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Seewasser wärmt und kühlt das Bürgenstock Resort

Zürich, 17.05.2017

Seit einigen Jahren ist es weit herum sichtbar: Auf dem Bürgenstock entsteht ein neues Resort. Die luxuriöse Anlage wird ab Sommer 2017 Touristen von nah und fern auf den Berg am Vierwaldstättersee locken. Gekühlt und geheizt wird mit Energie aus dem See – rund 300 m³ Wasser werden dafür pro Stunde auf den Berg gepumpt. Gesteuert wird die Seewassernutzung mit der Gebäudemanagementplattform Desigo CC von Siemens.

Nach dem Bau des ersten Hotels im Jahr 1873 und in den darauf folgenden Jahrzehnten entwickelte sich auf dem Bürgenstock ein erfolgreiches Zentrum für Gastronomie und Tourismus. Während der Blütezeit des Resorts nach dem 2. Weltkrieg entdeckte die Prominenz aus Politik, Wirtschaft und Gesellschaft das Bürgenstock Resort für sich (siehe Kasten 1). Um den Jahrtausendwechsel änderten die Besitzverhältnisse mehrfach, bis 2008 die Katara Hospitality – eine Tochtergesellschaft des Staatsfonds Qatar Investment Authority – die Hotels und zahlreiche weitere Gebäude übernahm. Die neuen Besitzer haben rund 550 Millionen Franken investiert. Damit realisiert die Katara Hospitality ein autofreies Resort mit vier Hotels mit drei bis fünf Sternen, insgesamt 800 Betten, 68 Residence-Suiten und einem 10 000 m² grossen Alpine Spa. Die Räume des Konferenzzentrums bieten auf 2’200 m² Platz für mehr als 800 Gäste, dazu gehören 31 Sitzungszimmer und ein Ballsaal für 500 Personen. Zum Resort gehören auch zwei Tennishallen, die zu Eventhallen für je 500 Besucher umfunktioniert werden können. Daneben werden zwölf Restaurants und Bars, ein 9-Loch-Golfcourt, eine Eisbahn, ein Kino und diverse Shoppingmöglichkeiten Spaziergänger, Konferenzbesucher und auswärtige Gäste zum Verweilen einladen. Die Eröffnung wird im Spätsommer 2017 gefeiert, dereinst sollen rund 800 Personen auf dem Bürgenstock arbeiten.

Energieversorgung aus dem See
Damit die Energieversorgung mit der Vergrösserung und Modernisierung der Anlage Schritt halten kann, wurde als Herzstück des Resorts eine neue Energiezentrale gebaut. Diese verknüpft fast 130-jährige Tradition mit neuester Technik: Wie schon 1888 wird das Wasser des Vierwaldstättersees vor Kehrsiten gefasst und auf den Bürgenstock gepumpt. Damals diente dies der Trinkwasserversorgung, heute ist das Seewasser Energiequelle für das Resort. Das Prinzip ist einfach: Wärmepumpen gewinnen die Energie aus dem Seewasser, die zum Heizen der Gebäude genutzt wird.
Neue, leistungsstarke Pumpen befördern 78 Liter Wasser pro Sekunde auf den Berg, der Höhenunterschied beträgt 500 Meter. Auf dem Bürgenstock dient das alte Frischwasserreservoir als «Speichersee», von wo aus das Wasser weiter in die Energiezentrale geleitet wird. Wärmepumpen mit 1,3 MW Leistungsspitze erwärmen das Wasser im System – je nach Aussentemperatur – auf 45 bis 55 °C. Dieses wird auf die verschiedenen Bauten verteilt und dort auf zwei Arten genutzt: einerseits direkt für die Heizungen, andererseits ist es Energiequelle für die Wärmepumpen der Gebäude, die das Brauchwasser auf 65 °C erhitzen. Dieses zweistufige System hat einen guten Grund: Würde 65 °C heisses Wasser verteilt, wäre der Energieverlust beim Transport wesentlich höher als bei 45 bis 55 °C und die Leistungszahl (COP) der Wärmepumpen entsprechend tiefer. Für die Kühlung wird das Seewasser direkt genutzt. Denn 37 Meter unter der Wasseroberfläche liegt die Temperatur während des ganzen Jahres bei kalten 5 bis 7 °C. So deckt das Seewasser 70 bis 90 % des Wärmebedarfs und übernimmt die ganze Kühlung. Das genutzte Wasser wird wieder in den See geleitet. Dabei fliesst es durch eine Turbine, die einen Teil der Energie zurückgewinnt, die zum Hochpumpen des Wassers verwendetet wird.

