Zur Frage der Besonnung enger Strassen

8 Pages·1949·0.449 MB·German

by  Dr. Wolfgang Kaempfert (auth.)

ISBN 978-3-662-13476-4 ISBN 978-3-662-13475-7 (eBook)
DOI 10.1007/978-3-662-13475-7
SonderaMruck (Nicht im Handel) aua
"Meteorowgische Rundschau", 2. Jahrgang, 7.f8. Heft, 1949,
8. -222-227.
Springer-Verlag. Heitlelberg und Berlin.
ZUR FRAGE DER BESONNUNG ENGER STRASSEN.
Von
Dr. vVolfgang Kaernpfert, Trier.t
Mit 6 Textabbildungen.
Zusammenfassung: Nach Einführung der llfethode der Abtnstnng Die heutige Stadtplanung berücksichtigt bei den vorbereiten•
des terrestrischen Horizonts wird an einigen Bejspiclen gezeigt,, wie der Ver
lauf der Besonnung in engen Straßen über~ichtlich dargesLellt werden kann. den Arbeiten für den Wiederaufbau wie für den Neubau in erster
Das Phascndiagramtn der Besonnnng gestattet nicht nur P-ine Bcnrtciluug Lii~ie den Moloch Verkehr, während die klimatischen Belange
der direkten Bestrahlung der Straßendecke durch die Sonne, sorulern ver
mittelt auch die Besonnungszeitcn der Fenster beider Hiiuserlronterl. mc1st nur am Rande behandelt werden. Vielfach ist nicht einmal
-2-
bekannt, daß bereits zahreiche Untersuchungen über das Stadt richtig zu überlagern. Abb. 2 zeigt für_die geographische Breite
klima vorliegen t, die nicht nur einen Einblick in bestehende rp = 50° n die Sonnenbahnen an 20 gleichmäßig verteilten
Verhältnisse gewähren, sondern auch Wege zur Vermeidung bau Tagen (11 Deklinationen) im Jahr. Als Absziase dient das
klimatischer Fehler, ja sogar Möglichkeiten zur örtlichen Klima
verbt>sserung aufzeigen.
Hier soll die spezielle Frage nach der direkten Besonnung enger e
Straßen erörtert werden. Die Engigkeit einer Stadt-Straße ist
ein relativer Begriff. Man wird eine Straße bei gleicher Breite
+
(Fahrbahn Gehsteige) um so enger empfinden, je höher die
beiderseitigen Häuser sind. Ein geeignetes Maß für die "Enge"
E wird also das Verhältnis zwischen Haushöhe s und Straßen
breite e0 sein:2
E= ~ (1)
Co
Je höher die Häuser und je schmaler die Verkehrsbahn, desto
enger ist die Straße anzusprechen. Tabelle 1 gibt einige prak
tische Werte für E (Enge, Engigkeit oder Engcnverhältnis).
T::belle 1. (l'crschhdcnc ,.En:~igkcilen" E).
8 e0 = 5 rn 10 15 20
20 m 4,0 2,0 1,33 1,0
15 m 3,0 1,5 1,0 0,75
10 m 2,0 1,0 0,67 0,5
5 m 1,0 0,5 0,33 0,25
Um nun die Besonnungsverhältnisse einer engen Straße über
blicken und beurteilen zu können, ist zunächst einmal der Ver
lauf des sogenannten terrestrischen Horizonts zu ermitteln.
Darunter versteht man die beschränkende Horizontlinie, unter
halb welcher die Sonne abgeblendet wird. Ihre Lage hängt natur
gemäß vom Standpunkt des Beobachters ab. Da wir erfahren Abb. 1.
