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Samstag, 22.07.2017
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Stadtplanung wird dreidimensional

3D-Simulationen als Schlüssel zur nachhaltigen Entwicklung urbaner Siedlungen

Um städtische Gebiete für die Zukunft und den Klimawandel fit zu machen, setzen Stadtplaner immer häufiger dreidimensionale virtuelle Modelle ein. Denn mit ihrer Hilfe können sie Planungsvarianten ohne großen Aufwand berechnen und miteinander vergleichen. Zugleich steigt die Anschaulichkeit gegenüber den bisherigen 2D-Plänen auch für ungeübte Kartenleser erheblich. Bei den Simulationen kann es sich um einfache „Klötzchen“ ohne darunter liegendem Gelände bis hin zu detaillierten digitalen Modellen mit projizierten Fotos und genauer Geländedarstellung handeln.
Stadtansicht in 3D

Stadtansicht in 3D

„Die eine oder andere Abbildung von überschwemmten Städten in küstennahen Gebieten hat jeder schon einmal gesehen“, erläutert Ekkehard Matthias vom Hamburger Landesbetrieb Geoinformation und Vermessung. „Meist gehen diese Darstellungen von Höhenlinien aus, deren einzelne Schichten – je nach angenommenem Wasserstand – unterschiedlich blau eingefärbt werden. Dies ist sehr anschaulich, allerdings nicht immer richtig“, weiß Matthias zu berichten.

Höhenmessung – aber richtig


Denn moderne Verfahren berücksichtigen nicht nur die natürlichen Höhen sondern auch künstliche Bauten wie Deiche oder andere Hochwasserschutzanlagen. In die 3D-Simulationen fließen dabei detaillierte Geländeaufnahmen ein, die zuvor durch modernste Laserscanverfahren oder terrestrische Vermessungen gewonnen wurden. Im Zusammenspiel geben diese Informationen dann einen genauen Aufschluss über das Stau- und Abflussverhalten von Starkregen im Gegensatz zu einer „normalen“ Flut.

Gebäudegestaltung in 3D

Gebäudegestaltung in 3D

„Je besser wir die Gelände- und Gebäudeformen modellieren, desto genauer werden auch die Simulationsergebnisse. Das ist ähnlich wie bei der Karosserieentwicklung von Autos im Windkanal“, erklärt Matthias den Nutzen der 3D-Modelle. Schlussfolgerungen lassen sich dabei nicht nur für den optimalen Deichbau ziehen sondern auch für die Gebäudegestaltung. „So werden in der Hamburger Hafencity beispielsweise alle Gebäude auf so genannten Warften erbaut. Dies sind kleine Hügel, die das Eindringen von Wasser in die unteren Geschosse bei einer Sturmflut verhindern sollen“. Selbst die Änderung der Windrichtung und –stärke kann in die Simulationen einfließen. Dies ist besonders wichtig wenn Planungsvarianten von Gebäuden dem angenommenen Wetter ausgesetzt werden.

Simulation von Lärm und Lebensqualität


Doch nicht nur das Wetter, auch der Lärm ist ein Umwelteinfluss, der sich besonders in Städten bemerkbar macht. Hier greift seit einiger Zeit die EU-Richtlinie zum Umgebungslärm. „Viele Stellen sind zurzeit in Deutschland dabei, den Ist-Zustand der Lärmbelastung zu erfassen“, so Matthias. Ziel ist es, anhand der dreidimensionalen Lärmberechnungen mit stilisierten Gebäuden die besonders belasteten Gebiete zu finden und so Entscheidungshilfen für spätere Lärmschutzmaßnahmen zu bieten.

Wohn- und Geschäftshaus im Modell

Wohn- und Geschäftshaus im Modell

Veränderungen der Skyline der Stadt werden inzwischen häufig anhand von 3D-Modellen vorab geprüft. Ebenso wie die Sichtbeziehungen innerhalb der Straßenzüge: So lassen sich nicht nur die Einschränkung des Blickfeldes von verschiedenen Standpunkten aus zeigen, sondern auch der Schattenwurf der Gebäude. Damit ist die Beeinträchtigung der Lebensqualität in Städten weitgehend berechenbar geworden.


Erleichterte Planung


„Dies alles sind Beispiele für mehr Transparenz im Planungsprozess“, weiß der Ingenieur Matthias zu berichten. „Der größte Vorteil besteht in der Möglichkeit, vor Realisierung von teuren Bauten schon anschaulich zeigen zu können, wie das Objekt werden wird und welche Auswirkungen es haben kann. Und zwar nicht abstrakt und schwer verständlich wie ein 2D-Plan oder ein Holzmodell, sondern realistisch wie noch nie. Wer auf das geliebte Holzmodell nicht verzichten will, dem helfen die digitalen Daten trotzdem weiter: denn aus ihnen lassen sich schließlich haptische Modelle aus Kunststoff oder Holz ableiten“, schmunzelt Matthias.

Schließlich ergibt sich noch ein weiterer Aspekt der Nachhaltigkeit. So lassen sich wertvolle Gebäude, die zum Beispiel unter Denkmalschutz stehen, so realistisch modellieren und texturieren, dass sie für Planungen in der Nachbarschaft gute und aussagekräftige Grundlagen darstellen. Veränderungen an vorhandener Bausubstanz und deren Umfeld können dann auf die Gesamtwirkung abgestimmt werden. Dies gewährleistet den Planern schon vor Realisierungsbeginn ein harmonisches und abgestimmtes Stadtbild.

„Wurden diese Möglichkeiten der Stadtplanung vor einigen Jahren erst zögerlich erkannt, so finden sie inzwischen immer mehr Befürworter und Nachahmer“ erklärt Matthias abschließend. „Doch die Stadtentwicklungsplanung, insbesondere diejenige, die sich für das langfristige Wohl der Bürger einsetzt, wird in Zukunft auf diese Techniken wohl nicht mehr verzichten wollen.“

Link:



www.hamburg-domplatz.de/site/downloads/ 1481_32_3D_Modell_1.pdf
(Ekkehard Matthias / Freie und Hansestadt Hamburg / Landesbetrieb Geoinformation und Vermessung, 10.08.2007 - AHE)
 
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