Le centre scolaire de Langenhagen, long de 190 m et large de 180 m, peut accueillir environ 1 700 élèves, 200 enseignants et du personnel supplémentaire. Afin d’assurer le bon déroulement des cours, le complexe a été conçu comme un campus et son agencement complexe a été divisé en différentes fonctions : quatre bâtiments regroupés abritent les salles de classe des différentes classes et une salle polyvalente centrale est disponible pour les rassemblements et les événements. Deux salles de sport modulables et polyvalentes, destinées aux activités sportives scolaires et associatives, complètent l’ensemble des bâtiments. Il s’agit, pour ces dernières, d’une salle à deux terrains et d’une salle à trois terrains. Une tribune installée dans la salle à trois terrains permet désormais d’y organiser des événements en présence de spectateurs.
Rez-de-chaussée :
1er étage :
Les anciens bâtiments scolaires ne pouvant plus être utilisés pour des raisons de sécurité incendie, la construction du nouveau campus s’est déroulée dans des délais extrêmement serrés. Cela a également eu une incidence sur le choix du mode de construction et des structures : les concepteurs ont ainsi imaginé les bâtiments en grappes comme des constructions hybrides en bois, tandis que les espaces de réunion et de sport ont été conçus comme des bâtiments minéraux composés de poteaux et de murs en béton armé, avec des charpentes de toit constituées de poutres en treillis en bois lamellé-collé de hêtre (sport), ou « BauBuche », et de structures en treillis en bois lamellé-collé de mélèze (réunion).
Économiser des matériaux grâce à BauBuche
La portée réduite du volume rectangulaire du gymnase à trois travées, d’environ 38 m (L = 46,35 m), est exactement la même que celle du volume carré du gymnase à deux travées, qui est également d’environ 38 m, il a été possible d’utiliser le même type de poutres en treillis dans les deux gymnases – un facteur de rentabilité lors de la conception et de la fabrication
C’est ainsi que les halls à deux et trois travées ont été dotés de poutres en treillis d’une portée de 37,60 m pour la charpente. Le projet prévoyait des toitures en berceau plates, ce qui a nécessité de concevoir les membrures supérieures des treillis de manière courbée. Cela a également permis de résoudre d’emblée la question du drainage du toit. Pour les membrures, les montants et les diagonales des treillis, le choix s’est porté sur le BauBuche de classe de résistance GL 75. En effet, la capacité de charge élevée de ce bois dur permet de réaliser des constructions de ce type avec une faible quantité de matériau. Il a ainsi été possible de réaliser une charpente de toiture filigrane, dont le poids propre était également inférieur à celui d’une charpente comparable en bois lamellé-collé d’épicéa. Cela a permis de dimensionner les poteaux, les murs et les fondations de manière plus légère.
Pour des raisons architecturales, les fermes à treillis sont disposées à un espacement relativement étroit de 3,75 m et reposent sur des poteaux ou des murs en béton armé. Malgré leur grande portée de 37,60 m, elles ne mesurent que 2,85 m de hauteur au niveau de l’appui et environ 3,60 m au milieu de la ferme. Les membrures inférieures et supérieures ont pu être dimensionnées avec une largeur de 28 cm et une hauteur de 24 cm (en bas) et de 37,7 cm (en haut). Les diagonales de la charpente, d’une largeur de 24 cm (h = 20 cm), sont insérées entre les membrures et sont 4 cm plus étroites que celles-ci, ce qui entraîne un décalage de 2 cm de chaque côté au niveau des raccords des membrures. Comme ces décalages ne sautent pas aux yeux, les ingénieurs en structure ont conservé les dimensions de section minimales possibles et n’ont pas « arrondi » à 24 cm. Cela a permis d’économiser du matériau et donc de réduire encore davantage le poids propre des fermes. Avec 24 cm, les montants de la charpente sont aussi larges que les diagonales, de sorte que, dans le plan de la charpente, toutes les barres ont la même profondeur. Avec une largeur de poteaux de 10 cm en vue de face, ces fermes semblent alors particulièrement étroites. Elles soutiennent la membrure supérieure à une distance d’environ 7,50 m et transmettent les forces verticales à la structure porteuse en conséquence.
Préfabrication en trois éléments de poutre transportables
Afin de pouvoir transporter depuis le sud de la Forêt-Noire jusqu’à Hanovre les poutres en treillis préfabriquées chez Holzbau Amann, y compris les connecteurs en acier, celles-ci ont été réalisées en trois parties avec des joints de montage décalés dans les membrures inférieure et supérieure (longueurs des éléments individuels : 2 x 13,90 m et 12,60 m). Les tôles à fentes installées en usine ont permis l’assemblage manuel sur place des trois sections de poutres en treillis à l’aide de goujons, de sorte qu’elles ont pu être mises en place sur toute leur longueur sur les appuis. Une fois les poutres en treillis montées, une rangée de pannes a été posée perpendiculairement aux membrures supérieures. Ces poutres servent à la fois de dispositif anti-basculement pour les membrures supérieures et de sous-structure pour les panneaux à trois couches posés dessus. Assemblées pour former une assiette de toiture statique, elles assurent le renforcement de la charpente. La construction atteint ainsi une résistance au feu de 30 minutes (R-30).
Les panneaux à trois couches sont recouverts d’une isolation de toiture et d’une étanchéité au bitume. L’ensemble est couronné par une toiture végétalisée. Les panneaux photovoltaïques installés dessus contribuent à l’alimentation électrique du complexe scolaire. À l’intérieur des deux halls, la structure porteuse reste visible depuis le bas. Des panneaux acoustiques placés entre les chevrons contribuent à l’isolation phonique, tandis que des panneaux rayonnants suspendus, alignés les uns à côté des autres entre les luminaires également suspendus, assurent le chauffage des pièces.
Des poutres de même portée dans les deux salles permettent de réduire la durée des travaux
Le mode de construction et de fabrication choisi a permis d’atteindre l’objectif visé, à savoir produire et monter les toitures des salles de sport en utilisant le moins de matériaux possible, rapidement et de manière économique. Le haut degré de préfabrication, qui a limité le montage des fermes sur place à deux assemblages bout à bout et au positionnement des poutres, a contribué à réduire la durée des travaux. De plus, grâce aux portées identiques des poutres en treillis dans les deux salles, les délais de conception et de fabrication des structures de toiture ont pu être considérablement réduits.