wollen, wann die Sonnenstrahlen bei ihrer täglichen Wanderung
den Boden der Straße gerade erreichen und w e lange die Straßen Sonnenazimut a: in der Mitte liegt die Südrichtung mit 00, nach
decke in den verschiedenen Jahreszeiten beschienen wird, wählen rechts weisen die westlichen Azimute (positiv), nach links die
wir als Blickpunkt zweckmäßig einen Ort P in der Schnittlinie Tabelle 2. ( Horizontwinkel ('}j
eSitnra ßAeungoeb, erwfleälcchhees/H däeuns erofbroernetn ( ..R\babn. d1 ).d eDr egnekgeenn üwbierr luiengse nind ePn t E=0,2 0,5 1,0 I 2,0 5,0
Häuserreihe abtastet, so bekommen wir eine Vorstellung von 00 11,3 26,6 45,0 63,4 78,7
10 11,2 26,3 44,6 63,0 78,5
dem terrestrischen Horizont dieses Ortes. Der Einfachl;eit halber 20 10,7 25,2 43,2 62,0 78,0
nehmen wir in erster Näherung an, daß die Häuser dicht neben 30 9,8 23,4 40,9 60,0 77,0
40 8,7 21,0 37,5 56,8 75,4
einander und gleich hoch gebaut sind. Für die geMuere Unter 50 7,3 17,9 32,8 52,2 72,8
suchung wirklich vorhandener Baukomplexe ist eine Vermes 60 5,7 14,0 26,6 45,0 68,2
70 3,9 9,7 18,9 34,2 59,7
sung mittels eines Theodoliten oder "Höhensuchers" erforder 80 2,0 5,0 9,9 19,3 41,0
lich•. 90 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0
Die Straßenbreite sei PS0 = e0. Blickt das Auge von P in
DdRi0iec,s hestrou Snistget lPldeeS rz0 uHa uböfeh reednciewh nisneeknne kla rueasc0 hdt egse tgeernreüsbterrislicehgeenn dHe oDriazcohnktsa natne öSSsoütndlin,c iehnne hnRö ihcAehz tihum naugnt .de esH( nMaengedarietdilvita )en. ss svDiecirehl aaOulfsreodn idunema tS eet irngaeißb evt( o"dnLi eäN nojgerswdb eaniulai"cg)he,
tg a0 = Pn.Ss.~.- - ~s.~ - = E. (2 ) saNozu iimlslwtu teishr tra ( tbe=er irm0e°s tBzriulsi cclihkeeagrze inHm okuroti mzco m=n tt .9 (0 aB°))e sia one ie nidneirze u vzSoetneic lhOlens edtn en,s a dcSahoß nW nseeenisn t
Für eine schräge Blickrichtung PSn gegen Dn gilt gerichteten Straße ("Querb au") muß dieser Wert mit dem
Dn~n s Sonnenazimut a = 90° zusammenfallen. Entsprechendes gilt
tg a11 = - p--;.-:n;- - ~ ···l-n-· · . für alle Zwischenrichtungen, wie auf Tabelle 3 zu ersehen ist.
Hierbei sind analog die Blickazimute e in Rechtsdrehung positiv
Nun ist aber e11 aus dem Winkel cn zwischen Schrägrichtung gezählt. Insbesondere ist zu beachten, daß die Werte der Hori
PSn und Normalrichtung PS0 zu berechnen: zontwinkel a in dem Bereich der Blickazimute c über 90° und
cos En = -P-o· ; en = --Po- . (3) unter -90° fÜr die gegenüberliegende Straßenkante gelten.
l'n COS E11 Tabelle 3. (Sonnen-Azimute a).
Mithin wird
t N·S NE-SW E-W SE-NW "
tg a11 = · tos cn
l'o -180 90 135 - 180 -135 Max.
odnr tg 1111 = E · eos t11• (4) -900 ---19800 -- 41355 -900 -4455 0M ax.
90 0 45 90 135 0
Wie man sieht, ist der jeweilige Horizontwinkel an von der 18-l 90 135 180 -135 Max.
Straßenenge E und der azimutalen Blickrichtung En abhängig.
Sein Maximum liegt bei en = 0'' gemäß Gleichung (2), während In Abb. 2 sind eingezeichnet:
er für cn = 90'', also in Richtung der Straßenachse den Wert 1. der Horizontverlauf bei Längsbau (N-S) für das Engenver
Null annimmt. In Tabelle 2 sind die Horizontwinkel für 10 ver hältnis 1/1 (gestrichelt),
schiedene c und 5 E-Werte innerhalb eines Quadranten an 2. der Horizontverlauf bei Querbau (E-W) für das Engenver
gegeben. . hältnis 1/1 (ausgezogen),
Es kommt nun darauf an, den gegebenen Horizontverlauf dem 3. der Horizontverlauf bei Querbau (E-W) für das Engenver
für den Beobachtungsort gültigen System der Sonnenbahnen hältnis 2/1 (punktiert).
