Stadt im Spannungsfeld von Kompaktheit, Effizienz und Umweltqualität: Anwendungen urbaner Metrik

237 Pages·2017·79.13 MB·German

by  Clemens Deilmann

Clemens Deilmann
Iris Lehmann
Ulrich Schumacher
Martin Behnisch Hrsg.
Stadt im Spannungsfeld
von Kompaktheit,
Effizienz und
Umweltqualität
Anwendungen urbaner Metrik
Stadt im Spannungsfeld von Kompaktheit,
Effizienz und Umweltqualität
Clemens Deilmann · Iris Lehmann
Ulrich Schumacher · Martin Behnisch
(Hrsg.)
Stadt im Spannungsfeld
von Kompaktheit,
Effizienz und
Umweltqualität
Anwendungen urbaner Metrik
Herausgeber
Clemens Deilmann Ulrich Schumacher
Dresden, Deutschland Dresden, Deutschland
Iris Lehmann Martin Behnisch
Dresden, Deutschland Dresden, Deutschland
ISBN 978-3-662-48989-5 ISBN 978-3-662-48990-1 (eBook)
DOI 10.1007/978-3-662-48990-1
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V
Prolog
Diese Publikation stellt einen neuen Analyse- und altindustriell/ländlich, Ost/West – abgebildet werden.
Bewertungsansatz stadträumlicher Strukturen im Span- Zudem ist die Methodik das Ergebnis einer kritischen
nungsfeld von Kompaktheit, Effi zienz und Umweltquali- Diskussion innerhalb eines interdisziplinären Teams von
tät vor und steht im Kontext folgender Fragestellungen: Stadt- und Landschaftsplanern, Architekten, Wohnungs-
Welche Aspekte – die die Leitvorstellung nachhaltiger wirtschaftlern und Geoinformatikern. Der interdiszipli-
Entwicklung untersetzen – haben einen unmittelbaren näre Arbeitsprozess war unverzichtbare Voraussetzung,
Zusammenhang mit der physischen Gestalt der Stadt? um ausgehend von Vorstellungen eines städtischen
Wie lassen sich städtebauliche Strukturen, geometrische Lebens wichtige Bezüge zu den physiognomischen
Formen und räumliche Muster einer Stadt hinsichtlich Erscheinungen aufzuspüren. Konkret war es eine
eines solchen Aspektes analysieren? Können im Rahmen Suche nach städtebaulichen Leitbildern, nach lebens-
der Analyse Messgrößen und Indizes defi niert werden, weltlichen Mustern, nach umweltorientierten Zielen, von
die eine vergleichende Stadtbetrachtung entlang ausge- denen anzunehmen ist, dass sie in einem unmittelbaren
wählter Aspekte nachhaltiger Entwicklung ermöglichen? Zusammenhang zu den sich physisch abbildenden
Strukturen und Effekten stehen.
Siedlungs- und Bebauungsstrukturen stehen in einem
engen Zusammenhang zu den Phänomenen einer Im Ergebnis konnten zehn Wirkungszusammenhänge
Stadt, beispielsweise der Bodenversiegelung, Flächen- formuliert werden, die inhaltlich jeweils durch ein bis
zerschneidung, Mobilität, Grünausstattung oder stadt- zwei Thesen untersetzt wurden. Für diese Thesen wur-
ökologischen Qualität. Somit können städtebauliche den sinnstiftende Messgrößen und Indizes gesucht, die
Leitvorstellungen – heute ausgehend von Grundsätzen eine Beschreibung von Stadt ermöglichen. Eine Mess-
einer nachhaltigen Stadtentwicklung – in Beziehung zu größe wurde dann als sinnstiftend defi niert, wenn die
den physiognomischen Ausprägungen von Siedlungs- kartographisch erzeugten Analysebilder nach Überzeu-
strukturen gestellt werden. Einige dieser Zusammen- gung des interdisziplinären Teams mit städtebaulichen,
hänge zwischen Form und Lebenswelt lassen sich an- umwelt- und lebensqualitativen Aspekten verknüpft
hand von Messgrößen und Indizes beschreiben. Dies ist werden können. Für die Untersuchung urbaner Räume
die Ausgangshypothese der vorgelegten Forschung.
