Campus Arthur Nagel Schule

Die Stadt Leipzig plant am Standort Arthur-Nagel-Straße, den Neubau einer fünfzügigen Grundschule mit Dreifeldsporthalle, einer Kindertagesstätte, sowie eine öffentliche Grünfläche mit Spiel- & Sportangebot. Das Planungsgebiet befindet sich in Leipzigs Schulgebiet Süd-West im Stadtteil Großzschocher und umfasst insgesamt eine Fläche von 27.650 m². Der Grundschulneubau und die dazugehörigen Freiflächen, inkl. der begrünten Dachflächen, umfassen ungefähr 16.410 m². Es wird in Hinblick des Nachweises der Ausweisung der nötigen Freiflächen von einer Normalbelegung der Schule von 800 Schülern ausgegangen. Um eine Hortbetreuung vor und nach Schulschluss zu gewährleisten, wird die empfohlene Grundstücksgröße für Hortnutzung 10 m² pro Schüler angenommen. Daraus ergibt sich eine Pausenhoffläche von mindestens 8000 m². Eine Maximalbelegung (Überbelegung 20%) mit 840 Grundschülern bzw. Hortkindern (entspricht 9,6m²/Kind) und bedarf einer Einzelfallzustimmung durch das Landesjugendamt.   Die Flächen der Kindertagesstätte umfassen inkl. der begrünten Dachflächen ca. 4840 m². Die Kita ist für 165 Kinder ausgelegt. Die verbleibenden 4280 m² werden als öffentliche Grünfläche „Grüne Mitte“ mit Spiel- und Sportangeboten ausgebildet. Ergänzend zur Aufgabenstellung vom 22.11.2018 wurde das Planungsgebiet um einen weiteren Teilbereich, den der Umfeldmaßnahmen, erweitert. Die Maßnahmen umfassen 2120 m2 und beinhalten die Neubaumaßnahmen des öffentlichen Gehweges entlang der Arthur-Nagel-Straße, den beschränkt öffentlichen Weg zur Vereinsgaststätte sowie die Kurvenerweiterung für die Zufahrt der Kita. 

Durch das Landschaftsarchitekturbüro GFSL, clausen landschaftsarchitekten GmbH, wurde seit Herbst 2019 die Freianlagenplanung am Objekt bearbeitet. Zu Beginn der Planungen wurde mit den LWW abgestimmt ob und in welcher Form eine Einleitung von Regenwasser in das Kanalnetz möglich sein wird. Baugrunduntersuchungen und Abstimmungen im Planungsteam führten im Zuge der Planung zu einem Regenwassermanagementsystem, das einer vollständigen Rückhaltung und Versickerung der auf den Bearbeitungsraum auftreffenden Niederschlägen ermöglicht. Seit Frühjahr 2020 wurden zudem die Umfeldplanungen der angrenzenden öffentlichen Verkehrsflächen, Teilbereich D, begonnen. Dabei wurde erkannt, dass neben der Betrachtung des Bearbeitungsgebietes eine Einbeziehung der weiteren Umgebung erforderlich ist, um die Entwässerung des Umfeldes zu sichern. Es zeigte sich, dass für die Bearbeitung der angrenzenden Flächen kaum aussagefähige Reliefdaten zur Verfügung standen. Außerdem ist die Interpretation der Reliefdaten hinsichtlich ihrer Bedeutung für die Vorsorge gegen Starkregenereignisse nur mit einer großflächigen Simulation möglich, welche nicht Gegenstand der Objektplanung sein kann. Da das Thema Vorsorge gegen Starkniederschlagsereignisse derzeit intensiv diskutiert wird, gibt es seitens der LWW Bemühungen, sich des Themas übergeordnet anzunehmen. Als erstes Ergebnis umfänglicher Datenerhebungen und Datenmodellierungen wurde im Frühjahr 2020 Untersuchungen zur Visualisierung der dynamischen Vorgänge beim Auftreten von Starkniederschlagsereignissen vorgestellt. Dabei wurde eine Beregnung vom Geländerelief des Stadtgebietes Leipzig mit Starkniederschlagsereignissen simuliert. Ziel des Modellvorhabens ist es, die bisher nicht eindeutig erfassbaren Risiken für zeitweilige Überflutungen bei Starkniederschlägen besser zu erkennen. Durch die Betrachtung des gesamten Stadtgebietes können Risiken erkannt werden, die sich bei einer projektbezogenen Betrachtung auf Basis von Vermessungsdaten des Bearbeitungsbereiches nicht einschätzen lassen. Diese Untersuchung weist erhebliche Risiken für Überflutungen von Teilen des Bearbeitungsgebietes der Grundschule Arthur-Nagel Straße aus.

