Das Buschkrankenhaus „Hôpital Protestant Ngaoubela“ ist das Destriktkrankenhaus einer ländlichen Region im Norden Kameruns mit einem Einzugsbereich von bis zu 250 km. 1947 von norwegischen Missionaren als Lepra-Station gegründet, wird seit 1989 unter der Leitung der Vorarlberger Ärztin Dr. Elisabeth Neier eine umfangreiche medizinische Versorgung in den Bereichen Innere Medi-zin, Chirurgie, Pädiatrie, Gynäkologie und Geburtshilfe gewährleistet. Träger dieses privaten Krankenhauses ist die evangelische Kirche Kameruns, die bei Erweiterungen, Ausstattung und Betrieb des Krankenhauses durch den Vorarlberger Verein „Entwicklungspartnerschaft für Kame-run“ unterstützt wird.Schon seit geraumer Zeit entsprach die hygienische Situation im Operationsgebäude nicht mehr dem Standard. Da es nicht möglich war den alten OP zu ertüchtigen, beschloss der Verein ein neues Opera-tionsgebäude zu bauen.

Planung und Bauausführung

Im Oktober 2011 begann eine Gruppe von 14 Architek-turstudenten der Technischen Universität München (TUM) am Fachgebiet Holzbau (Prof. Hermann Kaufmann) unter Leitung von Stefan Krötsch und Matthias Kestel mit der Entwurfsplanung zur Erweiterung des Krankenhauses.

Buschkrankenhaus NgaoubelaNgaoubela, Kamerun

Entwurfsbetreuung / Baudurchführung

Projektleitung

Assistenz Bauleitung

Entwurfsverfasser

Baugruppe

Planungszeitaum Bauzeit

Projektdaten

Grafik / LayoutFotografie / Film

Fachgebiet Holzbau, Prof. Hermann Kaufmann,Fakultät der Architektur TUM

Stefan Krötsch, Matthias Kestel

Andreas Mayer

Philip Weibhauser, Steffi Tröndlin-Ehrler, Magdalena Pfeffer, Doria Bornheimer, Karina Gnüchtel, Michael Mayer, Julia Schillinger

8 Architekturstudenten TUM25 lokale Arbeiter

10/2011 - 08/201208/2012 - 09/2012 (6 Wochen)09/2011 - 12/2012 (Fertigstellung durch lokale Arbeiter)

BGF 458 m² / NGF 285 m² / NGF (überdachte Freifläche) 83 m²

Julia Schillinger, Michael MayerSusanne Steinmaßl

Operationsgebäude West- Südfassade

Masterplanung

BestandsgebäudeNeubau OPgeplante Erweiterung

Neben der Masterplanung für das Krankenhausareal wurde vor allem ein de¬taillierter Entwurf für den Neubau eines Operationsgebäu¬des erarbeitet. Im Sommerse-mester 2012 wurde durch sieben Architekturstudenten eine Werk- und Detailplanung ausgearbeitet.Unter der Leitung von Matthias Kestel und mit Unter-stützung von Andreas Mayer errichtete eine achtköpfige Studentengruppe der TUM und eine Baufirma mit etwa 25 lokalen Arbeitern im August und September 2012 den Rohbau. Der neue Operationstrakt wurde von der Baufir-ma fertiggestellt und kann Ende 2012 in Betriebgenommen werden.

Masterplanung

Obwohl der Bau des neuen Operationstraktes ein ver-hältnismäßig kleines Bauprojekt darstellte, erarbeiteten die Studenten im Vorfeld einen Masterplan für mögliche Erweiterungen des Krankenhauskomplexes. Das Kranken-haus besteht aus einer Ambulanz, verschiedenen Behand-lungsstationen, Patientenzimmern und diversen Versor-gungseinheiten. Die Weitläufigkeit der Bebauung, eine unklare Eingangssituation und eine schlechte Orientierung auf dem Gelände stellten die größten Herausforderungen im Planungsprozess dar.Für die Erweiterung des ambulanten Bereiches, wur-de ein neues Eingangs- und Verwaltungsgebäude, eine Zahn- und Augenklinik geplant. Eine Umstrukturierung im freigewordenen Bestand des Krankenhauses ermöglichte bereits im ersten Bauabschnitt die Einrichtung einer neuen Intensivstation für den ambulanten Bereich. Zur Umset-zung dieses Vorhabens erstellten die Studenten im Vorfeld ebenso einen Umnutzungsplan für den gesamten Bestand des Krankenhauses. Es wurden vor allem Umplanungen in der Ambulanz vorgesehen, deren verschiedene Ein-richtungen derzeit stark verstreut sind und einer schnel-len Orientierung auf dem Gelände entgegenwirken. Im stationären Bereich wurden neue Patientenzimmer und ein