auf der Grundlage von Strukturindizes und Messgrößen
Zur quantitativen Charakteristik der Siedlungsstrukturen aus der Landschaftsökologie erweisen sich vor allem
bedarf es geeigneter Messgrößen und Indizes, durch die die Kernfl ächenbildung, der Verklumpungsgrad sowie
relevante physiognomische Merkmale (wie Formkom- Nachbarschaftskennzahlen, aber auch Formkomplexi-
plexität, Diversität oder Nachbarschaft) abgebildet wer- tät, Randliniendichte, Diversität und Zerschneidung als
den können. Daher wurde zuerst geprüft, inwieweit an- geeignet.
erkannte Messgrößen aus der landschaftsökologischen
Die Datengrundlage bildet das ATKIS Basis-DLM, d. h.
Strukturforschung genutzt und auf den Siedlungsbe-
das Amtliche Topographisch-Kartographische Informati-
reich übertragbar sind. Darüber hinaus wurden Mess-
onssystem. Daneben kommen Hausumringe, d. h. geo-
ansätze speziell für die Stadtanalyse entwickelt, die z. B.
referenzierte Umringpolygone der Gebäudegrundrisse
die Bebauungsdichte und Belichtungssituation oder
aus dem Liegenschaftskataster, zum Einsatz. Für eine
das wärmetechnisch relevante Oberfl ächen-Volumen-
deutschlandweite Anwendung der Methodik besteht
Verhältnis der Bebauung beschreiben. Die im Ergebnis
perspektivisch eine einheitliche Datenbasis.
der Forschung vorgelegten Umwelt- sowie Kompakt-
heits- und Effi zienzmerkmale sind meist Kombinatio- Kapitel 1 beginnt mit einer Einführung in den Zusam-
nen mehrerer Messgrößen. Sie sollen die komplexen menhang von Prozessen, Formstruktur und Phänomen.
Zusammenhänge zwischen den Prozessen der Stadt- Es stellt das Untersuchungsinteresse in den Kontext
entwicklung, die in den Städten durch unterschiedliche der Diskussion um angemessene städtische Dichte im
Rahmensetzungen gesteuert werden, quantitativ abbil- Spannungsfeld der Leitvorstellung einer kompakten und
den. Der multikriterielle Ansatz basiert auf Extremwert- zugleich aufgelockerten grünen Stadt.
normierung zwischen Skalenwerten von Null und Eins
Der Analyseansatz, das Messkonzept und die Me-
für ausgewählte Messgrößen.
thodik werden in Kapitel 2 vorgestellt. Zunächst wird
Die Erarbeitung der Methodik erfolgte am Beispiel der Begriff der urbanen Metrik eingeführt. Vorgestellt
von sieben (ehemals) kreisfreien Städten Deutsch- wird eine Analysematrix, bestehend aus Wirkungs-
lands auf einer mittelmaßstäbigen Betrachtungsebene zusammenhängen (Zeilen) und Hauptkategorien bzw.
(1:10 000 … 1:25 000), bzw. bei Einbeziehung von analytischen Themenkomplexen (Spalten). Die Wir-
Gebäuden detaillierter (ca. 1:1 000). Mit dieser Aus- kungszusammenhänge sind untersetzt durch insge-
wahl konnte eine gewisse Heterogenität – klein/groß, samt 17 Thesen. Die Wirkungszusammenhänge selbst
VI Prolog
werden vor dem Hintergrund der wissenschaftlichen Anschließend werden die Ergebnisse in einer Kartenserie
Diskussion kurz beschrieben. Die in den Analyseansatz mit inhaltlichem Bezug auf die 17 Thesen im einheitli-
einfließenden Messgrößen der Hauptkategorien bzw. chen Maßstab 1:200 000 visualisiert. Darin werden die
analytischen Themenkomplexe – wie Diversität, Form- unterschiedlichen physiognomischen Erscheinungen der
komplexität, Heterogenität und Zerschneidung sowie sieben Städte vergleichend nebeneinander gestellt.
