Zur Validierung von prognostizierten Verschattungszeiten im Umfeld städtischer Bebauung

Es wird ein Prognosemodell zur Berechnung von Verschattungszeiten für komplexe Bebauungsstrukturen vorgestellt, das ausschließlich auf mathematisch-physikalischen Gesetzmäßigkeiten beruht und keine Konventionswerte, Normvorgaben oder Hypothesen verwendet. Eine Überprüfung der prognostizierten Verschattungszeiten durch Beobachtungen der Schattenperioden im Umfeld von vier Berliner Hochbauten ergab gute Übereinstimmungen innerhalb der zu erwartenden Fehlermargen, die in der Hauptsache durch Koordinatenrundung der Gebäudekubatur und des Beobachterortes auf ganze Meter bedingt sind. Dabei dient das hier vorgestellte Berechnungsmodell nicht der Visualisierung von Gebäudeschatten für Verschattungsstudien, sondern der präzisen und validierten Errechnung von Verschattungszeiten an vorgegebenen Aufpunkten auf der Grundlage eines möglichst einfach und schnell zu erstellenden digitalen dreidimensionalen Gebäudemodells. Es ist sowohl für Bestandssituationen als auch für bauvorhabenbezogene Neu- oder Umbauten nutzbar. Das Prognosemodell ProShad wird auch dazu eingesetzt, Verschattungszeiten im Umfeld von Gebäudekomplexen als dreidimensionale Matrix zu berechnen, so dass Horizontal- und Vertikalschnitte durch den Schatten(stunden)raum z. B. als Bodenschattenkarten oder Fassadenverschattungen in Isoflächendarstellung von Intervallen der Verschattungsstunden eine flächendeckende Übersicht geben.

On validating predicted shading duration in built-up areas:
We present a prediction model of shading duration in complex building structures. The model is based purely on the laws of maths and physics, with no conventional values, standard figures or hypotheses. We checked the predicted shading times by observing the shading periods in the areas surrounding four high-rise buildings in Berlin: our figures were in line with predictions, within the expected margin of error. This margin arises mainly from rounding the coordinates for both the building's cubature and the position of the observer to the nearest whole metre. Hence the calculation model presented here is not used to visualise building shadows for shading studies, but instead for a precise, validated calculation of shading duration at specific reference points based on a 3-D building model which is as quick and easy as possible to generate. This can be used in existing scenarios, as well as in planning new builds and renovations. The ProShad prediction model is also used to calculate shading duration around building complexes as a three-dimensional matrix, so that horizontal and vertical sections through the shading (duration) area can provide a comprehensive overview, for example as ground shading maps or with façade shading shown as isosurfaces at intervals during the shading period.