Bebauungsplan Nr. 258 Rüd Friedrich-Ebert-Straße, Ardex in Witten

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1 Bebauungsplan Nr. 258 Rüd Friedrich-Ebert-Straße, Ardex in Witten Entwurfsfassung Auftraggeber: Stadt Witten Die Bürgermeisterin Witten Auftragsnummer: 1926S Datum: 05. Mai 2017 Bearbeiter: Dipl.-Geogr. Thorsten Stock Dipl.-Met. Georg Ludes simuplan Dipl. Met. Georg Ludes Alleestraße Dorsten Telefon (02362) Fax (02362) Sparkasse Vest Recklinghausen (BLZ ) Kto.-Nr

2 Inhaltsverzeichnis ABBILDUNGSVERZEICHNIS PLANUNGSVORHABEN BEWERTUNGSGRUNDLAGE UNTERSUCHUNGSMETHODIK UNTERSUCHUNGSERGEBNISSE ZUSAMMENFASSUNG UND BEWERTUNG Abbildungsverzeichnis Abbildung 1: Ansicht des geplanten Towers... 3 Abbildung 2: Lage der Aufpunkte... 5 Abbildung 4: Beispiel für ein Horizontdiagramm... 6 Abbildung 5: Horizontdiagramm P_V Abbildung 6: Horizontdiagramm P_V Abbildung 7: Horizontdiagramm P_V Abbildung 8: Horizontdiagramm P_V Seite 2

3 1 Planungsvorhaben Die an der Friedrich-Ebert-Straße in Witten-Annen ansässige Firma Ardex plant auf ihrem Firmengelände die Verwaltung, Produktion, Lagerung und den Versand weiter zu entwickeln. Die hierfür nötigen Neubauten umfassen auch ein Hochhaus, welches als Standort für die Hauptverwaltung dienen soll. Eine Übersicht über die Planung gibt die folgende Abbildung. Abbildung 1: Ansicht des geplanten Towers Durch die Realisierung der Planung und den hierdurch hervorgerufenen Schattenwurf werden sich die Besonnungsverhältnisse im Umfeld des B-Plangeländes verändern. Um den Einfluss der Bauwerke (insbesondere des Hochhauses) auf die Besonnung der umliegenden Wohnbebauung zu untersuchen, wurde das Ingenieurbüro simuplan beauftragt, eine durchzuführen. Seite 3

4 2 Bewertungsgrundlage In Hinblick auf die Beurteilung von Besonnung und Verschattung im Rahmen der Bebauungsplanung bestehen, abgesehen von den Abstandsregelungen der Bauordnungen, keine rechtlichen Festlegungen. Als eine Grundlage der Beurteilung wird deshalb in der Regel die DIN Tageslicht in Innenräumen /1/ 1 herangezogen. In der DIN werden allgemeine Anforderungen an die natürliche Beleuchtung von Wohnräumen festgelegt. Hierunter fallen gemäß der Definition der DIN Aufenthaltsräume in Wohnungen wie Wohnzimmer, Schlafzimmer, Arbeitszimmer, Kinderzimmer. Nach /1/ sollte die mögliche Besonnungsdauer in mindestens einem Aufenthaltsraum einer Wohnung zur Tag- und Nachtgleiche (21. März und 22. September) vier Stunden betragen. Um eine ausreichende Besonnung in den Wintermonaten zu gewährleisten, sollte die mögliche Besonnungsdauer am 17. Januar mindestens eine Stunde betragen. Es wird jeweils die astronomisch mögliche Sonnenscheindauer bei wolkenlosem Himmel an den untersuchten Stichtagen angenommen. Als Nachweisort gilt die Fenstermitte in der Fassadenebene. /1/ DIN Tageslicht in Innenräumen, Teil 1: Allgemeine Anforderungen, Juli 2011 Seite 4