Kernflächen- und Nachbarschaftsanalyse – werden be-
Eine systematische Zusammenschau der Ergebnisse, der
schrieben. Ergänzt werden sie durch räumliche Basis-
Versuch einer Gesamtbewertung im Städtevergleich,
kenngrößen – wie beispielsweise absolute Flächen- oder
spezielle Analysen und Interpretationen zu Aspekten
Dichteangaben. Darüber hinaus erfolgt eine Zusam-
ausgewählter Themenfelder sowie eine kritische Diskus-
menstellung relevanter Quellen raumbezogener Daten
sion des Untersuchungsansatzes erfolgen im Kapitel 5.
und Messgrößen sowie Indizes im urbanen Kontext.
Perspektivisch kann auf der Grundlage der entwickel-
Außerdem werden notwendige Vorbereitungsschritte
ten Methode der urbanen Metrik ein stadträumliches
der eigentlichen Datenanalyse erläutert – wie die Kon-
Monitoring umgesetzt werden.
struktion des Siedlungskörpers als Hauptkomponente
einer funktional orientierten Physiognomie des Sied- Die Autoren sind der Überzeugung, dass sich die vor-
lungsraumes oder die Extremwertnormierung zur multi- gestellten Anwendungen urbaner Metrik deutlich von
kriteriellen Bewertung. bisher entwickelten Messkonzepten zur Kompaktheit,
Umweltqualität oder Nachhaltigkeit unterscheiden, da
In Kapitel 3 wird der Anwendungsbereich bzw. räum-
sie maßgeblich auf die Physiognomie der Städte fokus-
liche Untersuchungsrahmen der Methodik abgesteckt,
sieren. Im Kern der Anwendungen urbaner Metrik geht
gefolgt von einer Vorstellung der sieben Beispielstäd-
es darum, ob sich die Vorstellungen von einer lebens-
te nach vier Aspekten: Allgemeine Grundinformation,
werten Stadt auch im räumlichen Gefüge abzeichnen.
Wirtschaft und Soziales, Wohnen, Flächen- und Bebau-
Auch geht es darum, wie ablesbar bestimmte Leitideen
ungsstruktur.
verwirklicht werden konnten, wie unterschiedlich die
Das Kapitel 4 enthält die Ergebnisse der empirischen hinterlassenen Spuren vergangener Generationen und
Arbeit entlang der 17 Thesen. Die Thesen werden den damit verbundenen Entwicklungen sind und welche
ausführlich erläutert und die Ergebnisse für die sieben Stärken und Schwächen sich im Städtevergleich erken-
Städte jeweils in Form von Tabellen, Grafiken und Text nen lassen.
illustriert. Auf Basis der jeweiligen These erfolgen die
Stadtvergleiche durch Darstellung der normierten Indi-
zes mit Hilfe von Netzdiagrammen – wohl wissend, dass
Die Herausgeber
ein einzelnes Merkmal keine Bewertung für eine Stadt
insgesamt übernehmen kann. Dresden 2016
VII
Autorenverzeichnis
Herausgeber und Autoren
Prof. Clemens Deilmann, Dipl.-Ing., Architektur
Leiter des Forschungsbereichs Ressourceneffizienz von
Siedlungsstrukturen am Leibniz-Institut für ökologische
Raumentwicklung (IÖR)
Arbeitsgebiet: Energiebilanzen, Stoffstromanalysen,
Recyclingpotenziale, Stadtstrukturanalysen,
Bautätigkeitsszenarien
Iris Lehmann, Dipl.-Ing., Architektur
Arbeitsgebiet: Stadtentwicklung, Stadtökologie,
Städtebauhygiene, urbane Ökosystemleistungen,
Effizienzbewertung von Siedlungsstrukturen
Ulrich Schumacher, Dipl.-Ing. oec.