Da die Ausweisungen der Karte im Bearbeitungsbereich teilweise extreme Überflutungen von über 75 cm Höhe zeigen, wurde im Projektteam abgestimmt, die Aussagen der Karte, bezogen auf das Vorhaben, weiter zu untersuchen. Es muss angenommen werden, dass auf das Planungsgebiet im Falle eines Überflutungsereignisses, Flächen einwirken, welche außerhalb des Bearbeitungsgebietes liegen. Nach einem Abstimmungstermin, am 20.08.2020 mit der LWW, Stadt Leipzig, wurde die Annahme bestätigt. Deutlich wird, dass im Starkregenfall eine Strömungsverbindung zwischen Arthur-Nagel-Straße über das Baufeld in den Bereich des nördlichen Eingangsbereiches, als auch der Zulauf von den sich im Norden befindlichen befestigten Flächen des beschränkt öffentlichen Weges sowie der Dach- und Außenflächen der Vereinsgaststätte „Vergissmeinnicht“ vorhanden ist. Des Weiteren ist der Faktor Zeit ein wichtiger Punkt. Der maximale Wasserstand wird bereits nach ca. 1 Stunde erreicht und entspannt sich wesentlich langsamer. Aufgrund der Erkenntnisse wird für das Bauvorhaben eine erhöhte Gefahreneinstufung für Schäden durch Starkregenereignisse benannt. Aufgrund der diskutierten Ergebnisse ergab sich die Notwendigkeit für eine Umplanung, welche Auswirkungen auf die Planung der Bereiche des Hochbaus und der Freiflächen nach sich zieht. Bei der ursprünglich betrachteten Planung wurde der nördliche Eingang des Gebäudes über einen Tiefhof erschlossen, welcher mittels Hebeanlage im Überflutungsfall entwässert werden sollte. Da die anfallenden Wassermengen im Tiefhof sehr hoch sind, müsste die Hebeanlage 103,3 l/s pumpen können, um den Nachweis zu erbringen.

Bei technischen Problemen oder Komplettausfall der Hebeanlage im Überflutungsfall wäre das Gebäude nicht mehr geschützt und erhebliche Schäden im Untergeschoss sowie der Sporthalle nicht zu vermeiden. Des Weiteren muss die Hebeanlage regelmäßig gewartet werden, was einen erheblichen Mehraufwand sowie hohe Kosten erzeugt.

Im Zuge der Umplanung wird die Eintrittshöhe in das Gebäude auf der Nordseite von 113,70m auf 115,40m angehoben. Damit kann sowohl die Hebeanlage entfallen als auch Wasserschäden am Gebäude im Falle eines Überflutungsereignisses ausgeschlossen werden. Das gesamte Gelände sowohl im Eingangsbereich als auch im Bereich der Verkehrs- und Nutzflächen wird auf ein höheres Geländeniveaus gehoben. Die grundlegende Geometrie des Hofes wird erhalten und die barrierefreie Erschließung des Einganges ohne Rampenbauwerk über den sicheren Schulweg von Westen gewährleistet. Um bei Starkniederschlägen das Abfließen des Wassers von der Arthur-Nagel-Straße über das Baufeld in den Bereich des Wirtschaftshofes zu unterbinden, muss die Schallschutzmauer entlang der Arthur-NagelStraße verlängert werden. Damit kann das anfallende Regenwasser im Überflutungsfall entlang der ArthurNagel-Straße über die Dieskaustraße abfließen. Der Überflutungsnachweis für die Fläche des öffentlichen Weges inklusive der Vereinsgaststätte kann nur ohne externen Zustrom bei Starkniederschlägen nachgewiesen werden.