Umfassende Gebäudeautomation
Gesteuert wird die Energiezentrale mit Systemen von Siemens. Thomas Guebey, Teamleiter Kundendienst und Gesamtleiter der Siemens-Projekte auf dem Bürgenstock, erzählt: «Es ist ein riesiges Projekt, bei dem die Sicherheit von Anlagen und Personen sowie eine unterbruchsfreie Versorgung vorrangig waren.» Das Seewasser bewegt sich in einem fast geschlossenen System, nur für die Bewässerung der Grünanlagen wird Wasser entnommen. «Die Sicherheit ist nicht mehr gewährleistet, wenn irgendwo ein Schieber defekt ist, ein Rohr bricht oder sich Überdruck entwickelt. Deshalb erfassen wir an allen wichtigen Stellen ständig Daten.» Diese werden in der Gebäudemanagementplattform Desigo CC gesammelt und aufgezeichnet. Dazu Guebey: «Stimmen die Werte nicht, schaltet das Siemens-System automatisch ab und meldet dies den Verantwortlichen.»
Doch nicht nur Heizung und Kühlung werden mit Desigo CC gesteuert, überwacht und visualisiert. «Lüftungen, Sanitäranlagen, Raumautomation sowie Beleuchtung und Sicherheit des Areals sind ebenfalls integriert», erklärt Guebey. Desigo CC erfasst Störmeldungen der Elektroanlagen, Messdaten aus der Energieversorgung und erteilt übergeordnete Befehle an Storen oder Lichtanlagen. Die Sinamics-Frequenzumrichter von Siemens tragen zu einem bedarfsabhängigen und ökologischen Betrieb der Gebäudetechnik bei und sorgen im Zusammenspiel mit anderen Gewerken dafür, dass im richtigen Mass geheizt, gekühlt oder belüftet wird. Dank der durchgängigen Systemstruktur sind die einzelnen Komponenten ideal aufeinander abgestimmt und über Desigo CC einfach und intuitiv zu bedienen. Für die Sicherheit auf dem Areal sorgen Videoüberwachungssysteme von Siemens «Dank dieser Lösung aus einer Hand kann auch das Ersatzteillager klein gehalten werden», ergänzt Guebey.

Im Gegensatz zu den Hotels ist die Energiezentrale bereits in Betrieb. Im eigens dafür errichteten Gebäude befindet sich auch die Leitzentrale mit dem dazugehörigen Rechnerraum. «Die ersten Erfahrungen sind sehr gut», sagt Guebey: «Seit der Inbetriebnahme im Januar 2016 musste der technische Dienst nur einige „Kinderkrankheiten“ beheben.» Der grösste Teil davon waren fehlerhafte Störungsmeldungen der Steuerungen oder fehlerhafte Schieber, die ersetzt werden mussten. «Seit Februar 2016 läuft alles fast fehlerfrei», freut sich Guebey. Die Gebäude werden nun nach und nach angeschlossen. Auf Volllast getestet wurde die Energiezentrale noch nicht, auch im sehr kalten Januar 2017 lief sie nur auf etwa einem Fünftel der maximalen Leistung.