neues Operationsgebäude geplant, die Versorgungsstruk-tur des Krankenhauses wurde verbessert. Die Angehöri-gen der Patienten sollten in Zukunft über eigene Schlaf-, Koch- und Waschräume verfügen, außerdem wurden neue sanitäre Anlagen vorgesehen. Das Ziel zukünftiger Erwei-terungen ist es, schon bestehende Strukturen effizienter zu nutzen und diese städtebaulich nachzuverdichten, um der Zersiedelungsproblematik in Afrika entgegenzuwirken. Diese Problematik zeichnet sich in der aktuellen Bebau-ung des Areals ab, sie ist geprägt durch die weitläufige Verteilung der Baumassen.

Lageplan mit neuem Operations-

gebäude und Umbau AmbulanzDie Masterplanung sieht eine Erschließung der einzelnen Bereiche entlang einer Hauptachse vor, an der sich Plätze mit unterschiedlicher Nutzung aufspannen. Das Erschlie-ßungskonzept über eine Hauptachse gewährleistet eine schnelle Orientierung und kurze Wege. Im ersten Bauab-schnitt wurde diese Achse durch die Setzung des neuen Operationstraktes definiert.

Operationsgebäude

Das neue Operationsgebäude fügt sich in einen schon bestehenden Patientenhof ein und ist über ein Verbin-dungsgebäude an die neue Intensivstation (alter OP) gekoppelt. Das Zentrum des Operationsgebäudes bilden zwei Operationssäle, um die sich in einer Raumschicht die kleinteiligen, den OP bedienenden Räume legen. Dieser Bereich beinhaltet neben den beiden Operationssälen, einen Technikraum, eine Vorreinigung mit angeschlosse-ner Sterilisation, Umkleiden und Sanitärräume. Kontrastie-rend zu dieser kleinteilig gegliederten Raumstruktur steht eine offen gestaltete Raumabfolge, die Funktionen wie die Patientenvorbereitung, den Aufwachbereich und einen Aufenthaltsbereich für die Mitarbeiter birgt. Dieser großzü-gig gestaltete Bereich ist multifunktional nutzbar, im Falle zukünftiger Nutzungsänderungen zeichnet er sich durch Flexibilität aus.

Längsschnitt Operationsgebäude Querschnitt Operationsgebäude

Operationssaal

Blick durch die multifunktionale Raumzone

Materialisierung

Der Innenraum eines Operationsgebäudes soll möglichst steril sein. Wände und Fußböden sollen glatt verputzt und einfach zu reinigen sein. In Wänden und Decke sollen sich keine Nischen bilden, die Staubfänger sind oder Nistplatz für Insekten bieten. Deshalb entschied man sich die Wände aus vor Ort produzierten Betonsteinen aus-zuführen und diese mit Zement glatt zu verputzen. Auf die Bodenplatte aus Stahlbeton wurde ausschließlich ein Sichtbetonfußboden aus Zementestrich aufgebracht. Die Decke ist als sichtbare Balkendecke aus Sapeli Holz, einer afrikanischen Mahagoniart, ausgeführt. Die Verwendung von Holz wird in Kamerun, im Gegensatz zu vielen ande-ren afrikanischen Ländern, nicht kritisch gesehen. Kame-run verfügt über große Holzbestände, das Holz für den Bau des OP Gebäudes wurde vom Staat aus ökologisch nachhaltiger Waldnutzung gekauft. Dieses Holz wurde auch für die Konstruktion des „Schattendaches“ verwen-det. Die Fenster- und Türprofile wurden in der Schreinerei des Krankenhauses ebenfalls aus Sapeli gefertigt. Zur Verbesserung des Raumklimas wurde in den Deckenauf-bau eine Schicht Lehmschlag, ein Gemische aus Lehm, Sand und Stroh, integriert.