In Folge dessen wird sich der Anstau des anfallenden Regenwassers im Überflutungsfall an der Arthur-Nagel-Straße deutlich erhöhen. Durch die höheren Wassermengen können sich erhebliche Folgen für den nördlich des Gehweges befindenden Trafo, die 120. Schule sowie die Kindertagesstätte „Gerne-Groß“ ergeben. Eine Abschätzung der Änderungen ist aufgrund der dynamischen Ereignisse beim Starkniederschlagsereignis nur im Zuge einer Lupenuntersuchung durch die LWW möglich. Dies wurde am 23.12.2020 seitens der LWW vorgelegt. Das Resultat der Lupenuntersuchung zeigt, dass durch bereits in der Planung berücksichtigte bauliche Maßnahmen keine Risiken für die Schule bestehen, jedoch die Risiken der umliegenden Ist-Bebauungen steigen. Hierzu werden fortführende Abstimmungen geführt.

Für alle Dächer der Gebäude von Schule und Sporthalle sind Gründachkonstruktionen vorgesehen.Weiterhin erhält das Funktionsgebäude für Fahrräder und Wertstoffbehälter im nördlichen Eingangsbereich der Grundschule ein Retentionsdach. Oberhalb der Abdichtungsebene der Gebäude sind diese dem Leistungsbereich Freianlagen (KG 570) zugeordnet. Alle erforderlichen Absturzsicherungen/Geländer im Bereich der Dachflächen werden hochbauseitig in der Kostengruppe 300 erfasst. Das oberste Dach der Schule und auch der Turnhalle, beide als Pultdächer ausgebildet, sollen mit einer extensive Dachbegrünung ausgeführt werden. Das tieferliegende Dach der Sporthalle und auch die Dachfläche der Schule im Obergeschoss werden als Retentionsdächer ausgebildet. Diese Dachflächen fungieren als permanenter Wasserspeicher sowie als temporärer Rückhalteraum und dienen zur Abflussverzögerung des anfallenden Regenwassers. Das Gebäude der Fahrrad- bzw. Wertstoffabstellanlagen erhält ebenfalls eine Dachbegrünung welche mit Retentionsvolumen ausgestattet ist. Alle Gründächer werden mit einer Ansaatmischung, der sog. „Leipziger Mischung“, angesät. Das Schulgebäude und Gebäude der Sporthalle sind mit extensiven Gründächern ausgestattet, welche teilweise als Retentionsdach mit Regenrückhaltefunktion ausgebildet werden. Die befestigten Flächen in den Freianlagen werden mit Betonpflaster, die Sportflächen aus EPDM-Belag und die Wirtschaftszufahrt von Osten in den Bereich nördlich des Gebäudes aus Asphalt befestigt. Die im nördlichen Eingangsbereich angeordneten Stellplätze werden mit einem Rasenfugenpflasterbelag versehen.
Entsprechend den vorgesehenen Belägen und unter Berücksichtigung der mittleren Abflussbeiwerte wurden die abflusswirksamen Flächen nach der DIN1986-100 und den Arbeitsblättern der DWA ermittelt und zur Dimensionierung der Entwässerungsleitungen und Einrichtungen einbezogen.

Auf Grundlage der Erkenntnisse aus dem Bodengutachten (Nr. 413/18BAH G02rev01 vom 18.05.2020) und den daraus resultierenden Empfehlungen der örtlichen Versickerung wurde eine Wirtschaftlichkeitsbetrachtung vorgenommen, die neben der Wirtschaftlichkeit ebenfalls die ökologischen Aspekte betrachtet. Aufgrund der Tiefenlage des versickerungsfähigen Flussschotterhorizontes und der Optimierung des Bodenmanagements wurde eine Rohrrigole im Randbereich der UK Baugrube des Gebäudes als „Ringrigole“ auf Sohle Rigolenkörper 111,78 m ü. NHN angeordnet. Somit befindet sich die Rigole mit einem Abstand zum MHW von 2.36 m und erfüllt die Auflagen des DWA-Regelwerkes (≥ 1 m). Durch diese Maßnahme kann gewährleistet werden, dass das anfallende Oberflächenwasser, entsprechend einer Vorbehandlung, direkt in die untere Wasserführungsebene eingeleitet werden kann. Die Funktionalität kann auch im Extremfall gewährleistet werden, da sich der Rigolenkörper oberhalb des HHW 110,59 m ü. NHN befindet. Die Wasserstände der temporär wasserführenden, nicht zusammenhängenden Ebene (jüngerer saaleeiszeitliche Flussschotter) kann nicht quantifiziert werden. Seitens BUCHHOLZ + PARTNER GmbH wird die Annahme getroffen, dass im Mittel bis zu 0,80 cm Wasserstände oberhalb des jüngeren saaleeiszeitlichen Flussschotters anzutreffen sind. Dies entspricht die UK der Ringrigole, wodurch die Funktionalität der Rigole auch in diesem Fall gewährleistet werden kann. Aufgrund der Anordnung als Ringrigole um die Gebäude konnte die Aufbindung der einzelnen abflusswirksamen Flächen zur Ableitung des Oberflächenwassers optimiert und dezentralisiert werden. Die Lage der „Ringrigole“ in Gebäudenähe unter der Bodenplatte entspricht den Mindestabständen nach dem DWA-Regelwerk.
Die Lage der Ringrohrrigole wurde ebenfalls unter baustatischen Gesichtspunkten, gem. Abstimmung mit der Tragwerksplanung, TragWerk Ingenieure, am 04.05.2020, geprüft und eingeordnet, sodass nachteilige Eigenschaften auf die Gebäudestatik ausgeschlossen werden können.