-3-
s
_\~~. 2.
Süd
N
Abb. 3.
-4-
16
13
----
";.·····~~
<-rs...-..c. •·•······
.... /elne' /'·)· ~~-·~·--·-·p··
8
1
6'
J M A J 0 N
Abb. 4. Phasen-Diagramm der Besonnung.
Sl-Wand
s
Abb. 5. Abb. 6.
-5-
Iln letzten FaJl ist dureh eine Horizontal-Schraffur hervor der Sonne auf der Straßendecke erkennen läJt. T8bell8 8 gibt
gehoben, welche Teile der Sonnenbahnen fi1r die Straßenfläche vergleichweise die Zeiten an, zu denen die 8 Straßen a.n 2 ex·
wirksam bleiben; alles andere wird abgeblendet. tremen Tagen i~ Jahr von der Sonne beschienen werden (HillJB.
Praktischer für unsere Zwecke, wenn a.uch ungewohnter für höhe 17,5 m).
die Anschauung, ist die Polardarstellung (Abb. 3). Um dies zu Das Phasendiagramm gibt für jeden Tag der Reihe naeh die
zeigen, sollen Beispiele besonders enger-Straßen in Trier heran Zeitpunkte an, zu denen
gezogen werden. Zu den engsten verkehrsreichen Einbahn
1. die Sonne über dem freien Horizont aufgeht,
straßen im Stadtkern von Tier gehören:
2. die Sonnenstrahlen bei wolkenlosem Himmel die Straßen-
1. die Fleischstraße (NE-SW, 8 m),
decke eben erreichen,
2. die Brotstraße (NNE-SSW, 6 m),
3. die ganze Straße von der Sonne beschienen wird,
3. die Palaststraße (NNW-SSE, 5 m).
4. die letzten Sonnenstrahlen die Straßenoberfläche verlaseen,
In Klammern sind jeweils die Hauptrichtung und engste Stelle
5. die Sonne unter den freien Horizont versinkt.
angegeben. Rechnet man mit Häusern, die außer dem Parterre
3 Stockwerke und 1 Dachgeschoß besitzen, so wird man bei einer Legen wir also z. B. einen Schnitt durch die 1. Mai-Werte-, so
mittleren Stockwerkhöhe von 3,5 m eine Haushöhe von 17,5 m lesen wir ab: die Sonne geht um 04h45 am astronomischen Hori
in Ansatz bringen müssen. In Tabelle 4 sind demnach für die zont auf, erscheint nach Überstrahlung der gegen Südost ge
3 Straßen folgende Enge-Werte eingesetzt: richteten Häuserfront um 12h10 auf dem Boden der Fleisch~
straße, bestrahlt um 14h00 die gesamte Straßenfläche (strich
1. Fleischstraße (F) E = 17,5 8 = 2,19, punktierte Linie!), um gleich darauf von der Südost-Wand zur
2. Brotstraße (B) : E = 17,5 : 6 = 2,92, gegenüberliegenden Nordwest-Wand überzuwechseln, verschwin
3. Palaststraße (P) : E = 17,5 : 5 = 3,50.
det um 15h10 auf der Straße und geht um 19h15 am astronomi-
Tabelle 4. (a und a für 3 Straßen). schen Horizont unter. ·
F: NE-SW 2,19 B: NNE-SSW 2,92 P: NNW-SSE 3.5ll Tabelle 6. ( Besonnung von 3 Straßen im Sommer und Winter.)
6 (J a a I a (J a
90° o,oo 450 o,oo 22,5° o,oo -22,5 I Er- Volle Ver-
80 20,9 55 27,5 32,5 31,4 -12,5 Datum Straße schei- Beson- schwin- Besonnungsdauer
70 36,9 65 45,0 42,5 50,2 -2,5 nen nung den
60 47,6 75 55,6 52,5 60,2 +7,5 21. VI. F llh25 13h40 15h05 3 Std. 40 Min.
