Kraftwerkhotel Ísland
Felix Jonathan Müller
KRAFTWERKHOTEL ÍSLAND
INHALT
1 Projektbeschreibung 2 Kurzübung 1 3 Kurzübung 2 4 Projektdokumentation Standort Lageplan Grundrisse Ansichten Schnitt Axonometrien Detailausschnitt Visualisierungen Modellfotos 5 Quellenverzeichnis Impressum
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KRAFTWERKHOTEL ÍSLAND
PROJEKTBESCHREIBUNG „Ich würde mein Geld auf die Sonne und die Solartechnik setzen. Was für eine Energiequelle! Ich hoffe, wir müssen nicht erst die Erschöpfung von Erdöl und Kohle abwarten, bevor wir das angehen.“ (Thomas Alva Edison, amerikanischer Erfinder, 1931)
Schon im 20. Jahrhundert tätigte Thomas A. Edison Aussagen über die Erforschung von erneuerbaren Energien, obwohl zu seiner Wirkungsperiode Elektrizität noch nicht einmal ein „selbstverständlicher“ Teil unseres Lebens war.
Abb.: Silica Hotel, Blue Lagoon; 70 Personen
Abb.: Geo Hotel, Grindavik, 72 Personen
Wir beschäftigen uns heutzutage stärker den je mit der Entwicklung und Verbesserung von technischen Lösungen auf dem Gebiet der erneuerbaren Energien. So wurde für mich die Nutzung von Geothermie zu einem wichtigen Bestandteil meines Projektes. Generell war es von Begin an die Idee, ein Hotel für etwa 200 Personen, mit einem Geothermiekraftwerk zu kombinieren. Die geothermisch hochaktive und touristisch attraktive Halbinsel Reykjanes in Island war für mich der passende Standort für meinen Hotelentwurf. In der Region befinden sich trotz der abrupt steigenden Touristenzahlen nur zwei Hotels für jeweils etwa 70 Personen, wodurch horrende Übernachtungspreise entstehen (s. Abb. auf dieser Seite). Die Halbinsel ist aufgrund, der dort aufeinandertreffenden nordamerikanischen und eurasischen Platte, geprägt durch geothermische Felder, Vulkangestein aber auch grüne Gras und Flechtenmatten. Viele Wanderwege führen durch diese topografisch interessante Gegend, die zusätzlich seit Jahren geothermische Energie für die Halbinsel bereitstellt. Das Reykjanes Power-Plant (s. Abb. Seite 6) liefert mit 100 Megawatt einen Großteil der Energie für die Halbinsel und sogar für Reykjavik. Unweit dieses bestehenden Kraftwerkes am „Gunhuver“ See, habe ich meinen Hotelentwurf mit dem Namen „Brenna, Vatn, Jörd“ (Feuer, Wasser, Erde) verortet.
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Abb.: The Reykjanes Power Plant has an electricity production capacity of 100 MW
Abb.: Nesjavellir Kraftwerk nahe Reykjavik
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Die Ersten, ausschließlich eingeschossigen, Entwurfstudien und Skizzen vielen sehr großflächig aus (s. Projektdokumentation, Seite 11), sodass es sehr schwierig war, einen stimmigen Grundriss zu organisieren. Also entschied ich mich die markante Topografie aufzunehmen und zwei Geysire mit einem konkaven Dreieck zu überspannen und den Bodenkontakt so gering wie möglich zu halten. Das Raumprogramm umfasst neben den klassischen Hotelräumlichkeiten, Lobby, Hotelzimmer, Restaurant und Spa auch eine Saunalandschaft, ein heißes und kaltes Solebecken, einen Speisesaal mit Panoramaaussicht sowie einen abgetrennten Kraftwerksraum. Der Kraftwerksraum beinhaltet die geothermischen Anlagen, die das gesamte Gebäude mit Strom und Heißwasser versorgen, was es zu einem energieautarken Gebäude macht. Jener Raum kann zwei Mal täglich bei einer Führung besichtigt werde. Die geothermische Leistung (ca. 100 Mw wie das Reykjanes PP) der Anlage lässt mit ihren zwei Versorgungsbohrungen einen Überschuss von 60 % erwarten, der in das Ortsnetz eingespeist werden kann. Der Hotelgast betritt das Gebäude über eine große Treppe, die die Konstruktion etwa im Zentrum durchstößt (s. Abb. Axonometrischer Schnitt, S. 28 ff), und vor einer Glaswand endet, die interessante Blicke auf den aktiven Geysir freigibt. Im lichtdurchfluteten Foyer befindet sich die Rezeption, eine Bar sowie die Haupterschließung der zwei Obergeschosse. Im Allgemeinen haben alle Räume und Korridore, die für den Gast bestimmt sind, eine Aussicht auf die Geysire oder die Umgebung. Die nachfolgenden Kurzübungen dienten dem Einstieg in das Entwerfenthema Komfort und Maschine.