Die Berechnung der Ringrohrrigole wurde nach DWA Arbeitsblatt DWA-A 138 für die Dimensionierung einer Rigole bzw. Rohrrigole vorgenommen. Die vorgelegte Planung stellt das Ergebnis der Berechnung dar. Unter Anbetracht der angeschlossenen, abflusswirksamen und im Einzugsbereich liegenden Flächen ist eine 230,00 m lange Rohrrigole DN 350 mit einem Rigolenkörper von 1.6 m x 1,6 m (2,56 m²) vorzusehen. Die umliegenden Flächen werden mittels weiteren Rohrrigolen, Mulden-Rohrrigolen-Elementen und Ablaufelementen mit nachgewiesenen Vorbehandlungsmaßnahmen zur Ringrigole geführt und in den versickerungsfähigen Untergrund abgeleitet. Die Dimensionierung der umliegenden Rohrrigolen und Mulden-Rohrrigolen-Elementen erfolgte unter Berücksichtigung eines geforderten Mindest-kf-Wertes für den an zu deckenden Oberboden in den Mulden (1 x 10-5 m/s) und dem festgelegten Bemessungs-kf-Wert 2 x 10-5 m/s. Aufgrund der Komplexität des Entwässerungskonzeptes und weil dieses einer natürlichen Verteilung von Oberflächenwasser am nächsten kommt, musste die Berechnung nach DWA in Teilbereichen erfolgen. Diese sind in der Planunterlage Entwurfsplanung (Lageplan Freianlagen – Konzept Regenwassermanagement“ 1920LP3-L16-1000_Konzept Regenwassermanagement) nachzuvollziehen.

Die Berechnung der Ringrohrrigole am Gebäude erfolgte unter Berücksichtigung aller abflusswirksamen Flächen inklusive Dachflächen. Die umliegenden Entwässerungseinrichtungen mit Einleitung in die Ringrohrrigole werden in einzelne Abschnitte eingeteilt. Die zeitverzögerte Einleitung der Regenwassermengen der Teilbereiche in die Ringrohrrigole stellt einem zusätzlichen Puffer dar. Demnach hat jeder Teilbereich ein berechnetes Rückstauvolumen in Mulden, Rohre und Luftporen der Rigolen, abgelöst von der Berechnung der Ringrohrrigole. Dies stellt eine zusätzliche Sicherheit der Funktionserfüllung der Entwässerungsanlage dar.