50 54,6 85 62,0 62,5 66,0 17,5 Sommer- B 11 20 12 50 14 00 2 40
3400 5629,,22 10955 6686,,50 8722,,55 6791,,57 2377,,55 wsoennndeen ~ p 10 10 11 15 12 20 2 "" 10 ""
20 64,1 115 70,0 92,5 73,1 47,5
100 6655,,52 113255 7710,,19 I 110122,,55 7734,,81 6577,,55 2W2.i nXteIrIs.o n- FB 1135 h1150 1153h 2400 1145 h0300 00 S.t.d . 4250 Min.
neuwende p 10 10 10 25 10 40 0 30 "
" "
Die Tabelle 4 enthält für jede Straße die zugehörigen Werte der
Horizontalwinkel (a) und Sonnenazimute (a) in einem Qua Tabelle 7 enthält insbesondere die Besonnungswerte, die sich
dranten. Die vollständige Horizontlinie entsteht durch sym bei der bereits erwähnten etwaigen Beschränkung der Haushöhe
metrische Ergänzung zu 4 Quadranten und hat in der vorliegen im Wiederaufbau oder bei entsprechender Erweiterung der Pa
den Polardarstellung die Form eines Schiffchens. laststraße (P) ergeben würden*.
In Abb. 3 sind die Horizontlinien der 3 Straßen in entspre
Tabelle 7. (Verbesserung der Besonnung durch Erweiterung.)
chender Orientierung winkelrecht eingetragen. Die Zentri
winkel stellen das Sonnenazimut (Süd = 0°), die konzentrischen Datum E (P) Erscheinen Ver- Besonnungsdauer
schwinden
Kreise die Höhe über dem Horizont dar. Wieder sind 11 Sonnen
21. VI. 3,5 10h10 12h20 2 Std. 10 Min.
bahnen gezeichnet. Quer zu den Sonnenbahnen verlaufen die Sommer- 2,0 09 35 13 15 3 .. 40
Zeitlinien in wahrer Zeit (Sonnenzeit). Die von den "Schiff swoennndeen ~ 1,0 08 20 15 10 6 " 50 ""
chen" jeweils überdeckten Sonnenbahnen umfassen die Zeiten,
in denen die Straße von der Sonne beschienen wird. So lassen 2W2.i nXteIrI-. 32,.50 1100h 1000 I 1100h 4550 00 S..t..d . 5350 M.i. n,
sich z. B. für die von NE nach SW gerichtete Fleischstraße an sonnen- 1,0 09 40 11 40 2 00 "
der engsten Stelle von 8 m die auf 5 Min. augerundeten Beson wende
nungszeiten entnehmen, die in Tabelle 5 zusammengestellt sind
Damit wäre die Frage nach der Zeit und Dauer der Besonnung
(vgl. die Schraffur).
enger Straßen weitgehend beanwortet. Es bleibt noch zu unter
Tabelle 5. (Besonnungszeiten der FleischIst raße in Trier). suchen, wann und wie lange die Sonne zu den verschiedenen
Dekl. Datum Er- Ver- Besonnung Jahreszeiten die Häuserfronten in ihren einzelnen Abschnitten
schei- schwin- bescheint. Auch hier leistet die Methode der Abtastung des terre
neu den
strischen Horizonts wertvolle Dienste.
