Prognose von Verschattungen im Umfeld komplexer Bebauung

Beim Kauf von Eigentumswohnungen oder Häusern, bei der Aufstellung von Bebauungsplänen oder bei Rechtsstreitigkeiten im Zusammenhang mit Neubauvorhaben werden immer häufiger Verschattungsprognosen in Auftrag gegeben. Eine ausreichende Besonnung von Wohn- und Aufenthaltsräumen fördert die Gesundheit, das Wohlbefinden und die Leistungsfähigkeit der Menschen; Verschattungen wirken auf die genannten Lebensqualitätsmerkmale einschränkend und führen darüber hinaus zu erheblichen Defiziten im Bereich der Photovoltaik. Hinsichtlich der Beurteilung von Verschattungswirkungen gibt es keine verbindlichen planungs- oder bauordnungsrechtlichen Festlegungen für ausreichende Besonnungszeiten. In der Praxis wird eine Bewertung der berechneten Verschattungs- bzw. Besonnungszeiten vorrangig anhand der Norm DIN 5034-1 vorgenommen, die für Wohnräume am 17. Januar eine Mindestbesonnungsdauer von einer Stunde und am 21. März bzw. 23. September von vier Stunden empfiehlt. Aber auch die prozentuale Minderung der bestehenden Verschattungszeiten durch ein Bauvorhaben wird als Maßstab zur Bewertung der Verträglichkeit der Planung herangezogen.
In diesem Beitrag werden die Grundlagen zur Prognose von Verschattungen im städtischen Umfeld skizziert; insbesondere werden die Eigenverschattungen der Gebäude sowie der Einfluss der Horizonteinengung auf die Berechnungsergebnisse erklärt und der Zusammenhang der Gebäudegeometrien mit den Algorithmen des Verschattungsmodells erläutert. Schatten wird hierbei als ausschließlich durch Baukörper im direkten, gerichteten Sonnenlicht entstandener Helligkeitsunterschied verstanden, d. h. durch diffuses Himmelslicht, künstliche Beleuchtung, Reflexionen etc. verursachte Schattenphänomene bleiben unberücksichtigt. Standardmäßig werden Verschattungprognosen für durchgehend unbewölkten Himmel, d. h. für eine maximal mögliche Sonnenscheindauer durchgeführt.

Forecast of shadowing duration in urban regions.
Purchasing condominiums or houses, preparing land-use plans or with civil lawsuits in connection with new building projects more and more frequently predictions of shadowing are required. Concerning the assessment there are no binding definitions according to planning and building regulations law with regard to sufficient duration of sunlight. In practice an assessment of calculated duration of shadowing or sunshine is primarily carried out by means of the German standard DIN 5034-1 which recommends for housings a minimum sunlight duration on 17th of January of one hour and on 21th of March of 4 hours. But also the percentage of decrease of existing sunlight duration by a building project is consulted as a criterion for the assessment of the legitimacy of the planning.
In this paper the principles of forecast of shadowing duration in urban regions are outlined. In particular the self-shadowing of buildings as well as the influence of the horizon constriction on the calculation results are explained. Furthermore the connectivity of the building dimensions with the algorithms of the calculation model is outlined. Here shades are exclusively understood as differences in brightness of directed sunlight created by buildings; that means, effects by diffuse skylight, artificial lighting, reflections etc. causing shade phenomena remain disregarded.