Alle Rigolenkörper bestehen nach DIN 4095 aus Kies 0/32 der Sieblinie B32, gem. DIN 1045, wodurch auf eine Fließummantelung verzichtet werden kann. Die Filterstabilität des Materials gegenüber den umliegenden Böden wurde zusätzlich nach dem Prinzip „Terzagi“ vorgenommen und nachgewiesen. Die notwendigen Vorbehandlungenmaßnahmen des Oberflächenwassers zur Einleitung in die Ringrohrrigole erfolgten für jeden Teilbereich separat nach DWA-M 153. Die Vorbehandlungsmaßnahmen kommen sowohl als bautechnische Anlagen, wie Sedimentationsschächte und Sedimentationsstrecken, als auch über entsprechende Oberbodenandeckungen im Bereich der Rasenmulden vor. Die Aufnahme des Oberflächenwassers Sportfeld erfolgt zu 50% nach Norden über ein längs angelagertes Mulden-Rohrrigolen-Element und zu 50% über eine Muldensteinrinne mit Ablauforganen im südlichen Bereich. Das anfallende Oberflächenwasser der südlich anschließenden Laufbahn mit Umfeld wird ebenfalls in der Muldensteinrinne aufgenommen und über Ablauforgane und geschlossenen Rohrleitungen zur Ringrohrrigole transportiert. An dieses Rohrsystem ist ebenfalls die Oberflächenentwässerung der öffentlichen Fläche „Grüne Mitte“, Teilbereich C, angeschlossen. Die über Ablauforgane angeschlossenen Flächen sind nach DWA-M 153 vorzubehandeln und werden aus diesem Grund vor Einleitung in die Ringrohrrigole durch eine Sedimentationsstrecke geführt. Die Notwendigkeit der Planumsentwässerung der EPDM-Flächen muss im Rahmen der LP5 nochmal geprüft werden. Nach aktueller fachlicher Einschätzung ist diese baulich notwendig und wird ebenfalls über die Sedimentationsanlage in die Ringrohrrigole geführt und wurde entsprechend der DIN 1986-100, DIN 18035-3, Sportplätze, Teil 3:​ Entwässerung und RAS-Ew dimensioniert und in der Lage eingeordnet. Das Zusammenführen parallellaufender Leitungen, wie Drainagerohre und geschlossene KG-PP-Rohrleitungen, ist nach RAS-Ew nicht gestattet. Für die geschlossenen Rohre wird ausschließlich die seitens der Stadt Leipzig geforderte KG 2000 Rohrausführung verwendet.

Das Oberflächenwasser der befestigten Flächen wird über eine südlich angelagerte Rasenmulde und über die in den Pflasterflächen befindlichen Bauminseln aufgenommen und an darunterliegende Rohrrigolen versickert und zur Ringrohrrigole transportiert. Zusätzlich vorgesehene Kiesrigolen unter den neugepflanzten Bäumen, die an das Rohrrigolennetzwerk angeschlossen sind, sollen diese unterirdisch mit Wasser versorgen. Hierbei fungiert die Kiesrigole gleichzeitig als Funktionselement der Bewässerung sowie der Belüftung der Bäume. Überschüssiges Wasser wird abgeleitet und in die Ringrohrrigole geführt. Die Planumsdrainage der Laufbahn wird ebenfalls an der Übergabe zur Rohrohrrigole angeschlossen.

Aufgrund der Höhenlage des geplanten Gebäudes und der umliegenden Bereiche ist eine geordnete Ableitung von Oberflächenwasser größtenteils nur über einem Rinnen mit Ablauforganen möglich. Eine Vorbehandlung über die belebte Bodenzone, wie z.B. Rasenmulden, ist in diesem Bereich nicht möglich. Das Oberflächenwasser wird über eine geschlossene Rohrleitung, KG 200, in eine Sedimentationsstrecke zur Vorbehandlung geschickt und anschließend schadstofffrei in die Ringrohrrigole geführt. Das anschließende Plateau an der Südost Fassade wird anteilig über die Ausrichtung des Oberflächengefälles in die angrenzende Vegetationsmulde geschickt, dort durch die belebte Bodenzone in die Kiesrigole und Baumrigolen versickert und über ein Drainagerohr in die Ring-Rigole dem Grundwasser zugeführt. Der Bereich nördlich des Schulgebäudes musste im Rahmen der Entwurfsplanung aufgrund der Ergebnisse der Starkregengefahrenkarte der Stadt Leipzig, veröffentlicht am 25.06.2020, überarbeitet werden.

Aufgrund der möglichen Versickerung im unteren Flussschotterbereich erfolgt die Ableitung der Regenwassermengen über eine zentrale Rasenmulde im Bereich zwischen Schulgebäude und Sporthalle. Das Abführen des Oberflächenwassers erfolgt über Entwässerungsbauwerke in die zentrale Mulden-Rohr-Rigole. Das Oberflächenwasser wird in einer Betonmuldenrinne im Scheitelpunkt des Geländes zum Fußpunkt der großen Treppenanlage geführt und dort in Hofeinläufe gesammelt und durch KG DN 100-250 in die Mulden-Rohr-Rigole geführt. Das Wasser wird unmittelbar vor der Einleitung in die Rigolen durch eine Sedimentationsstrecke geführt und kann somit direkt in Sickerkörper geführt werden.

Für die Führung des Überflutungsnachweises wurden ebenfalls teilflächenbezogene Berechnungen durchgeführt und durch UWB und Netzbetreiber geprüft und genehmigt.