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Plusenergie auf 2456 Metern

Einen Altbau zum Plusenergiehotel umzubauen – dieses Kunststück haben die Bergbahnen Engadin und die Architekten und Ingenieure der Fanzun AG im Graubündner Ort Samedan fertiggebracht. Die Geschichte des Hotels Muottas Muragl erstaunt um so mehr, wenn man weiß, dass die Heizperiode an diesem Standort 330 Tage pro Jahr lang ist.

Foto: Daniel Martinek
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Foto: Daniel Martinek

Der Standort des Hotels Muottas Muragl, auf 2456 Metern Meereshöhe über dem Graubündner Ort Samedan, gilt zu Recht als „Sonnenbalkon“. Die Aussicht über die Seen von St. Moritz und Sils-Maria tun ein Übriges, um die Anziehungskraft des Ortes zu steigern. Doch für ein Plusenergiehotel ist der Standort alles andere als prädestiniert: Die Heizperiode ist 330 Tage lang, die Jahres-Durchschnittstemperatur beträgt minus ein Grad Celsius.

1907 wurde das Hotel Muottas Muragl mitsamt der darin integrierten Bergstation der gleichnamigen Standseilbahn eröffnet. Doch die betrieblichen Abläufe waren, nicht zuletzt aufgrund der im Laufe der Jahrzehnte entstandenen, verschachtelten Anbauten, immer unbefriedigender geworden. Die Betreibergesellschaft, die Bergbahnen Engadin St. Moritz AG, entschied sich daher für eine grundlegende Neustrukturierung des historischen Bauwerks, aber auch für dessen energetische Ertüchtigung. Ein weit auskragendes Sockelgeschoss beherbergt nunmehr die Personal- und Technikräume, Toiletten und Lager sowie die Bergstation der Seilbahn. Sein Dach dient als Sonnenterrasse für das sich darüber erhebende Restaurant und das Berghotel mit seinen 16 Zimmern.

Die Baumassnahmen sollten, so der Wille der Auftraggeber, das Gebäude möglichst unabhängig von fossilen Energiequellen machen.
Foto: Fanzun AG

Viel Sonne = viel Energie

Die Baumassnahmen sollten, so der Wille der Auftraggeber, das Gebäude möglichst unabhängig von fossilen Energiequellen machen. Günstig wirkte sich hierbei aus, dass das Hotel schon vor dem Umbau keine „Energieschleuder“ gewesen war: Mit 40.000 Litern Heizöl pro Jahr war sein Verbrauch angesichts der klimatischen Extremlage eher moderat gewesen.

Dennoch suchten der Bauherr und seine Energieplaner nach Optimierungsmöglichkeiten. Eine Holzheizung hätte umfangreiche Transporte bedingt und die Standseilbahn zusätzlich belastet. Auch die Option Windenergie wurde ernsthaft geprüft, doch das Aufkommen war ungenügend, weil zu unregelmäßig. Sehr gut schnitt dagegen die Nutzung von Solarenergie in der Bewertung ab. Das erstaunt kaum – der Standort steht auf Platz 2 der sonnenreichsten Lagen der Schweiz.

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Foto: Fanzun AG

Insgesamt nutzt das Hotel nach dem Umbau Energie aus fünf verschiedenen Quellen in fünf unterschiedlichen Prioritätsstufen (siehe Tabelle). Abwärme aus den Kühlaggregaten, der Küche und dem Bahnbetrieb steht an erster Stelle, weil diese Wärme ohne zusätzlichen Aufwand im Haus verfügbar ist. Die Sonnenkollektoren – in zwei verschiedenen Bauarten installiert – liefern Energie für die Wassererwärmung und die Heizung. Sofern dies nicht ausreicht, schaltet die Wärmepumpe zu. Unverzichtbares Element in dieser Energieversorgung ist die Wärmespeicherung. Denn die Energieproduktion und der Bedarf decken sich in ihren zeitlichen Profilen naturgemäss nicht völlig. Die Speicherung unterliegt derselben Differenzierung, indem die insgesamt vier Speicher mit unterschiedlichen Temperaturen bewirtschaftet werden.

Qualitätsstufen der Energien im Hotel Muottas Muragl

Stufe 1: Abwärme aus Bahnbetrieb und Kälteerzeugung für Küche + Lager (20°C bis 40°C)
Stufe 2: Flache Sonnenkollektoren (30°C bis 60°C)
Stufe 3: Röhren-Sonnenkollektoren (40°C bis 90°C)
Stufe 4: Erdwärme: Nutzung über Wärmepumpe (30°C bis 60°C)
Stufe 5: Photovoltaische Stromerzeugung (Elektrizität)

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Grundlage der verbesserten Energiebilanz war jedoch eine Optimierung des Wärmeschutzes. Pro Quadratmeter beheizte Nutzfläche benötigt das Hotel nun nur etwa halb so viel Heizwärme wie vor dem Umbau. Auch der Gesamtbedarf konnte, trotz deutlich gestiegener Nutzfläche durch den Anbau, gesenkt werden. Er wird nunmehr ausschließlich aus erneuerbaren Quellen gedeckt: Die großflächigen Sonnenkollektoren bringen jährlich rund 50 000 Kilowattstunden Wärme ins Haus. Nochmals doppelt so viel Energie bringt die Photovoltaik-Anlage, nämlich 100 000 Kilowattstunden pro Jahr. Bei einer Nutzung dieses Stromes in der Wärmepumpe zur Beheizung des Hotels ergibt sich ein Wärmeertrag von 350 000 Kilowattstunden.