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KURZÜBUNG 1
Abb.: Aggregation von Komfort- und Maschinensymbolen
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KURZÜBUNG 2
Horizontale Rundholz Bandsäge Robinson & Rochdale, England 1925
Die von mir gezeichnete Maschine ist eine Großholzbandsäge aus dem Jahr 1925. Sie wurde neben England vor allem auch in Kanada genutzt um Baumstämme in Bretter oder Rechteckquerschnitte zu schneiden. Das Sägeband hat eine sehr feine Zahnung, sodass präzise Schnitte erfolgen können. Generell besteht die Säge aus drei Maschinenteilen, dem Rahmen, dem vertikalen Sägeschlitten mit Motor und Gegengewichten, sowie einem horizontal verschiebaren Schlitten für die Holzstämme. Das Sägeband und der Baumschlitten werden von seperaten Elektromotoren angetrieben wobei sich der Schlittenmotor neben der Säge im Boden verbirgt. Es ist folglich also eine stationäre Maschine. Der Rahmen besteht vermutlich aus geschmiedeten Stahlteilen, zwei Stützen mit breitem Sockel und einem Balken. An den Stützen sind jeweils vier Gleitflächen für die Gegengewichte angebracht, sie dienen auch der sicheren Führung und Reibungsreduktion des Sägeschlittens. Die Speichenräder haben etwa einen Durchmesser von einem Meter und sind über einen vorderen und hinteren Querträger am Sägeschlitten befestigt. Es ist möglich die Spannung des Sägebandes zu verstellen, da der linke Teil des Querträgers durch ein Zahnradsystem aus dem Rechten herausgedreht werden kann (s.h. Frontalansicht). Die Gegengewichte sind mit Stahseilen, die über ein Rollensystem geführt werden, mit dem Sägeschlitten verbunden. Ich denke diese sind so bemessen, dass der Schlitten in einer Position bleibt, ohne den Vertikalen Antrieb zu belasten. Die Baumstämme werden mit Metalldornen auf dem horizontalen Schlitten gegen wegrollen gesichert, dieser Schlitten gleitet auf einem Schienensystem und wird ebenfalls durch ein Zahnradsystem angetrieben.
Sägebandrichtung u. Einschubrichtung Axonometrie
vertikales Verschieben des Sägebandes
Draufsicht
horizontales Verschieben des Holzschlittens
Verstellbereich Sägebandspannung
Frontalansicht
Verstellbereich der Bandführung (breite des Sägestückes)
Seitenansicht
A room and a bath for a dollar and a half EM2 Studio1 | Felix Jonathan Müller
Abb.: Horizontale Rundholz Bandsäge Robinson & Rochdale, England 1925; Draufsicht, Seitenansicht, Fronansicht, Axonometrie
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KRAFTWERKHOTEL ÍSLAND
Horizontale Rundholz Bandsäge Robinson & Rochdale, England 1925 Explosionszeichnung 3
2
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22
Rahmen Gleitflächen Stromkabel Elektromotor/Sägeband Seil und Rollensystem Ausgleichsgewichte Hauptträger mit Ausgleichsgewicht Speichenrad mit Falz Sägeband Riemenrolle Riemen verstellbarer Querträger Querträger Verstellräder Sägebandspanner Radachse Verschlussmuttern und Abdeckung Sicherungsdornen Rollen Holzschlitten Schiene Baumstamm
4 5
7
1
9 2
10
12
11
16 17
14
6
10
13
6
15 16 17
22
19
18 20 21
Die vertikale Verstellmöglichkeit des Sägebandes erlaubt das Schneiden von Holzstämmen und Blöcken in unterschiedlichen größen bzw. unterschiedlich dicke Bretter anzufertigen (s.h. Frontalansicht). Da die Sägebandspannung angepasst werden kann, ist die Lebensdauer der Lager, Riemen und des Sägebandes deutlich länger. Abb.: Horizontale Rundholz Bandsäge Robinson & Rochdale, England 1925; Explosionsaxonometrie
A room and a bath for a dollar and a half EM2 Studio1 | Felix Jonathan Müller
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PROJEKTDOKUMENTATION brenna feuer
vatn wasser
jörd erde
wenig hotels in reykjanes + enormes geothermisches potenzial = kraftwerk hotel silica hotel, blue lagoon 35 doppelbetten = 70pers.+-10 kinder ca.2150m² grundfläche, restaurant, großes thermalbecken
Abb.: Brenna / Feuer
Abb.: Vatn / Wasser
geo hotel, grindavik 36 doppelbetten = 72pers.+-10 kinder 2050 m² grundfläche, restaurant, ort grindavik (shops, vermietungen, etc.)