Riesiges Potenzial
Auch das Wasser anderer Seen wird als Energiequelle genutzt. Schon seit 30 Jahren kühlt Siemens die Gebäude am Hauptsitz der Division Building Technologies (BT) in Zug mit Wasser aus dem Zugersee. Beim neuen Siemens-Campus, der im Sommer 2018 eröffnet wird, setzt das Unternehmen ebenfalls auf diese umweltfreundliche Energieversorgung (siehe Kasten 2). Der ungleich grössere Vierwaldstädtersee bietet entsprechend ein riesiges Potenzial für die Seewassernutzung: Er könnte jedes Jahr 2900 Gigawattstunden (GWh) Energie liefern. Zum Vergleich: Der Wärmebedarf von 100 000 Einwohnern beträgt 700 bis 900 GWh. Der See könnte also die ganze Region mit Energie versorgen. Dank Siemens-Produkten wärmt und kühlt er vorerst die Gebäude des Bürgenstock Resorts.

((Kasten 1))
Perfekte Lage für Tourismus und Kongresse
In der letzten Eiszeit bildete sich im Vierwaldstättersee ein sogenannter Stock, ein Gipfel, der sich deutlich vom umgebenden Relief abhebt. Der Stock kam auf einer Halbinsel zu liegen, die Bürgen genannt wurde – der markante Gipfel wurde zum «Bürgenstock». Die beiden Obwaldner Tourismuspioniere Franz Josef Bucher-Durrer und Josef Durrer kauften dort 1871 die Alp Tritt und eröffneten am 23. Juni 1873 mit dem Grand Hotel den ersten imposanten Bau auf dem Bürgenstock. Bald zeigte sich das gute Gespür der beiden für das grosse touristische Potenzial rund um den Vierwaldstättersee: 1888 eröffnete Durrer, mittlerweile alleiniger Inhaber, das neue Parkhotel und erhielt die Konzession zur Nutzung des Seewassers auf dem Bürgenstock. Er baute die Bürgenstockbahn, nur vier Jahre später kam die Bürgenstock-Kapelle dazu. Die Entwicklung ging schnell weiter: 1904 öffnete das Palace-Hotel, 1905 folgte eine weitere grosse Attraktion: der Hammetschwand-Lift, auch heute noch der höchste Freiluft-Aufzug Europas. 1925 kaufte Friedrich Frey-Fürst die Bürgenstock-Hotels und baute die Gebäude um. Schon damals standen diese unter Schutz, weshalb Frey zum Beispiel die Fassade des alten Grand Hotels originalgetreu wieder aufbauen musste. Viele Prominente zog es auf den Berg: Charlie Chaplin, Jimmy Carter und Konrad Adenauer gastierten im Resort, während der Dreharbeiten zum James Bond Film «Goldfinger» logierte Sean Connery mit seiner Crew im Palace und Audrey Hepburn schloss auf dem Bürgenstock ihre erste Ehe. Auch politische Verhandlungen fanden auf dem Bürgenstock statt: ein Beispiel ist das Bürgenstock-Abkommen, das 2002 zwischen den Beteiligten am Sezessionskrieg im Südsudan geschlossen wurde. In den darauf folgenden Jahren änderten die Besitzverhältnisse mehrfach, bis schliesslich 2008 die Katara Hospitality die Hotels übernahm.