Arbeitsgebiet: Angewandte Geoinformatik und
Kartographie, Landschafts- und Siedlungsstrukturanalyse
Dr.-Ing. Martin Behnisch, Dipl.-Ing., Architektur und
MSc (Geographical Information Systems)
Arbeitsgebiet: Raumbezogenes Monitoring, Geospatial
Analysis, Urban Data Mining
Autoren
Karin Gruhler, Dipl.-Ing., Architektur
Arbeitsgebiet: Energiebilanzen, Materialflussanalysen,
Ressourceneinsparpotenziale, Bautätigkeitsentwicklung,
Strukturtypenansatz
Anne Bräuer, Dipl.-Ing. (*ehem. IÖR)
Arbeitsgebiet: Angewandte Geoinformatik und
Kartographie, Siedlungsstrukturanalyse
Juliane Banse, Dipl.-Ing. oec.
Arbeitsgebiet: Wohnlagequalität, Wohnpräferenzen,
Wohnen im Alter
Dr. rer. nat. Juliane Mathey, Dipl.-Biologin
Arbeitsgebiet: Stadtökologie, städtische Grün- und
Freiraumentwicklung, urbane Biodiversität
Institution der Autoren
Leibniz-Institut für ökologische Raumentwicklung (IÖR)
Weberplatz 1
01217 Dresden
www.ioer.de
Die Herausgeber und Autoren danken an dieser Stelle Regina Lehmann und Martin Schorcht für die Unterstützung
bei der GIS-Analyse. Außerdem geht der Dank an Jörg Hennersdorf für das Gesamtlektorat und an Natalija Leutert
für die Layoutbearbeitung des Manuskriptes.
VIII
Inhaltsverzeichnis
1 Physiognomie des Urbanen .............................................................................................1
Clemens Deilmann, Iris Lehmann, Juliane Mathey
1.1 Prozesse, Formstrukturen und Wirkungen ....................................................................................2
1.2 Städtebauliche Dichte im Spannungsfeld von Effizienz und Umweltqualität ..................................5
2 Urbane Metrik – Ein Messkonzept zur Physiognomie der Stadt .....................................15
(cid:1) (cid:1) (cid:46)(cid:66)(cid:83)(cid:85)(cid:74)(cid:79)(cid:1)(cid:35)(cid:70)(cid:73)(cid:79)(cid:74)(cid:84)(cid:68)(cid:73)(cid:13)(cid:1)(cid:42)(cid:83)(cid:74)(cid:84)(cid:1)(cid:45)(cid:70)(cid:73)(cid:78)(cid:66)(cid:79)(cid:79)(cid:13)(cid:1)(cid:54)(cid:77)(cid:83)(cid:74)(cid:68)(cid:73)(cid:1)(cid:52)(cid:68)(cid:73)(cid:86)(cid:78)(cid:66)(cid:68)(cid:73)(cid:70)(cid:83)(cid:13)(cid:1)(cid:43)(cid:86)(cid:77)(cid:74)(cid:66)(cid:79)(cid:70)(cid:1)(cid:35)(cid:66)(cid:79)(cid:84)(cid:70)(cid:13)(cid:1)(cid:44)(cid:66)(cid:83)(cid:74)(cid:79)(cid:1)(cid:40)(cid:83)(cid:86)(cid:73)(cid:77)(cid:70)(cid:83)(cid:1)
2.1 Begriffsbestimmung und Analysematrix ......................................................................................16
2.2 Wirkungszusammenhänge .........................................................................................................21
2.3 Sinnstiftende Messgrößen und Indizes ........................................................................................25
2.4 Daten und Indikatoren im urbanen Kontext ................................................................................32
2.5 Konstruktion des Siedlungskörpers .............................................................................................48
2.6 Visualisierung und Quantifizierung .............................................................................................50
3 Städte ............................................................................................................................53
(cid:1) (cid:1) (cid:44)(cid:66)(cid:83)(cid:74)(cid:79)(cid:1)(cid:40)(cid:83)(cid:86)(cid:73)(cid:77)(cid:70)(cid:83)(cid:13)(cid:1)(cid:54)(cid:77)(cid:83)(cid:74)(cid:68)(cid:73)(cid:1)(cid:52)(cid:68)(cid:73)(cid:86)(cid:78)(cid:66)(cid:68)(cid:73)(cid:70)(cid:83)