Abb.: Jörd / Erde
kraftwerkhotel
íSLAND
solebecken d
ventil
binärkreislauf stromerzeugung b
entfernungsanzeige|meter
wärmetauscher
verdampfer
warmwasser
frischluftkonditionierung
SKIZZEN
fbh niedertemp. c
geoth. kreislauf a
GEOTHERMISCHER KREISLAUF a p.003
solebecken d w.001
meerwasser
vl fbh niedertemp. c fbh.001-280
30-40 40-50
fpu.006
fpu.005
fpu.004
50-60
0-15
wtn.001 20-30
k.001
70-100
50-60
>100
Abb.: Diagram Geothermie; aus Ingrid Stober, Kurt Bucher: Georhermie 2. Auflage
rl
50-70
fpu.005
leitzentrale kw.001
fpu.008 frischwasser 220-230 volt niederspannung 380-400 volt niederspannung
tf.002
Abb.: Skizzen t.001
LEGENDE
tf.001
g.001
110-220 kilovolt hochspannung
fpu.007
turbinenraum kw.004
hotel vs: georthermiekraftwerk RG.001-020
<100
<100 °c 30-90 °c >30 °c
wellness solebecken sauna kältebecken duschen umkleiden wc
30-40
binärkreislauf stromerzeugung b v.001
temperatur|Celsius
fpu.001
70-90
ventil
Rb.001-050
70-90
GÄSTEZIMMER kraftwerk leitzentrale hauptraum nebenraum turbinenraum
förderpumpepumpe|fpu bohrung
140-200
fpu.002
kühlturm|blowoff
10-15
flIESSrichtung-/STÄRKE
wth.001
fpu.003
70-90
WÄRMETAUSCHER
geoth. kreislauf a p.001
p.002
1 borhrtürme aufstellen
frischwasser stadtwerke
warmwasser pufferspeicher ps.001-005 warmwasserbereiter wb.001-002 rohrsystem warmwasser Rw.001-500
geothermie
1 2 3 4 5
kraftwerk leitzentrale hauptraum nebenraum turbinenraum
hotel
Abb.: Orthofotos des Bauplatzes, Q: https://zoom.earth/
restaurant|café gastraum r.001 küche r.002 wc r.002 lager r.003 wellness solebecken d sauna kältebecken duschen umkleiden wc
2 bohrungen
natur
verwaltung lobby rezeption büro shop wäscherei geräterraum
prozess|errichtung
1 borhrtürme aufstellen
flächenverteilung im vergleich
2 bohrungen
u.004 v.001
GÄSTEZIMMER v.002 v.003 v.004 v.005 v.006
lobby GÄSTEZIMMER warmwasser rezeption warmwasserbereiter büro pufferspeicher fussbodenheizung shop niedertemp. c rohrsystem ww|kw|nt wäscherei geräterraum belüftung
RAUMPROGRAMM
p.001-002 p.003 RG.001-020
prozess|errichtung
t.001 g.001 v.001 k.001 Rb.001-050 tf.001-002
Abb.: Hotel als Megastructure solebecken d
5 hotelausbau
binärkreislauf stromerzeugung b
ventil entfernungsanzeige|meter
wb.001-002 ps.001-005 fbh.001-280 Rw.001-500
zuluftförderung abluftförderung unterhaltung rohrsystem lüftung
zl.001-010 al.001-050 rl.001-280
bohrungmediasaal bohrturmgeysir gestängemagazin natur rohrtransportsystem
bt.001-002 rm.001-002 rt.001-002
gym
restaurant|café gastraum küche wc lager
flächenverteilung im vergleich
unterhaltung gym mediasaal geysir natur
geo hotel, grindavik 36 doppelbetten = 72pers.+-10 kinder 2050 m² grundfläche, restaurant, ort grindavik (shops, vermietungen, etc.)