5 3 Untersuchungsmethodik Um den Einfluss der Planung auf die Besonnungsdauer im Umfeld des Ardex-Campus beurteilen zu können, wurde für vier repräsentative Aufpunkte die Sonnenscheindauer im berechnet und ausgewertet. Da die Besonnung mit der Höhe zunimmt, wurde für die Untersuchung das Erdgeschossniveau zu Grunde gelegt. Die Bestimmung der Sonnenstände erfolgte nach dem in /2/ 2 beschriebenen Algorithmus mit den Eingangsgrößen geographische Breite (51,4 ) und geographische Länge (7,4 ). Bei den Simulationsrechnungen wird ein wolkenloser Himmel angenommen. Stichtage für die Berechnungen sind in Anlehnung an die DIN der 17. Januar und der 21. März. Um den Einfluss der Planung auf die Besonnungssituation in der Nachbarschaft des Ardex- Towers bewerten zu können, wurde zusätzlich für den 15. jeden Monats die Zusatzverschattung durch den geplanten Tower berechnet. Bei den Berechnungen wurden die sich im Tagesverlauf ändernden Sonnenstände in einer zeitlichen Auflösung von 0,1 Minuten (6 Sekunden) ermittelt. Die Lage der Aufpunkte sowie der Standort des geplanten Towers (mit einem gelben Punkt markiert) sind in Abbildung 2 dargestellt. Abbildung 2: Lage der Aufpunkte /2/ Wilkinson,B.J.: An Improved FORTRAN Program for the Rapid Calculation of the Solar Position. In: Solar Energy Vol. 27 (1981), S Seite 5

6 Ergänzend zu der tabellarischen Auswertung wurden für die Aufpunkte Horizontdiagramme erstellt. Ein Horizontdiagramm stellt einen Ausschnitt des Himmelraumes dar, der von einem bestimmten Aufpunkt sichtbar ist. Die Sonnenbahnen sind für verschiedene Tage als rote Linien dargestellt. Die Uhrzeit ist durch einen roten Punkt markiert. Verläuft die betrachtete Sonnenbahn vor dem gelben Hintergrund, so bedeutet dies, dass in diesem Zeitraum die Sonne von dem untersuchten Aufpunkt aus sichtbar ist. Wenn die Sonnenbahn vor den grau oder blau ausgefüllten Bereichen verläuft, so wird die Sonne von einem Gebäude verdeckt. Hierbei wird zwischen der grau gekennzeichneten Umgebungsbebauung (inklusive bestehender und geplanter Werksgebäude) und dem blau eingefärbten geplanten Ardex- Tower differenziert. Das Gelände ist braun eingefärbt. Auf der X-Achse ist die Himmelsrichtung in Grad [ ] dargestellt. Ein Wert von 90 entspricht hierbei der Ostrichtung und 180 entspricht Süden. Die Y-Achse stellt den Höhenwinkel in Grad dar. Für das in Abbildung 3 dargestellte Beispiel bedeutet dies z.b., dass die Sonne am um kurz vor neun Uhr aufgeht, aber erst um ca. 09:30 sichtbar wird, da sie vorher durch die Bestandsbebauung und das Gelände verdeckt wird. Der blau eingefärbte Tower verdeckt an diesem Tag zwar auch einen Teil der Sonnenbahn, führt aber (aufgrund der bereits vorhandene Bebauung und den Höhenzug des Ardeygebirges) am zu keiner Zusatzverschattung. Um kleine Strukturen besser erkennen zu können, wurde im unten stehend Beispiel nur ein ca. 190 umfassender Ausschnitt eines Horizontdiagramms dargestellt. Abbildung 3: Beispiel für ein Horizontdiagramm Seite 6