Gebäudeaufbau

BodenplatteFür das Operationsgebäude wurde eine Bodenplatte aus Stahlbeton angefertigt. Als Sauberkeitsschicht diente Sand, in den die Abflüsse für die sanitären Anlagen ein-gebettet wurden. Zur Herstellung einer Trennlage musste auf eine vor Ort erhältliche Folie zurückgegriffen werden. Hierauf wurde eine Bewehrungsmatte aus 8 mm dickem Bewehrungsstahl aufgebracht. Diese Matte wurde aus einzelnen Bewehrungsstählen vor Ort geflochten. Der Beton für die Bodenplatte wurde manuell auf dem Unter-grund angemischt. Dies hatte zur Folge, dass ein großer Teil der Zementmilch im Boden versickerte. Um trotzdem die nötige Festigkeit zu gewährleisten, wurde mehr Ze-ment als benötigt beigemischt. Da der angemischte Beton mit Schubkarren transportiert werden musste, erstellten die Arbeiter in der zu gießenden Bodenplatte Trennstege. Die Bodenplatte wurde abschnittsweise betoniert.

WandaufbauDie Wände und Stützen des Operationsgebäudes wur-den aus Betonstein gemauert. Um eine Gesamtstabilität des Gebäudes zu gewährleisten wurden die Stützen über Bewehrungsstahl mit der Bodenplatte verbunden und anschließend mit Ortbeton ausgegossen. Die Stützen wurden bis auf zwei Ausnahmen durch Brüstungen ver-bunden.

RingankerDer Ringanker verbindet Stützten und Mittelwand und leitet Windlasten über das gesamte Gebäude ins Funda-ment ab. Um auf unnötige Stürze zu verzichten wurden die Tür- und Fassadenelemente bis an den Ringbalken herangeführt. In den Bewehrungskorb wurden bereits die Gewindestangen für die Fixierung des Dachwerkes und die Bewehrung für die Trägerauflager eingeflochten.

Auflager für FachwerkträgerDa der Fachwerkträger getrennt von der Deckenkonst-ruktion funktioniert, musste er durch zusätzliche Auflager vom Ringbalken angehoben werden. In diese Auflager sind die Gewindestangen einbetoniert an denen der Trä-ger fixiert ist.

DeckenaufbauDie Decke des Operationsgebäudes wurde als sichtbare Holzbalkendecke ausgeführt. Die Deckenbalken liegen auf einem T – förmigen Ringanker auf und sind durch Abstandshalter miteinander verbunden. Die Decken-untersicht wird durch die Balken und darüberliegende Funierschichtholzplatten ausgebildet. Die Aussteifung der Deckenscheibe wird durch eine genagelte Bretterlage gewährt. Über dieser Bretterlage befindet sich eine bitu-minöse Abdichtungsbahn, auf die der Lehmschlag aufge-bracht wird, der als Speichermasse für den OP dient.

DachtragwerkDas Einsetzten von Fachwerkträgern ermöglicht eine möglichst große Hinterlüftungsebene. Obergurt, Untergurt, Druck- und Zugstäbe (8cm x 8cm) des Trägers liegen in einer Ebene und sind mit Nagelbrettern aus Sperrholz durch Nägel verbunden. Der Träger wird durch einbe-tonierte Gewindestangen an den Ringanker fixiert. Die vertikale Aussteifung (Latten), die horizontale Aussteifung (Stahlseile), die Dachlatten und das Trapezblech werden verschraubt. Die vorgefertigten Träger wurden in zwei Teilen mithilfe einer Rampe auf das Dach gezogen und dort zusammengefügt. Um einen effizienten Bauablauf zu gewähren, wurde jeweils erst eine Anzahl von Trägern auf das Dach gehoben, gelagert und dann an Position mit Gewindestangen fixiert.