periphärgeräte 4 gthohe technik anschlüsse|rückbau turm wärmetauscher temperatur wth.001-002 wärmetauscher mitlere temperatur wtm.001-002 wärmetauscher niedrige temperatur wtn.001 förderpumpe fpu.001-10 verwaltung
kraftwerk leitzentrale hauptraum nebenraum turbinenraum
restaurant|café gastraum küche wc lager
3 start hotelbau
kw.001 kw.002 kw.003 kw.004
binärkreislauf stromerzeugung b turbine egs generator verdampfer kondensator hotel vs: georthermiekraftwerk rohrsystem binärkreislauf transformator
w.001 w.002
w.003 wellness w.004 solebecken w.005 sauna w.006 kältebecken unterhaltung duschen gym u.001 umkleiden mediasaal u.002 wc geysir u.003
kraftwerkSRAUM ORGANISATION
silica hotel, blue lagoon 35 doppelbetten = 70pers.+-10 kinder ca.2150m² grundfläche, restaurant, großes thermalbecken
geoth. kreislauf a pumpe förderbohrung pumpe injektionsbohrung rohrsystem geothermie
GZ.001-GZ.200
GÄSTEZIMMER
hauptraum kw.002
andere hotels in reykjanes
prozess|errichtung
GÄSTEZIMMER
30-40
frischluftkonditionierung zuluftförderung zl.001-010 abluftförderung al.001-050 rohrsystem lüftung rl.001-280
Kraftwerkhotel ORKUVER HÓTEL
borhrtürme aufstellen bohrungen start hotelbau gt technik anschlüsse|rückbau turm hoteleröffnung
wtm.001
10-15
nebenraum kw.003
entfernungsanzeige|meter
verwaltung lobby rezeption büro shop wäscherei geräterraum
frischwasser
injektionsbohrung
meerwasser
warmwasser
frischluftkonditionierung
fbh niedertemp. c förderbohrung 1
geoth. kreislauf a
1 borhrtürme aufstellen
2 bohrungen
förderbohrung 2
ERRICHTUNGSPROZESS
Abb.:Hotel VS: Geothermiekraftwerk
3 start hotelbau
GRUNDRISS typologie
wärmetauscher
verdampfer
Abb.: Geothermischer Kreislauf
4 gt technik anschlüsse|rückbau turm
SCHEMATISCHER GRUNDRISS A room and a bath for a dollar and a half
EM2 Studio1 | Felix Jonathan Müller Abb.: Schematischer Grundriss
5 hotelausbau
Abb.: Sequenz Geotherm. Bohrung
11
3 start hotelbau
kraftwerk
a p.003
solebecken d w.001
meerwasser
vl fbh niedertemp. c fbh.001-280
30-40 40-50
fpu.006
fpu.005
fpu.004
50-60
0-15
wtn.001 20-30
k.001
70-100
50-60
>100
rl
50-70
fpu.005
leitzentrale kw.001
fpu.008 frischwasser 220-230 volt niederspannung 380-400 volt niederspannung
tf.002
t.001
tf.001
g.001
fpu.007
110-220 kilovolt hochspannung
turbinenraum kw.004 RG.001-020
<100
30-40
<100 °c 30-90 °c
binärkreislauf stromerzeugung b
>30 °c
v.001
temperatur|Celsius
fpu.001
70-90
ventil
70-90
Rb.001-050
förderpumpepumpe|fpu bohrung
140-200
fpu.002
kühlturm|blowoff
10-15
wth.001
70-90
fpu.003
10-15
wtm.001
30-40
hauptraum kw.002
flussrichtung
nebenraum kw.003
entfernungsanzeige|meter
geoth. kreislauf a wärmetauscher
p.001
p.002
frischwasser stadtwerke
warmwasser pufferspeicher ps.001-005 warmwasserbereiter wb.001-002 rohrsystem warmwasser Rw.001-500
frischluftkonditionierung zuluftförderung zl.001-010 abluftförderung al.001-050 rohrsystem lüftung rl.001-280
Abb.: Kraftwerksraum und Organisation der Kraftwerkskomponenten
Abb.: Grundrisse aus erstem Entwurfsstadium
Abb.: Visualisierungen aus erstem Entwurfsstadium
Abb.: Visualisierung aus zweitem Entwurfsstadium
12
Abb.: Grundrisse aus zweitem Entwurfsstadium
KRAFTWERKHOTEL ÍSLAND
STANDORT
Kraftwerkhotel
íSLAND
Reykjavik
Halbinsel Reykjanes
13
Abb.: Ortsanalyse der isländischen Halbinsel Reykjanes
14
KRAFTWERKHOTEL ร SLAND
LAGEPLAN
Mee
rwass
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- und
Abfu
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Trinkwasser und Abwas
ser
Einspeisung ins Stromn