7 4 Untersuchungsergebnisse Bei der Bewertung der Rechenergebnisse ist grundsätzlich zu beachten, dass in Deutschland die Besonnungsdauer aufgrund des Verlaufs der Sonnenbahn am 17. Januar auch bei freistehenden Gebäuden an den nordwest-, nord- und nordostseitigen Fassaden nicht den Anforderungen der DIN 5034 genügt. Da der Einfluss der Vegetation starken Schwankungen (Jahreszeiten, Wuchs, Fällungen, etc.) unterworfen ist und die Stichtage und außerhalb der Belaubungsperiode von Laubbäumen liegen, bleiben Verschattungseffekte durch Bäume und Büsche unberücksichtigt. Die folgenden Tabellen dokumentieren die ermittelten Werte der Besonnungsdauer an den Autpunkten für die Stichtage 17. Januar und 21. März sowie am 15 eines jeden Monats. Die astronomisch mögliche Sonnenscheindauer beträgt am 17.Januar 497 Minuten und am 21. März 721 Minuten. Tabelle 1: Aufpunkt Besonnungsdauer am 17. Januar und am 21. März Besonnungsdauer in Minuten Istzustand Planzustand Istzustand Planzustand P_V P_V P_V P_V Tabelle 2: Zusätzliche Verschattung durch den Tower Zusatzverschattung durch den Tower in Minuten P_V P_V P_V P_V Seite 7

8 Die Werte der Tabelle 1 zeigen, dass die Richtwerte der DIN an fast allen Aufpunkten eingehalten werden. Lediglich im Bereich von P_V1 wird der empfohlene Wert von 60 Minuten am knapp unterschritten. Dies ist auf die nordöstliche Ausrichtung der Fassade zurückzuführen, die eine ausreichende Besonnung am in unseren Breiten astronomisch unmöglich macht. Es zeigt sich jedoch auch, dass die Besonnungszeiten an den beiden Stichtagen der DIN im Ist- und im Planzustand identisch sind und der Bau des Ardex-Towers demnach zu keiner Veränderung der Besonnung an diesen Tagen führt. Um den Einfluss des Towers auf eine Weise beurteilen zu können, die über die empfohlenen Richtwerte der DIN hinausgeht, wurde zusätzlich der 15. eines jeden Monats auf eine möglich Zusatzverschattung durch das geplante Hochhaus hin untersucht. Die Ergebnisse dieser Untersuchung sind in Tabelle 2 zusammengefasst. Es zeigt sich, dass der Aufpunkt P_V1, der südöstlich des Towers liegt, von einer zusätzlichen Verschattung am (2 Minuten), am (36 Minuten) und am (36 Minuten) betroffen ist. Betrachtet man zusätzlich das Horizontdiagramm für diesen Aufpunkt (Abbildung 4), so wird deutlich, dass die Verschattung an diesen Tagen ausschließlich in den frühen Morgenstunden zwischen sechs und sieben Uhr auftreten kann. Der Aufpunkt P_V2, der exemplarisch für südlich des Towers liegende Gebäude gewählt wurde, ist in keinem Monat von einer Verschattung durch das geplante Hochhaus betroffen. Wie die Abbildung 5 zeigt, befindet sich der Tower zu keinem Zeitpunkt des Jahres zwischen dem Aufpunkt und der Sonne und kann demnach auch keinen Schatten in diese Richtung werfen. Wie die Tabelle 2 zeigt, wird der Aufpunkt P_V3 am 15. der Monate April, Mai, Juli und August durch den Tower verschattet. Die Verschattungszeiten liegen hierbei zwischen 8 Minuten am 15. Juli und 34 Minuten am Betrachtet man zusätzlich die Abbildung 6, zeigt sich, dass eine Zusatzverschattung durch den Tower am Abend gegen 20:00 Uhr auftritt. Der nördlich des Ardex-Geländes gelegene Aufpunkt P_V4 wird am für 9 Minuten durch den Tower verschattet. Das entsprechende Horizontdiagramm (Abbildung 7) zeigt, dass eine kurzzeitige Verschattung gegen 09:00 Uhr auch noch an wenigen weiteren Tagen des Jahres möglich ist, das geplante Hochhaus aufgrund der großen Entfernung jedoch keinen signifikanten Einfluss auf die Besonnungsdauer an diesem Aufpunkt hat. Die Untersuchungen haben gezeigt, dass der geplante Ardex-Tower aufgrund seiner Höhe Schatten auf die umliegende Wohnbebauung werfen kann. Diese Ereignisse bleiben jedoch Jahres- wie Tageszeitlich in engen Grenzen und ändern nichts an der grundsätzlichen Besonnungssituation. Hierbei ist außerdem zu berücksichtigen, dass bei den Berechnungen von wolkenlosem Himmel ausgegangen wurde. Da die tatsächliche Sonnenscheindauer jedoch deutlich geringer ausfällt als die astronomisch mögliche, stellen die Werte in Tabelle 2 theoretische Maximalwerte dar. Seite 8