-23Y,0 22. XII. 15h10 15h30 0 Std 20 Min. Wählen wir als Beispiel wieder die Fleischstraße in Trier mit
-20 21. I. u. 22. XI. 14 55 15 25 0 35
-15 8. II. u. 3. XI. 14 30 15 25 0 " 55 " ihrer geringsten Breite von 8 m bei der Hauptrichtung Nordost
--·150 283.. IIIII.. uu.. 169.. XX.. 1134 0450 1155 2200 11 "" 4150 "" Südwest. Unter der Voraussetzung einer mittleren Geschoßhöhe
0 21. IIJ. u. 23. IX. 13 15 15 15 2 " 00 " von 3,5 m und einer Erhebung des Fenstersimses von 1 m über
+150 136.. IIVV.. uu.. 2170.. IVXll. l. 1122 5350 1155 1150 22 "" 2400 "" dem jeweiligen Fußbod~:m werden die zugehörigen Engenver
15 1. V. u. 12. VIII. 12 10 15 10 3 " 00 " hältnisse in folgender Weise nach oben hin immer kleiner:
20 20. V. u. 23. VII. 11 45 15 10 3 " 25 "
+23Y, 21. VI. 11 25 15 05 3 " 40 " 1. in Höhe der Straßendecke: Eo = 17,5 = 2,19,
" "
8
Für die Palaststraße (P) sind in Abb. 3 außerdem noch die 2. " des Fenstersimses Parterre: EI = 16,5 = 2,06,
Horizontlinien für eine angenommene Haushöhe von 10 und
8
5 m eingetragen. Sie zeigen das Ausmaß der Horizonterweiterung
3. " I. Stock: En = 13,0 = 1,63,
und Zunahme der Besonnung bei abnehmender Höhe des Hinder
nisses. 8
Das Ergebnis der endgültigen Auswertung veranschaulicht 4. " II. Stock: En1 = 9,5 = 1,19,
erst das "Phasendiagramm der Besonnung"2 in Abb. 4. Hier 8
lassen sich zunächst einmal die Auf- und Untergänge der Sonne 5. " III. Stock: Eiv = 6,0 = 0,75.
im Jahreslauf für den Idealfall des freien Horizonts ablesen. Für 8
die 3 Straßen enthält das Phasendiagramm je 2 Kurvenzügc, von
* Dabei ist von der Komplikation durch die Krümmung der Straße
denen der untere das Erscheinen, der obere das Verschwinden zunächst abgesehen.
-6-
TabPile 8 enthält die nach üleichung ( 4) berechneten Winkel Tabelle 10. (Verschwinden der Sonne an der Hämerfront.)
Hweärutsee drferro tnetrerne.s trMisict hHenil fHe odriiezsoenr teZ aführle dniwe e5r tHe öihste nAmbabr.k 5e ng e&ztel idcehn Datum Eo Er Eu Ern Erv
net worden. Aus ihr entnehmen wir die Zeiten, zu denen die 22. XII. 15h30 15h30 15h30 15h35 15h40
21. I. u. 22. XI. 15 25 15 25 15 so 15 35 15 45
Sonnenstrahlen die einzelnen Fenstersimse auf der nach SE ge 8. II. u. 3. XI. 15 25 15 25 15 30 15 40 15 50
richteten NW-Seite der Straße absh•igend erreichen (Tabelle 9) 23. II. u. 19. X. 15 20 15 25 15 30 15 45 15 00
8. III. u. 6. X. 15 15 15 20 15 30 15 45 16 10
und auf der NW gerichteten SE-Seite der Straße aufsteigend 21. III. u. 23. IX. 15 15 15 20 15 30 15 50 16 15
verlassen (Tabelle 10). 3. IV. u. 10. IX. 15 15 15 20 15 30 15 50 16 20
16. IV. u. 27. VIII. 15 10 15 20 15 30 15 55 16 30
1. Y. u. 12 VIII. 15 10 1f> 15 15 30 15 55 16 35
Tabelle 8. ( u fiir J J/a rken der H ä uscrfronl.) !!0. \'. u. 23. VII. 15 10 15 15 15 30 16 00 16 45
21. YI. 15 10 };; 15 15 30 16 00 16 50
..