Fenster leisten erheblichen Wärmebeitrag

Die Sonnenkollektoren sind nicht die einzigen solaren Gewinnflächen in dem Bauwerk. Ebenfalls sehr ertragreich sind die nach Süden orientierten Fenster. Mit einem Wärmeeintrag von fast 90 000 Kilowattstunden deckt der passive Solargewinn durch die Fenster 41 Prozent der gesamten Transmissionsverluste durch die Bauhülle. Um diese Solargewinne zu optimieren, wurden im Innenausbau dafür geeignete Materialien und Systeme eingesetzt - also speicherfähige Bodenbeläge, Decken- und Wandaufbauten, und raumseitig möglichst keine wärmedämmenden Elemente, um das Eindringen der Wärme in die Konstruktion zu fördern.

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Foto: Gian Giovanoli

Zur Beheizung der Räume dient eine Fußbodenheizung, deren Heizregister dicht unter der Fußbodenoberfläche verlegt wurden, um die Anlage möglichst schnell auf Temperaturschwankungen durch die Sonneneinstrahlung reagieren zu lassen.

3200 Meter Erdsonden

16 Erdsonden mit einer mittleren Länge von 200 Meter, total 3200 Meter, versorgen das Hotel mit Erdwärme. Für die Raumheizung und die Wassererwärmung nutzt die Wärmepumpe diese umweltfreundliche Energie. Falls überschüssige Sonnenenergie verfügbar ist, wird diese über die Sonden im Erdreich gespeichert. Dadurch regeneriert sich der Erdspeicher, was für den Heizbetrieb wiederum einen besseren Wirkungsgrad der Wärmepumpe ermöglicht. Diese Rückspeisung von Energie ist für einen langfristig effizienten Betrieb der Heizung sehr wichtig.

Solarzellen an der Bahntrasse

Über eine Länge von 2200 Meter zieht sich die Standseilbahn gut 700 Meter in die Höhe. Entlang der Trasse wurden die Photovoltaik-Panele installiert, was aufgrund der Orientierung einen hohen Energieertrag garantiert. Die Kombination von Stromerzeugung und Bahntrasse hat zudem installationstechnische Vorteile, weil die Stromversorgung des Hotels ohnehin entlang des Schienenstranges verläuft.

Gebäudedaten und Energiebilanz:

Gebäude
Höhe über Meer: 2456 m
Beheizte Nutzfläche (EBF): 2514 m²
davon Umbau: 1666,3 m² (66 %)
davon Neubau: 847,3 m² (34 %)
Gebäudehüllzahl (Verhältnis von Gebäudeoberfläche zu beheizter Nutzfläche): 1,83

Wärmebedarf
Heizwärmebedarf mit Standardluftwechsel): 74,1 kWh/m²
Heizwärmebedarf mit effektivem Luftwechsel: 59,1 kWh/m²
Primäranforderung Minergie: 75,6 kWh/m²
Grenzwert Heizwärmebedarf: 113,9 kWh/m²
Wärmebedarf Warmwasser: 23,0 kWh/m²
Summe Wärmebedarf: 82,1 kWh/m²

Strombedarf (in Klammern gewichtete Werte)
Wärmepumpe Heizbetrieb: 10,7 kWh/m² (21,4 kWh/m²)
Wärmepumpe Wassererwärmung: 0,9 kWh/m² (1,9 kWh/m²)
Strombedarf Lüftung: 12,9 kWh/m² (25,7 kWh/m²)
Summe Strombedarf: 24,5 kWh/m² (49,0 kWh/m²)

Lufterneuerung
Thermisch relevanter Aussenluftvolumenstrom: 0,62 m³/m² h

Wärmeerzeugung
Erdsonden-Wärmepumpe: 61,5 kWh/m²
Sonnenkollektoren: 20,6 kWh/m²
Summe Wärmeerzeugung: 82,1 kWh/m²

Stromerzeugung (in Klammern gewichtete Werte)
Photovoltaik (Leistung 62 kW): 37,6 kWh/m² (75,2 kWh/m²)
Überschuss Stromproduktion (für Beleuchtung und Geräte): 13,1 kWh/m² (26,2 kWh/m²)

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