3.1 Anwendungsbereich ...................................................................................................................54
3.2 Charakteristika der Fallbeispiele ..................................................................................................57
Fallbeispielstädte ...........................................................................................................58
Erläuterungen zu den Charakteristika der Fallbeispiele ................................................................87
4 Zusammenhangsvermutungen .......................................................................................93
(cid:42)(cid:83)(cid:74)(cid:84)(cid:1)(cid:45)(cid:70)(cid:73)(cid:78)(cid:66)(cid:79)(cid:79)(cid:13)(cid:1)(cid:46)(cid:66)(cid:83)(cid:85)(cid:74)(cid:79)(cid:1)(cid:35)(cid:70)(cid:73)(cid:79)(cid:74)(cid:84)(cid:68)(cid:73)(cid:13)(cid:1)(cid:44)(cid:66)(cid:83)(cid:74)(cid:79)(cid:1)(cid:40)(cid:83)(cid:86)(cid:73)(cid:77)(cid:70)(cid:83)(cid:13)(cid:1)(cid:54)(cid:77)(cid:83)(cid:74)(cid:68)(cid:73)(cid:1)(cid:52)(cid:68)(cid:73)(cid:86)(cid:78)(cid:66)(cid:68)(cid:73)(cid:70)(cid:83)(cid:13)(cid:1)(cid:36)(cid:77)(cid:70)(cid:78)(cid:70)(cid:79)(cid:84)(cid:1)(cid:37)(cid:70)(cid:74)(cid:77)(cid:78)(cid:66)(cid:79)(cid:79)(cid:13) (cid:34)(cid:79)(cid:79)(cid:70)(cid:1)(cid:35)(cid:83)(cid:202)(cid:86)(cid:70)(cid:83)
4.1 Kompaktheit und Komplexität städtebaulicher Räume ................................................................95
(A) Siedlungsinterne Erreichbarkeiten .........................................................................................95
(B) Erreichbarkeit des Freiraums ..................................................................................................98
4.2 Grün- und Wasserflächen – Stadt klima und potenzieller Wohnwert ..........................................101
(A) Mikroklimatische Wirkung von Grün- und Wasserflächen ...................................................101
(B) Wohnumfeldqualität durch Grün- und Wasserflächen .........................................................106
4.3 Fragmentierung und Zersiedlung ..............................................................................................110
(A) Fragmentierung des Siedlungskörpers und Zersiedlung der Freirauml andschaften ...............110
(B) Erschließungseffizienz der Stadt ..........................................................................................114
4.4 Verteilung von Industrie-, Gewerbe- und Flächen besonderer funktionaler Prägung .................117
(A) Nutzungsmischung von Versorgung und Produktion ..........................................................117
4.5 Verkehrstrassen – Zerschneidung – Immission ...........................................................................121
(A) Zerschneidung des Siedlungskörpers ...................................................................................121
(B) Immissionsbelastung der Siedlungsflächen ..........................................................................125
Inhaltsverzeichnis IX
4.6 Gebäudeanordnung, -höhen und -abstände .............................................................................128
(A) Verschattung baulich geprägter Flächen .............................................................................128
(B) Verdichtungsräume der Wohn- und Mischgebiete...............................................................132
4.7 Überbauung und versiegelte Flächen ........................................................................................134
(A) Oberfl ächenabfl uss und Regenwasserversickerung .............................................................134