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1 Ge
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ng
2
15
GRUNDRISSE
+4.40 M
+7.30 M
+9.40 M
+10,10 M
FÖ RD ER BO
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50m
Abb.: Draufsicht
16
KRAFTWERKHOTEL ÍSLAND EIN
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-5,00 M
-4,00 M
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50m
Abb.: UG / Eingangsbereich
17
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+0,50 M
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+0,50 M +1,50 M
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+0,50 M
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110 -220 HO KIL CH SP OV AN NU OLT NG
50m
Abb.: EG
18
KRAFTWERKHOTEL ÍSLAND LA GE
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+0.10 M
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50m
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19
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TER RASS E
50m
Abb.: OG 1 / 42 Zimmer
20
KRAFTWERKHOTEL ÍSLAND +7,30 M
+7,30 M
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OBER BEG LICHT EHB AR
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+7,30 M
LZIM
MER
OBER BEG LICHT EHB AR
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50m
Abb.: OG2 / 38 Zimmer
21
ANSICHTEN
Abb.: Nordansicht
22
KRAFTWERKHOTEL ÍSLAND Abb.: Westansicht
Abb.: Ostansicht
23
SCHNITT
+10 .10
+7 .3 0 M
+4 .4 0 M
0 ,0 0 M
24
+0 .10 B IS +1.5 0
KRAFTWERKHOTEL ÍSLAND +10 .10 M
+7 .3 0 M
+4 .4 0 M
+0 .10 B IS +1.5 0
0 ,0 0 M
25m
25
AXONOMETRIEN
Abb.: Axonometrische Darstellung aus Nordwesten
26
27
KRAFTWERKHOTEL ÍSLAND
Konstruktionsaufbau Lobby schiefe Ebene Eingangstreppe Luftraum unter dem Hotel Verglasung zu den Geysiren Geysire
Abb.: Axonometrischer Schnitt mit zwei Ebenen
28
KRAFTWERKHOTEL ÍSLAND
Dach mit Oberlichten
38 Zimmer
Innenverglasung
OG2
42 Hotelzimmer
OG1
Erschliessung
EG Wände
Geothermie
schiefe Ebene
EG
UG Eingang Abb.: Axonometrische zeichnung
Explosions-
29
DETAILAUSSCHNITT RE ZE PT IO
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Abb.: Detailausschnitt des Kraftwerksraums
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KRAFTWERKHOTEL ÍSLAND
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110 HO 220 K CH SP ILOV AN NU OLT NG 31
VISUALISIERUNGEN
Abb.: Foyer und Rezeption
32
KRAFTWERKHOTEL ÍSLAND Abb.: Umgang um den Kraftwerksraum
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Abb.: Hotelzimmer und Korridor im OG1
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KRAFTWERKHOTEL ÍSLAND
MODELLFOTOS
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KRAFTWERKHOTEL ÍSLAND
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KRAFTWERKHOTEL ÍSLAND
QUELLEN Abb.: Silica Hotel, Blue Lagoon https://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/0/00/Blue_Lagoon_Main_Building.JPG Abb.: Geo Hotel Grindavik https://lh3.googleusercontent.com/p/AF1QipNr9a6VSaYuc4vqu3twFEVOHowH2ycWxi3oHpJs=s1600-w1600 Abb.: https://www.hsorka.is/en/power-plants/ Abb.: Orthofotos des Bauplatzes, Q: https://zoom.earth/ Abb.: Diagram Geothermie; aus Ingrid Stober, Kurt Bucher: Georhermie 2. Auflage
IMPRESSUM Felix Jonathan Müller B.Sc. +43 6506045159 Institut für Gestaltung 1 | Universität Innsbruck | Februar 2018 Bilder, Grafiken und Texte sind für den universitären Gebrauch bestimmt. Ausserhalb des universitären Rahmens gelten die gängigen Copyrightbestimmungen ©
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