€ I Eo=2,I9 Er=:!.Oß Eu=I,63 En1 =1,H• El\·=0,75
11 Uhr 25 ist die ganze Häuserfront besonnt, bis um 13 Uhr 40
8:10()0 45[5>0 200,,90 lH0,,0i 1.0-••, u0 I 01,,0~ 0,,,.0, die Sonne plötzlich auf die gegenüberliegende Fassade über·
70 65 36,9 :1:1,:.! zn,:.! 3·)ö·):·s) H,·l wechselt. Dort verlassen die Sonnenstrahlen um 15 Uhr 15 den
5600 8755 5447,,6d .4l:;!i,,O9 .a;nn,,:..t! 37,4 :~!.0),/7J unteren Rand der Häuserfront und um 16 Uhr den Fenstersims
342000 l1190555 665•4-9} ,·,1-•2) 665:07!,,,787 f5ft>4tJl ,,837 4-418:.!-,,,:,·n!l 332o:0l\,:,O.0! imS IcIh.l iSeßtolicckh. w(:äSreei tncnowchc czhus cul nst~erriscuhcphuneknt,i emrti.t )w elcher Intensität
10 125 65,:! ß3,8 ;.~.:! 4!1,(1 3ß,5 die Sonnenstrahlen zu den verschiedenen Zeiten auf die einzelnen
0 135 65,5 64,1 5S,:; 4tl,9 36,9 Flächenstücke einfallen•. Hierfür wurden schon wertvolle Vor
arbeiten geleistet, die auch die Frage nach dem Eindringen der
Tragen wir diese Zeitwerte in ein Koordinat<>nsystem ein• Strahlung in die Wohnräume behandeln•.
dessen Horizontale die ZPit und dt•ssPn Yertikale die Höhe dar Rückblickend können wir zusammenfassen, daß die vorste
stellt, so l'rgeben sich für die 11 diskrden Sonnrndeklinationen hend beschriebene Methode dem Architekten, Hygieniker und
(20 Tage) Kurven. wie sie .\bb. 6 ZPigt. Aus dit>ser Kurvenschar
Städtebauer ein verhältnismäßig einfaches Hilfsmittel in die
äßt sich beispielswrise eJltJwhewn, daß dt:>r obere Rand des Hand gibt, womit er in die Lage versetzt wird, sich in kurzer Zeit
Tabelle 9. (Erscheinen der Sonne an der lliiuserfront.) ein genaues, klares, übersichtliches und vollständiges Bild von
den Besonnungsverhältnissen enger Straßen zu entwerfen. Die
Datum I r·:rv Ern EJT Er E 0 Anwendbarkeit des Verfahrens läßt sich übrigens auch auf die
22. XII. Hh20 Hh;;;; 1;>h0.) 15h10 15hl0 Bepflanzung von Straßen und die Anlage von Reihen-Kulturen
21. I. u. 22. XI. 13 :W H l.i H 40 H 50 14 5.) erweitern.
283.. IIII.. uu.. l!3J.. XXI.. 11:1! :4W0 1}:33 3o:;a, 1H3 4110) HH :0!i0:l 1144 3o;0; Literatur.
2318... IIIVIIII... uuu... 21306... IIXXX. .. 011910 04:.!00j 1111:~! 30;j00,j 1}1:223 21J1.0i) 111:323 3~1500 111:33! 514550 2 J(1a e]m(rpaftezretr, , WA..:: EDinafsl uSßt addetrk lPifmlaan. zricBhrtauunngs,c h-wweeiitge (u1n9d3 7-)h. ö-he
16. IV. u. 27. VIII. Oll 00 10 j,j 11 5.) 1~ 2:") H 30 auf die llt>sonnungszeit und -dauer. Bioklimat. Beibl. 10, 148
I. V. u. 12. VIII. 08 :!:-) JO :!0 11 30 1:! 00 1:! 10 (1943). - 3 J(aempfert, W.: Bestimmung der möglichen Sonnen
2210.. VV.I . u. 23. YH. 0O7ll 3300 (O)\l}l l1;0j 1110 3000 1111 3l.:ii 1111 24'";•) scheindaucr mit Ililfe eines einfachen Höhensuchcrs und der
Tagbogcnvcrkürzung. Wiss. Abh. Reichsamts f. Wetterdienst
9, Nr. 1 (1941).- J(aempfert, lV.: Sonnenstrahlung auf Ebene,
1,50 m hohen Fensters im II. Stock am a. Juni die ersten Wand nnd Hang. Wiss. Ahh. Rl'ichsamts f. Wetterdienst 9,
Sonnenstrahlen um 8 Uhr 15 erhält, wiihrrnd das ganze Fenster Nr. 3 (1942).-• Xeumann, R.: Illt>ssung der Besonnnng von Bau
bis zum Sims erst um 9 Uhr 10 bestrahlt wird (bin ,\bb. 6). Um werken. Gcsundheitsing. 19!2, 397.