9 Hinzu kommt noch die Tatsache, dass bei der Ermittlung der möglichen Zusatzverschattung auf die Berücksichtigung von Vegetation verzichtet wurde. Aufgrund des teilweise dichten Baumbestandes im Untersuchungsgebiet, wird die Verschattungswirkung des Towers, insbesondere während der Vegetationsperiode, zusätzlich gemindert. Abbildung 4: Horizontdiagramm P_V1 Abbildung 5: Horizontdiagramm P_V2 Abbildung 6: Horizontdiagramm P_V3 Abbildung 7: Horizontdiagramm P_V4 Seite 9

10 5 Zusammenfassung und Bewertung Die an der Friedrich-Ebert-Straße in Witten-Annen ansässige Firma Ardex plant auf ihrem Firmengelände die Verwaltung, Produktion, Lagerung und den Versand weiter zu entwickeln. Die hierfür nötigen Neubauten umfassen auch ein Hochhaus, welches als Standort für die Hauptverwaltung dienen soll. Um den Einfluss der Bauwerke (insbesondere des Hochhauses) auf die Besonnung der umliegenden Wohnbebauung zu untersuchen, wurde das Ingenieurbüro simuplan beauftragt, eine durchzuführen. Als Bewertungsgrundlage wird der erste Teil der DIN 5034 Tageslicht in Innenräumen herangezogen. Hiernach sollte die mögliche Besonnungsdauer in mindestens einem Aufenthaltsraum einer Wohnung zur Tag- und Nachtgleiche (21. März und 22. September) vier Stunden betragen. Um eine ausreichende Besonnung in den Wintermonaten zu gewährleisten, sollte die mögliche Besonnungsdauer am 17. Januar mindestens eine Stunde betragen. Im Rahmen der Untersuchungen wurden tabellarische Auswertungen der Besonnungsdauer für den 17. Januar und den 21. März für vier repräsentative Aufpunkte im Bereich der umliegenden Wohnbebauung vorgenommen. Um den Einfluss der Planung auf die Besonnungssituation in der Nachbarschaft des Ardex- Towers bewerten zu können, wurde zusätzlich für den 15. jeden Monats die Zusatzverschattung durch den geplanten Tower berechnet. Zusätzlich wurde für die Standorte die Besonnungssituation grafisch in Form von Horizontdiagrammen ausgewertet. Diese veranschaulichen für jeden Aufpunkt das zeitliche Ausmaß der täglichen Verschattung zu verschiedenen Zeiten im Jahr. Bei der Bewertung der Besonnungsverhältnisse ist grundsätzlich zu berücksichtigen, dass für nordwest-, nord- und nordostseitige Fassaden aufgrund des Verlaufs der Sonnenbahn am 17. Januar auch bei fehlender Bebauung die Besonnungsdauer nicht den Anforderungen der DIN 5034 genügt. Da der Einfluss der Vegetation starken Schwankungen (Jahreszeiten, Wuchs, Fällungen, etc.) unterworfen ist, bleiben Verschattungseffekte durch Bäume und Büsche unberücksichtigt. Die Simulationsergebnisse zeigen, dass das geplante Hochhaus zu keiner Veränderung der Besonnungssituation an den Stichtagen der DIN führt. Im Jahresverlauf kann es zwar an drei der untersuchten Aufpunkte zu einer Zusatzverschattung durch den Tower kommen, diese Ereignisse bleiben jedoch Tages- wie Jahreszeitlich eng begrenzt und ändern nichts an der grundsätzlichen Besonnungssituation. Bei der Interpretation der Ergebnisse ist außerdem zu berücksichtigen, dass bei der Berechnung der möglichen Zusatzverschattung von dauerhaft wolkenlosem Himmel und fehlender Vegetation ausgegangen wurde. Die ermittelte Sonnenscheinminderung stellt demnach einen theoretischen Maximalwert dar. Seite 10