4.8 Bauliche Verdichtung – ökologische sowie ökonomische Situation ............................................137
(A) Technische Energie- und Ressourceneffi zienz ......................................................................137
(B) Potenzielle Wärmeinseln in der Stadt ..................................................................................140
4.9 Gebäudekompaktheit ...............................................................................................................143
(A) Gebäudekompaktheit und Energieeffi zienz .........................................................................143
4.10 Strukturvielfalt der Wohnbebauung ..........................................................................................148
(A) Vielfalt des Wohnens in der Stadt .......................................................................................148
(B) Großfl ächige Strukturen der Wohnbebauung ......................................................................152
Physiognomie des Urbanen – Kartenserie ....................................................................157
(cid:54)(cid:77)(cid:83)(cid:74)(cid:68)(cid:73)(cid:1)(cid:52)(cid:68)(cid:73)(cid:86)(cid:78)(cid:66)(cid:68)(cid:73)(cid:70)(cid:83)(cid:13)(cid:1)(cid:42)(cid:83)(cid:74)(cid:84)(cid:1)(cid:45)(cid:70)(cid:73)(cid:78)(cid:66)(cid:79)(cid:79)(cid:13)(cid:1)(cid:34)(cid:79)(cid:79)(cid:70)(cid:1)(cid:35)(cid:83)(cid:202)(cid:86)(cid:70)(cid:83)(cid:13)(cid:1)(cid:46)(cid:66)(cid:83)(cid:85)(cid:74)(cid:79)(cid:1)(cid:35)(cid:70)(cid:73)(cid:79)(cid:74)(cid:84)(cid:68)(cid:73)(cid:1)
5 Städtevergleich ............................................................................................................193
(cid:1) (cid:1) (cid:42)(cid:83)(cid:74)(cid:84)(cid:1)(cid:45)(cid:70)(cid:73)(cid:78)(cid:66)(cid:79)(cid:79)(cid:13)(cid:1)(cid:43)(cid:86)(cid:77)(cid:74)(cid:66)(cid:79)(cid:70)(cid:1)(cid:35)(cid:66)(cid:79)(cid:84)(cid:70)(cid:13)(cid:1)(cid:44)(cid:66)(cid:83)(cid:74)(cid:79)(cid:1)(cid:40)(cid:83)(cid:86)(cid:73)(cid:77)(cid:70)(cid:83)(cid:13)(cid:1)(cid:46)(cid:66)(cid:83)(cid:85)(cid:74)(cid:79)(cid:1)(cid:35)(cid:70)(cid:73)(cid:79)(cid:74)(cid:84)(cid:68)(cid:73)
5.1 Systematische Zusammenschau der Messwerte im Spannungsfeld von Kompaktheit,
Effi zienz und Umweltqualität ....................................................................................................194
5.2 Interpretationsbeispiele zu ausgewählten Themenfeldern .........................................................203
5.3 Kritische Diskussion – Möglichkeiten und Grenzen der Anwendung .........................................215
Serviceteil ....................................................................................................................217
Literatur ...................................................................................................................................218
Sachwortverzeichnis .................................................................................................................229
1
1 Physiognomie des Urbanen
Clemens Deilmann, Iris Lehmann, Juliane Mathey
1.1 Prozesse, Formstrukturen und Wirkungen ..................................................2
1.2 Städtebauliche Dichte im Spannungsfeld von Effizienz
und Umweltqualität ...................................................................................5
© Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2017
C. Deilmann et al. (Hrsg.), Stadt im Spannungsfeld von Kompaktheit,
Effizienz und Umweltqualität, DOI 10.1007/978-3-662-48990-1_1