Es besteht aus einer Plexiglashalbkugel mit ebenem, gleichfalls durchsichtigem Boden, die auf eine Diagrammscheibe gemäß Abbildung 3/10 aufgelegt werden kann. Am zu untersuchenden Ort wird die horizontal zu haltende Vorrichtung mittels eines integrierten Kompasses eingenordet. Auf der spiegelnden Plexiglashalbkugel bildet sich dann bei Betrachtung von oben das Verbauungsbild in Zentralprojektion ab und wird auf diese Weise in das darunter liegende Diagramm eingespiegelt, was eine Sofortbeurteilung ermöglicht.

Diese Verschattungsdiagramme lassen sich natürlich beim Vorhandensein digitaler Pläne auch mit entsprechenden Programmen erzeugen. Das Rechenmodell SHADOW ist speziell für die Berechnung der Verteilung der kurzwelligen Strahlung (Sonnenstrahlung) in einem Modellgebiet ausgelegt. Es ist sowohl für Untersuchungen in Stadtgebieten verwendbar als auch bei geländeklimatologischen oder agrarmeteorologischen Fragestellungen, da neben der Konstellation abschattender Objekte auch der Verlauf der Geländetopographie berücksichtigt wird.
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Computer-Simulationsprogramm

Zur Beurteilung der Besonnungsverhältnisse komplexer Siedlungsstrukturen sind anspruchsvollere Hilfsmittel erforderlich. Dazu hat GORETZKI (1990) als Grundlage für die energetische Simulation ein Computer-Modell (GOSOL) entwickelt, das neben der Bewertung der solarenergetischen Eigenschaften eines Planungskonzeptes auch dessen räumliche Darstellung ermöglicht.

Das auf PC lauffähige Programm ist als Entwurfsinstrument mit einer CAD-Oberfläche ausgestattet. In dieses Modell können bis zu 700 Bäume (monatlich wechselnde Belaubung simulierbar) und 700 vordefinierte Gebäude mit insgesamt maximal 5400 Wänden und 3200 Fenstern platziert werden. Für jedes dieser Gebäude wird die Sonnenenergieeinstrahlung in Stundenintervallen für jeden Monat aufgeteilt in Reflex-, Diffus- und Direktstrahlung berechnet. Neigung und Orientierung von Fensterflächen sowie ihre Verschattung durch Vegetation, Nachbargebäude und Geländeformen werden dabei berücksichtigt und quantitativ erfasst. Über die örtlichen Klimadaten wird der Wärmebedarf, der solare Heizungsbeitrag und der Restheizenergiebedarf anhand von Gebäudekennwerten sowohl für jedes Gebäude als auch für das gesamte Plangebiet ermittelt. Damit lassen sich Planungsvarianten hinsichtlich ihrer energetischen Eigenschaften quantitativ vergleichen, wobei einzelne Gebäude oder Gebäudegruppen mit ungünstigen Besonnungsverhältnissen identifiziert werden können.

Abbildung 3/14 zeigt als Ergebnis einer solchen Berechnung eine Schattenwurfdarstellung zu einem bestimmten Zeitpunkt. In Abbildung 3/15 wird für die gleiche untersuchte Hausgruppe der für jedes Gebäude zu erzielende Solarstrahlungsgewinn angegeben.

Die vom Wirtschaftsministerium Baden Württemberg herausgegebene "Solarfibel - Städtebauliche Maßnahmen" - (GOETZKI P., Maass I., 2002) zeigt auch anhand von Beispielen die Möglichkeiten einer energiebewussten Bauleitplanung auf..

Sofern für Windkanaluntersuchungen (s. Kap. 4.2) oder aus anderen Gründen ein physikalisches Modell der geplanten baulichen Maßnahmen erstellt wird, bietet sich eine Verschattungsuntersuchung mittels Beleuchtung des Modells an. Dazu übernimmt eine starke Lichtquelle die Funktion der Sonne, wobei die geometrischen Beziehungen bezüglich der Wahl von Tag und Stunde mit dem wahren Sonnenstand übereinstimmen müssen. Die sich ergebenden Verschattungsbilder werden dann photographisch dokumentiert und ausgewertet.