((Kasten 2))
Umweltfreundliche Seewassernutzung
Derzeit entsteht in der Stadt Zug auf einem 22 500 m² grossen Gelände der neue Hauptsitz der weltweit tätigen Siemens-Division Building Technologies. Der Campus, der auf dem nördlichen Teil des Siemens-Areals gebaut wird, besteht aus einem siebenstöckigen Bürogebäude, einem dreistöckigen Bau für Produktion, Forschung und Entwicklung sowie einem bestehenden Gebäude, das später modernisiert wird. Olaf Mittrach von der Firma Emch+Berger AG ist als Mitglied des Projektsteuerungsteams auf Bauherrenseite verantwortlich für die technischen Aspekte des Neubaus. Er umschreibt das Projekt: «Ab 2018 wird auf dem Campus in Zug das ganze Siemens-Gebäudetechnik-Portfolio für Behaglichkeit sorgen.» Dazu gehören automatisierte Jalousien, tageslicht- und nutzerabhängige Beleuchtung mit LED, Heizen, Kühlen und Luftaustausch über Hybriddeckensysteme, Multimediatechnik im Schulungscenter oder auch ein modernstes Zutrittssystem. Gesteuert werden die vielen Verknüpfungen und innovativen Lösungen über die Gebäudemanagementplattform Desigo CC. «Neu ist, dass Siemens das Seewasser nun auch für die Wärmeerzeugung nutzt», so Mittrach.
Die Energiegewinnung ist ähnlich umgesetzt wie auf dem Bürgenstock. In Zug wird das Wasser ebenfalls in über 30 Metern Tiefe gefasst, wo der See das ganze Jahr über zwischen 4 und 7° C kalt ist. Das gefilterte Wasser wird in die Seewasserzentrale auf dem Campus gepumpt und mit Wärmepumpen zum Heizen der Gebäude verwendet. Dabei wird das Seewasser um etwa 2 °C abgekühlt, bevor es wieder in den See geleitet wird. «Dank der konstanten Temperatur im See können wir auch Energie gewinnen, wenn die Luft -20 °C kalt ist», erklärt Mittrach. Wegen des relativ kleinen nutzbaren Temperaturunterschieds ist die Wärmeerzeugung begrenzt. «Ein Ausbau ist nicht vorgesehen», so Mittrach: «Wir nutzen die bestehenden Rohrleitungen und steigern die Effizienz. Für die Versorgung des Campus und der Gebäude, die schon seit langem mit Kälte versorgt werden, reicht dies aus.» Die Gebäude sind energieeffizient – sie entsprechen den Minergie-Standards und auch die Zertifizierungsarbeiten für LEED (Leadership in Energy and Environmental Design) laufen: Platin für das Bürogebäude, Gold für die Produktionshalle. Siemens wird künftig auch CO²-freien Strom einkaufen und so für den neuen Campus in Zug eine CO²-freie Energieversorgung aufbauen.

Das Ökosystem See leidet nicht unter der Energiegewinnung, wie das Wasserforschungsinstitut Eawag festgestellt hat – immer unter der Voraussetzung, dass die Temperaturänderung des Seewassers begrenzt wird. Sowohl in Zug als auch für die Energiezentrale auf dem Bürgenstock ist der maximale Temperaturunterschied in der Konzession für die Nutzung festgelegt. Die Seewassernutzung in Zug könnte ohne ökologische Konsequenzen um das 40-fache ausgebaut werden. WWZ, der Energieversorger der Stadt Zug, arbeitet an einem entsprechenden Projekt mit dem Ziel, dass private und öffentliche Kunden aus der Stadt Zug einst die Energie aus dem Seewasser nutzen können.

((Kasten 3))
Technik in Kürze
Für das Gebäudemanagement auf dem Bürgenstock wurden zahlreiche Siemens-Produkte installiert. In den 20 angeschlossenen Gebäuden stehen aktuell 48 Schaltschränke mit etwa 10 000 Datenpunkten – im Endausbau werden es insgesamt 60 Schränke sein. Frequenzumrichter Sinamics G120 sorgen für einen bedarfsabhängigen Betrieb. Primäranlagen wie Heizung, Kälte und Lüftung werden von dezentralen Automationsstationen Desigo PX gesteuert, die Raumautomation der Suiten wurde mit der Siemens-Lösung Total Room Automation (TRA) ausgestattet. Die Gebäudemanagementplattform Desigo CC erfasst und visualisiert Daten des ganzen Resorts, gibt Informationen zum Zustand des gesamten Systems weiter und ermöglicht eine intuitive Bedienung. Damit vereinfacht Desigo CC die Arbeit der Betreiber und liefert wichtige Entscheidungsgrundlagen zum Betrieb und für Optimierungen.

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