, in dem die Luftqualität (z.B CO2) stetig geprüft und die Luftmenge entsprechend reguliert wird. In den Nebenräumen und technischen Räumen wird die Luftmenge konstant eingebracht. Die Räumlichkeiten des Erdgeschosses, der Untergeschosse und der Sporthalle werden über ein Luftkanal- und Rohrnetz mit Luftdurchlässe konventionell gelüftet. Die oberen Geschosse mit den Lehrräumen werden mit Verbundlüftern be- und entlüftet. Hierbei werden den Geschossen an bestimmten Stellen im Korridor über Quellluftdurchlässe grösserer Luftmengen zugeführt. Mittels Überströmelemente gelangt die Luft in die Lehrräume und wird mit Verbundlüfter-Ventilatoren wieder zurück in den Korridor geblasen. Durch die Luftschichtung, welche sich während der Unterrichtszeit einstellt, kann so eine effiziente Lüftung sichergestellt werden. Ein verzweigtes Luftkanal- und Rohrnetz entfällt weitestgehend in diesen Geschossen. Für die Be- und Entlüftung des Gebäudes sind in diesem Konzept zehn Lüftungsanlagen vorgesehen. Für die Belüftung des Gebäudes verwenden vier Hauptanlagen für die Lehrzimmer und das EG eingesetzt. Die WC, Nebenräume und Garderoben werden mit einer separaten Anlage ausgerüstet. Sämtliche Räume, die mit der mechanischen Lüftungsanlage belüftet werden, können über die das Freecooling-System und dem erforderlichen Hygieneluftwechsel auf eine bestimmte Temperatur vorgekühlt werden. Das Erdgeschoss sowie das oberste Geschoss des Schulhauses verfügen über öffenbare Fenster, um eine Nachtauskühlung zu gewährleisten. Die Aussenluft sämtlicher Lüftungsanlagen wird in drei Meter ab Terrain angesogen, die Fortluft jeweils wird über Dach abgeführt.

Sanitär

Aufgrund der geltenden Hygienevorschriften wird für die Hauseinführung und der Wasserverteilung eine eigene Sanitärzentrale gefordert. Diese wird bei den Technikflächen im Untergeschoss geplant. Die Brauchwarmwassererzeugung wird durch den Wärmeverbund sichergestellt. Nach der Übergabestation dienen Wärmespeicher als Wärmequelle der Frischwasserstation, um den sanitären Einrichtungen und den Duschen hygienisch einwandfreies Warmwasser in ausreichender Menge zur Verfügung zu stellen. Die Grundinstallationen in den bestehenden Gebäuden sind auf die Ausgabestellen der Nassräume auszurichten und zu erneuern.

Elektroanlagen

Die Erschliessung des Gebäudes mit elektrischer Energie, ist mit einem Netzanschluss ab der Netzebene 7 / Niederspannung angedacht. Die Elektroanlagen und Installationssysteme werden gemäss Planungsrichtlinie «Nichtionisierende Strahlung PR-NIS» angeordnet, so dass ein elektromagnetisch immissionsarmes Innenraumklima gewährleistet ist. Das Gebäude wird pro Geschoss in zwei Energiezonen unterteilt, welche sich über alle Geschosse erstrecken. Pro Energiezone verbindet eine durchgehend übereinanderliegende zugängliche Steigzone die Stockwerke miteinander. Die Steigzonen werden als Räume ausgebildet, in welchen die vertikalen Installationssysteme und die Elektroanlagen untergebracht werden. Die Elektroräume sind möglichst zentral in der jeweiligen Energiezone angeordnet, so dass die Erschliessungswege kurzgehalten werden können. Für die Turnhalle ist eine separate Energiezone mit zugehörigem Elektroraum vorgesehen. Durch die optimale Platzierung der Elektroräume sowie der zugehörigen Haupterschliessungen erfolgt eine Optimierung des Elektrizitätsbedarf sowie der Investitionskosten. Der Zugang zu Steigzonen / Elektroräume erfolgt aus den Verkehrsflächen, womit eine nachhaltige und flexible Erschliessung ermöglicht wird.

Brandschutz

Zu den brandschutztechnisch relevanten Nutzungen zählen unter anderem in den Untergeschossen: Sporthalle 2.UG, im 1.UG: Einstellhalle, Technik, Gymnastikräume und Garderoben., im EG: Büro, Aula, Mensa und Kulturraum, in den Obergeschossen Büro- und Schulungsräume. Aufgrund der Gebäudehöhe (Gebäude mittlerer Höhe) und des Atriums wird die QSS 3 angenommen. Die Fassaden müssen nur auf einer Längsseite für die Feuerwehr zugänglich sein, was von der Ferdinand-Hodler-Strasse aus möglich ist. Unterschiedliche Nutzungen sind als separate Brandabschnitte auszulegen, wobei dem Schulbetrieb dienende und zuordenbare Nutzungen (z. B. Schulräume, Gruppenräume, Lehrerzimmer, Aufenthalts- und Ruheräume, Archive, Serverräume, Putzräume) im gleichen Brandabschnitt zusammengefasst werden. Die Sitzmöglichkeiten samt Tischen dürfen mit Massivholz in RF2 ausgeführt werden. Die Schränke an den Seiten werden in RF1 erstellt. Sämtliche Fluchtweganforderungen sind eingehalten. Insbesondere Notausgangsbreiten und Anzahl der Notausgänge sind aufgrund der Personenbelegung eingehalten. Alle Fluchttreppenhäuser führen nach Draussen. Folgende technischen Anlagen des Brandschutzes sind im Gebäude notwendig: für die Treppenhäuser ist oben jeweils eine Entrauchungsöffnung vorzusehen. Für Atrium Typ B ist eine RWA ohne Leistungsnachweis notwendig (keine Fluchtwege über das Atrium).