位于德国巴登符腾堡州阿伦市的舒巴特文法学校（Schubart Grammar School）的新生物和化学大楼——对于学生和教师来说，这是亲身体验卓越建筑与科学之间相互作用的最佳场所。由Liebel Architekten BDA与Transsolar合作开发，该项目开创性地利用了三种环保形式的能源：光能、热能和地热能。
在安静的阿伦镇，施瓦本汝拉丘陵连绵起伏的乡村中，矗立着舒巴特文法学校。主校舍建于 1912 年，由保罗·博纳茨 （Paul Bonatz） 设计。这是这位著名建筑师最早参与的项目之一，他还设计了斯图加特的火车总站，至今仍被认为是学校建筑领域的开拓者。
凭借其雄伟的身材，这座受保护的建筑在 1980 年代进行了大规模的翻新。同时，地下室也进行了扩建，现在延伸到校园下方，校园位于屋顶上方。从这个区域，宽阔的露天楼梯通向学校的其余部分，包括一个食堂、一个体育馆、一个运动场和一个特殊的化学和生物区，该区于 2019 年完工。该建筑的整体概念是由Liebel与Transsolar共同开发的，完全符合100多年前Paul Bonatz所体现的开创性建筑的精神，只是这一次的重点在于可持续建筑。
具有额外好处的校园：开放区域可供当地社区在课余时间使用。© Liebel Architekten BDA
自始至终的碳中和设计
2017 年，设计新大学的合同被授予当地建筑公司 Liebel。Bernd Liebel 和他的团队请来了来自 Munic 的气候工程师 Transsolar。他们从一开始的愿望就是实现净零能耗建筑。这个目标已经实现，现在在 12 个月的时间里，该建筑产生的能源至少与它所需的能量一样多。设计的目的是有意识地为技术驱动型建筑的趋势提供替代方案。
通过密切关注现有的轮廓，学校建筑群内的每个建筑部分都和谐地组合在一起，创造了一个连贯的建筑群。新建筑在视觉上参考并突出了附近山丘的山脊。场地上的户外区域也经过重新设计，现在是课余时间的热门聚会场所。
建筑与气候控制理念齐头并进
建筑师的另一个目标是将尽可能多的新建筑嵌入到学校场地的地形中，确保新大楼不会掩盖Bonatz大楼的建筑意义外，这也弥补了地面上的自然凸起。最终成果是一座紧凑的木结构和混凝土混合建筑，带有宽敞的窗户。
独特的锯齿形屋顶最初是出于实际原因而开发的。许多屋顶研究表明，朝北的锯齿形屋顶可以最大限度地利用建筑物中的自然光。增加建筑物的日光可以将照明成本降低约一半。
建筑物中相对较高的混凝土比例可防止内部过热，尤其是在夏季。此外，上层的木构件需要较少的灰色能量，而广阔的混凝土表面使建筑物能够储存热能。即使在室外温度达到 40°C 的盛夏，室内温度也保持在 25°C 左右，无需空调。取而代之的是，房间在夜间通过小型电机自动倾斜窗户并允许空气以一定角度在建筑物中旋转来冷却。
整体气候控制概念将本地能源与太阳能系统相结合，无需额外费用
通过地热提供健康的室内空气
为了保持室内空气质量，新生物和化学大楼配备了混合通风系统。这样可以打开和关闭窗户，或通过45米长的地下通道将空气推入建筑物，从外部冷却或预热空气。该频道使用慢速风扇轻轻地将空气推入教室，而不会产生气流。从那里，空气被分配到建筑物的其他区域。在课间休息期间，通过打开窗户再次短暂通风。
新旧能量互换
该项目团队的雄心壮志反映在他们为建筑提出的一个公式中：1 + 1 = 1。他们认为，旧建筑和新生物和化学大楼不应该比现有建筑本身需要更多的能源。为此，两座建筑交换能量。现有的热电联产机组足以满足新建筑的低供暖需求，新光伏系统提供的任何剩余能源都将转给旧建筑和餐厅。
最佳方向和短距离：门厅区域和走廊无缝融合。© 瓦伦丁·施米德
穿孔的木制天花板可以降低噪音水平，即使兴奋的学童跑来跑去。© 瓦伦丁·施米德
上层的大窗户和锯齿形屋顶使充足的光线进入教室。© 瓦伦丁·施米德
高品质的表面为教室增添了一丝舒适感。© 瓦伦丁·施米德
平面图，一楼。© Liebel Architekten BDA
平面图，上层。© Liebel Architekten BDA
监测系统产生的数据显示，该建筑的性能超过了预计的零能耗标准。考虑到所有因素，在正常运行下，它甚至符合德国能源加成标准。换句话说：它对气候有利。
来自学生和老师的反馈也非常积极。作为该建筑的未来用户，他们从一开始就参与了该项目。因此，他们现在知道如何正确使用建筑物，使通风和能源概念发挥其最大潜力。随着时间的流逝，每个人都对建筑有了新的了解，并对可持续建筑提供的机会有了更好的了解，教育目标也已经实现。
素材来源：DGNB
