Sachverhalt: A. Die Käsereigenossenschaft Büron ist Eigentümerin des Grundstücks Nr. 44, Grundbuch Büron, welches direkt an den als Grundstück Nr. 47 ausgeschiedenen Dorfbach von Büron grenzt. Die Genossenschaft verfügte über einen über dem Dorfbach gelegenen Unterstand (Gebäude-Nr. 138a), der von 1934 bis 1971 als Kohlebunker und seither bis zu seinem Abbruch als Doppelgarage mit zwei zusätzlichen Einstellräumen genutzt wurde. Am 1. Oktober 1970 stellte die Käsereigenossenschaft Büron beim Baudepartement des Kantons Luzern ein Gesuch um Erteilung einer Ausnahmebewilligung gemäss § 10 des früheren Gesetzes über Wasserrechte vom 2. März 1875 (WRG/LU) zur Überbauung des Dorfbachs bzw. Errichtung einer demontablen Garage über dem Dorfbach. Der Regierungsrat des Kantons Luzern wies dieses Gesuch mit Beschluss vom 26. April 1971 ab, weil keine zwingende Notwendigkeit zur Inanspruchnahme des öffentlichen Gewässers für private Zwecke bestehe. Trotz Verweigerung einer Ausnahmebaubewilligung hat die Käsereigenossenschaft den Autounterstand in den Folgejahren ausgebaut. B. Mit Entscheid vom 6. April 2004 genehmigte der Regierungsrat den Ausbau des Dorfbachs Büron, der als öffentliches Gewässer im Sinne des kantonalen Wasserbaugesetzes vom 30. Januar 1979 (WBG/LU; SRL 760) im Eigentum des Staates Luzern steht. Zur Realisierung des Projekts musste der über dem Dorfbach liegende Autounterstand abgebrochen werden. Die gegen das Ausbauprojekt erhobene Einsprache der Käsereigenossenschaft wurde abgewiesen. Für allfällige Forderungen verwies der Regierungsrat die Genossenschaft an die Schätzungskommission des Kantons Luzern. Dem Kanton als Träger des Wasserbaus erteilte der Regierungsrat das Enteignungsrecht gemäss § 25 Abs. 2 WBG/LU. Nachdem sich der Kanton und die Käsereigenossenschaft über eine Entschädigung betreffend den Autounterstand nicht hatten einigen können, wandte sich die kantonale Dienststelle Immobilien am 20. März 2006 an die Schätzungskommission des Kantons Luzern mit dem Antrag um Durchführung des Schätzungsverfahrens und vorzeitige Besitzeinweisung. Mit Entscheid vom 4. August 2006 gewährte die Schätzungskommission dem Staat Luzern die vorzeitige Besitzeinweisung in Bezug auf den Abbruch des Gebäudes Nr. 138a zur Realisierung des Ausbaus des Dorfbachs. Für die abgebrochene Baute forderte die Käsereigenossenschaft eine Entschädigung von Fr. 200'000.-- bzw. des vollen Verkehrswerts zuzüglich des Minderwerts für ideelle Werteinbussen. Die Schätzungskommission nahm drei Augenscheine mit Verhandlungen vor. Die Vergleichsbemühungen blieben erfolglos. Die Schätzungskommission wies das Entschädigungsbegehren am 4. September 2009 ab mit der Begründung, dass unter keinem Titel (Ersitzung, Bestandesgarantie, Vertrauensschutz, Verwirkung des Beseitigungsanspruchs der baurechtswidrig und auf fremdem Grundstück erstellten Baute) ein Anspruch auf Entschädigung nach dem kantonalen Enteignungsgesetz vom 29. Juni 1970 (EntG/LU; SRL 730) bestehe. Die Verfahrenskosten auferlegte sie der Käsereigenossenschaft Büron. Die Käsereigenossenschaft erhob Verwaltungsgerichtsbeschwerde an das Verwaltungsgericht des Kantons Luzern. Sie verlangte insbesondere die Aufhebung des Entscheids der Schätzungskommission vom 4. September 2009 sowie die Bewilligung der unentgeltlichen Rechtspflege. Das Verwaltungsgericht wies die Beschwerde mit Urteil vom 27. Mai 2010 ab. Das Gesuch um unentgeltliche Rechtspflege wies es ebenfalls ab und auferlegte der Käsereigenossenschaft die Verfahrenskosten von Fr. 3'500.--. C. Mit Beschwerde in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten vom 22. September 2010 beantragt die Käsereigenossenschaft Büron die Aufhebung des Entscheids des Verwaltungsgerichts vom 27. Mai 2010 sowie die Rückweisung der Angelegenheit an die Vorinstanz zur ergänzenden Sachverhaltsermittlung und materiellen Beurteilung. Eventualiter sei der angefochtene Entscheid in Bezug auf die Kostenfestlegung und -verteilung aufzuheben und an die Vorinstanz zurückzuweisen. D. Die Dienststelle Immobilien des Finanzdepartements des Kantons Luzern und die Schätzungskommission beantragen, die Beschwerde abzuweisen, soweit darauf einzutreten sei. Das Verwaltungsgericht schliesst auf Abweisung der Beschwerde. In einer weiteren Stellungnahme hält die Beschwerdeführerin an ihren Anträgen und deren Begründung fest. 