Karte der Besonnungsdauer
Die Karte der Besonnungsdauer berechnet, wie viele Stunden direkte Sonne jeder Punkt am Boden am gewählten Tag erhält, und gibt sie als Plan und drei Kennwerte aus.
Überblick
Das „3D-Modell“ im Bereich „Besonnung und Schatten“ zeigt den Schatten zu einer Uhrzeit. Es sagt nicht, wie viele Stunden Sonne ein Punkt über den Tag erhält.
Die Karte der Besonnungsdauer berechnet den Schatten alle 10 Minuten von Sonnenaufgang bis Sonnenuntergang und addiert an jedem Punkt am Boden die Zeit in der Sonne. Dieselbe Berechnung erscheint im Diagrammsatz als Plan „Besonnung (Stunden)“ (Wintersonnenwende).
Bedienung
- Grundstück und Radius festlegen (die Karte rechnet bis 1.000 m Radius)
- Im Bereich „Besonnung und Schatten“ die „Karte der Besonnungsdauer“ wählen
- Den Tag wählen: 21. Juni, 21. März, 23. September oder 21. Dezember
- „Berechnen“ drücken
- Mit „Als PNG speichern“ oder „Nur Plan (PNG)“ speichern
„Als PNG speichern“ behält Titel, Farbleiste und Hinweis. „Nur Plan (PNG)“ speichert nur die Zeichnung; die Bildunterschrift wird dann selbst ergänzt.
Kennwerte
| Kennwert | Bedeutung |
|---|---|
| Tageslänge | Zeit von Sonnenaufgang bis Sonnenuntergang am gewählten Tag |
| Mittlere Besonnung | Mittlere tägliche Besonnungsdauer am Boden innerhalb des Plans |
| Unter 1 Std. | Anteil der Bodenfläche mit weniger als 1 Stunde Sonne am Tag |
Die Kennwerte dienen dem Vergleich von Stellen. Sie sind kein Planungskriterium. Die Besonnungssimulation ist kein Nachweis nach DIN EN 17037 oder DIN 5034-1.
Zeitbezug
Die Karte summiert den ganzen Tag von Sonnenaufgang bis Sonnenuntergang. Ein Zeitfenster wird nicht herausgeschnitten.
Der Sonnenstand wird in wahrer Ortszeit berechnet (12:00 Uhr ist der Zeitpunkt, an dem die Sonne genau im Süden steht). Alle Uhrzeiten sind Normalzeit (MEZ, UTC+1) ohne Sommerzeit. Von Ende März bis Ende Oktober zeigt die Uhr eine Stunde mehr: 12:00 Uhr MEZ ist 13:00 Uhr MESZ.
Der wahre Mittag ergibt sich aus der Länge des Grundstücks und der Zeitzone im Kopf der EPW-Klimadatei (1 für Deutschland), nicht aus einer Schätzung über die Länge. Berlin liegt bei 13,3° Ost, westlich des Bezugsmeridians 15° Ost; der wahre Mittag fällt dort zwischen etwa 12:05 und 12:15 Uhr MEZ, in Köln (7,0° Ost) zwischen etwa 12:30 und 12:40 Uhr MEZ.
Berechnung
Die Karte verwendet dieselbe Gebäudehöhenkarte wie Wind und thermischer Komfort sowie das Gelände. Der Schatten ist reine Geometrie: keine Strömungssimulation, kein GPU-Auftrag.
- Für den gewählten Tag wird der Sonnenstand alle 10 Minuten von Sonnenaufgang bis Sonnenuntergang berechnet
- Bei jedem Schritt wird jede Bodenzelle als besonnt oder verschattet eingestuft
- Die Zeit in der Sonne wird je Zelle addiert
Der Unterschied zwischen Schritten von 10 und 6 Minuten beträgt im Mittel 0,01 Std. Das Raster hat 4 m (dasselbe wie Wind und thermischer Komfort, damit sich die Pläne vergleichen lassen). Gebäude bis 400 m um das Grundstück werfen Schatten in den Plan.
Schattenprüfung
Das Raster wird von der Sonne weg durchlaufen; dabei wird der höchste bisher gesehene Punkt abzüglich des Abfalls über die Entfernung mitgeführt (laufendes Maximum). Kein Gebäude zwischen zwei Stützstellen wird übersprungen. Der Bereich „Thermischer Komfort“ verwendet dieselbe Schattenfunktion.
Rechenzeit
| Radius | Rechenzeit |
|---|---|
| 300 m | etwa 4 s |
| 500 m | etwa 14 s |
| 800 m | etwa 28 s |
Rechnen mehrere Personen gleichzeitig, werden die Aufträge nacheinander abgearbeitet. Dasselbe Grundstück mit denselben Einstellungen kommt aus dem Zwischenspeicher.
Darstellung
Die Farbstufen wechseln bei 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10 und 12 Stunden. Bis 6 Stunden sind die Stufen 1 Stunde breit, damit Stellen mit wenig Sonne farblich getrennt sind. Gebäude sind hellgrau gefüllt.
Grenzen
Simulation zur Orientierung, nicht rechtsverbindlich. Die Besonnungssimulation ist kein Nachweis nach DIN EN 17037 oder DIN 5034-1.
- Die Höhen stammen aus den 3D-Gebäudemodellen LoD2. Ein Gebäude, das nach der Erfassung gebaut wurde, kann fehlen oder eine geschätzte Höhe haben; dort kann die Karte sonniger wirken als in Wirklichkeit. Gebäude ohne bekannte Höhe fehlen
- Die Karte misst die Sonne am Boden. Fenster sind senkrecht, erhalten die Sonne unter einem anderen Winkel und unterscheiden sich je Geschoss; der Wert am Boden sagt nichts über die Räume darüber
- Bäume und Dachüberstände sind nicht enthalten. Baumschatten wird nur im Bereich Thermischer Komfort verwendet
In der Entwurfsphase zeigt der Plan, wohin die Wintersonne rund um das Grundstück reicht und wohin nicht: welche Freiflächen im Winter nutzbar sind, welche Erdgeschossfronten dunkel bleiben und welche Teile des Grundstücks den ganzen Tag im Schatten der Nachbarn liegen.
Datenquellen
| Daten | Verwendung |
|---|---|
| Gebäudeumrisse aus ALKIS, Höhen aus den 3D-Gebäudemodellen LoD2 (Geoportal Berlin, Geobasis NRW, LGL Baden-Württemberg) | Gebäudehöhenkarte, gemeinsam mit Wind und thermischem Komfort |
| Digitales Geländemodell DGM1 (außerhalb der Landesdaten Copernicus DEM GLO-30) | Gelände |
| Kopf der EPW-Klimadatei (Climate.OneBuilding.org TMYx) | Zeitzone für den wahren Mittag |
Verwandte Anleitungen
Beispielpläne: Geoportal Berlin (dl-de/zero-2.0) · Geobasis NRW (dl-de/zero-2.0) · Datenquelle: LGL, www.lgl-bw.de (dl-de/by-2-0) · © OpenStreetMap-Mitwirkende (ODbL)