doppeltes Daches

Sonnenstand21. Juni 12:00

107,3°

Sonnenstand21. Dez 12:00

59,9°

Sonnenstand21. Juni 12:00

107,3°

Sonnenstand21. Dez 12:00

59,9°

Klimakonzept

In Kamerun herrschen tagsüber extrem hohe Temperatu-ren, die durchschnittlich bis zu 33 °C erreichen. Die hohe Luftfeuchtigkeit sorgt für eine langsamere Abkühlung der Luft. Dies führt vor allem unter Tag leicht zu einer Überhit-zung von Gebäuden. Um einer unkontrollierten Aufheizung entgegenzuwirken, wurde für den Bau des neuen Opera-tionsgebäudes nach Lösungen gesucht, die ein angeneh-mes Raumklima erzeugen ohne zusätzliche Kühlenergie zu benötigen. Der Baukörper wurde (Ost – West) längs zur Mittagssonne gesetzt um die Angriffsfläche für die flachstehende Morgen- und Abendsonne möglichst gering zu halten. Auf der Nord- und Südseite wurden Dachüber-stände gebaut, die den konstruktiven Aufwand zur Ver-schattung zu reduzierten. Die Größe der Dachüberstände wurde nach den maximalen Sonneneinfallswinkeln (21. Juni 12:00 107,3° / 21. Dez 12:00 59,9°) so geplant, dass Nord- und Südfassade stets verschattet sind. Die Stützen in der Fassade sind so tief, dass sie die tiefstehende Mor-gen- und Abendsonne abhalten. Auf diese Weise wurde einer Aufheizung der Fassade entgegengewirkt und im Operationsgebäude das Arbeiten mit blendfreiem Tages-licht ermöglicht.Die Dachkonstruktion des Gebäudes ist als „Doppeldach“ konzipiert. Das Operationsgebäude besitzt ein flaches Dach aus einer Balkendecke, einer Abdichtungsebene und Lehmschlag als zusätzliche Speichermasse. Damit sich das flache Dach nicht überhitzt, befindet sich über diesem „Dach“ ein Fachwerkträger, der eine weitere Dachfläche (Neigung 7°) generiert. Im Dachzwischenraum erhitzt sich die Luft, steigt auf und wird durch die natür-liche Thermik über die Neigung nach außen geleitet. Auf diese Weise findet bei heißen Außentemperaturen eine ständige Luftzirkulation in der Hinterlüftungsebene statt. Das „Doppeldach“ senkt die Temperaturen im Innenraum um mehrere Grad Celsius.

Fenster- und Lüftungselement

Lüftung

Eine große Rolle für die Planung eines Lüftungskonzep-tes spielten die hygienischen Anforderungen die in einem Operationstrakt zu berücksichtigen sind. Im alten OP waren eine Klimaanlage vorzufinden, um ein angenehmes Raumklima zu erreichen mussten die Mitarbeiter jedoch durch die Fenster lüften. Durch das Öffnen der Fenster kamen Staub und Insekten in die Räumlichkeiten, was nicht den hygienischen Anforderungen entsprach. Das Konzept für die Lüftung des neuen OP´s ist so ausgelegt, dass es weitgehend wartungsneutral ist. Ohne den Ein-satz von Technik sind unter den festverglasten Fenstern Lüftungslamellen angebracht. Vor die Lamellen sind innen ein Insektengitter und ein mit Stoff bespannter Rahmen befestigt. Sobald der Stoff sichtbar verstaubt ist, kann er von den Krankenhausmitarbeitern ausgewechselt wer-den. In den OP-Sälen sind zusätzliche öffenbare Klappen vorgesehen, sowie ein Lüfter, der die Luft durch Ventila-toren absaugt und über einen zentralen Technikraum ins Freie leitet. Das Gebäude wird zusätzlich über Quer- und Nachtlüftung durch die Lüftungsklappen in den Fenster-elementen abgekühlt.

EntwurfsgruppeWS 2011 / 12

EntwurfsgruppeVertiefungSS 2012

MitwirkendeStudenten:1. Bauphase:

Styliani Birda, Doria Bornheimer, Tsun Ning Chuang, Karina Gnüchtel, Theresa Ludwig, Mi-chael Mayer, Annamaria Nickels, Bogdan Ioan Pascalau, Magdalena Pfeffer, Hamza Sezgin, Julia Schillinger, Nikola Stoyanov, Tröndlin-Ehrler, Philip Weibhauser

Doria Bornheimer, Karina Gnüchtel, Michael Mayer, Magdalena Pfeffer, Julia Schillinger, Steffi Tröndlin-Ehrler, Philip Weibhauser

Studenten der TUM:Styliani Birda, Doria Bornheimer, Karina Gnüchtel, Michael Mayer, Magdalena Pfeffer, Julia Schillinger, wSteffi Tröndlin-Ehrler, Philip Weibhauser