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Fachbereich Raum- und Umweltplanung 

Computergestützte Planungs- und Entwurfsmethoden in Städtebau und 

Architektur 

Pfaffenbergstraße 95, 67663 Kaiserslautern, Deutschland 

Bachelorarbeit: 

Analyse eines Stadtquartiers mittels 3D-Modellierung 

Gutleutviertel | Frankfurt am Main 

Bearbeiter: 

Paul Renner 

Oliver Weber 

Betreuer: 

Prof. Dr-Ing. Bernd Streich 

Dipl.-Ing. MSc Jan-Philipp Exner 

Dipl.-Ing. Stefan Höffken 

Abgabedatum: 14.03.2011

Verfassungserklärung 

Hiermit versichere ich, dass ich die beiliegende Bachelorarbeit mit meinem 

Partner selbstständig verfasst und keine anderen als die angegebenen 

Quellen und Hilfsmittel benutzt habe. Ich bin inhaltlich verantwortlich für 

Kapitel 4.3 und 4.5 der Bachelorarbeit. 

Paul Renner März 2011 

Hiermit versichere ich, dass ich die beiliegende Bachelorarbeit mit meinem 

Partner selbstständig verfasst und keine anderen als die angegebenen 

Quellen und Hilfsmittel benutzt habe. Ich bin inhaltlich verantwortlich für 

Kapitel 4.1 und 4.2 der Bachelorarbeit. 

Oliver Weber März 2011

Inhaltsverzeichnis 

1. Einleitung......1 

1.1 Einordnung des Themas und Motivation 1 

1.2 Zielsetzung und forschungsleitende Fragen 3 

1.3 Aufbau und Methodik 4 

1.4 Ablauf 6 

2. Theorie9 

2.1 Visualisierung in der räumlichen Planung 9 

2.2 Anwendungs- und Darstellungsmöglichkeiten 12 

2.2.1 2D und 3D 12 

2.2.2 Level of Detail (LOD) 16 

2.2.3 Volumenmodellierung 19 

2.3 Benutzte Modellierungs- und Simulationsprogramme 20 

2.3.1 Google SketchUp 21 

2.3.2 Autodesk Ecotect Analysis 23 

2.3.3 ENVI-met 25 

3. Praktischer Teil..28 

3.1 Einordnung des Plangebiets 28 

3.2 Planungsstand/Absicht der Stadt 35 

3.3 Erstellung des LOD2 Modells mit Google SketchUp 38 

3.3.1 Erste Schritte – Erstellung des Geländemodells 38 

3.3.2 Modellierung der Gebäudekörper 40 

3.3.3 Modellierung von Uferbereich, Straßen und Bahndamm 46 

3.3.4 Einfärben und Vegetation 48 

3.4 Das fertige Modell – Vorstellung und Ansichten 51 

3.5 Vergleich von LOD1, LOD2 und LOD3 anhand eines 

ausgewählten Baukörpers (Zeit und Arbeitsaufwand) 62 

3.5.1 Zeitaufwand 64 

3.5.2 Arbeitsaufwand 65 

3.5.3 Matrix 66 

4. Analyse des 3D-Modells..68 

4.1 Sichtbeziehungen 68 

4.2 Wegbeziehungen 84 

4.3 Verschattung 93 

4.4 Bauhöhen 113 

4.5 Siedlungsklimatische Untersuchung 123

5. Umsetzungsideen129 

5.1 Graffiti-Wand 129 

5.2 Industriekultur 130 

5.3 Gogelsches Gut – das weiße „Schloss im alten Park“ 131 

6. Fazit.133 

6.1 Diskussion über den Mehrwert von 3D Modellen 

für planerische Aufgaben 133 

6.2 Eigene Erkenntnisse und Erfahrungen 136 

7. Literatur- und Internetquellen..138 

8. Abbildungsverzeichnis..140 

9. Anhang...147

“I believe we need a ‘Digital Earth’. A multi-resolution, three-dimensional 

representation of the planet, into which we can embed vast quantities of 

georeferenced data.”[Al Gore, 1998] 

„Es kann davon ausgegangen werden, dass der Anteil der [3D] 

Visualisierungen im Planungsumfang weiter wachsen wird“ 

[MACH, PETSCHECK 2006: 9]

1. Einleitung 

1.1 Einordnung des Themas und Motivation 

1. Einleitung 

Die rasanten Entwicklungssprünge in der Computertechnologie haben zu 

einer Digitalisierung der Bevölkerung geführt. Auch in der Stadtplanung hat 

die Computertechnologie Einzug gehalten. Die Arbeit mit 

Computersystemen, speziell CAD Software ist mittlerweile Standard. Sind 

die ersten Anfänge der Personal Computer in den 1970’ern für den 

Städtebau eher unbedeutend, ändert sich dies in den 1990’ern mit der 

Einführung des World Wide Webs und den enormen Entwicklungssprüngen 

bei der Computerleistung. Plötzlich ist es möglich, Daten und Pläne 

elektronisch zu übermitteln und die Ergebnisse einem breitem Publikum zu 

präsentieren. Der Digitale Entwurf hat die klassische Konzeption am 

Reißbrett nahezu komplett ersetzt. 

Die 3D Modellierung von Entwürfen stellt einen enormen Fortschritt für die 

Stadtplanung dar. In der räumlichen Planung spielen speziell Aspekte wie 

zum Beispiel räumliche Wirkung eine große Rolle. Diese fehlt bei klassischen 

2D Planwerken in der Regel und erst mit der Umsetzung konnte der Plan auf 

seine tatsächliche Wirkung hin beurteilt werden. Mithilfe von 3D Stadtmodelle 

kann das Plangebiet virtuell durchlaufen werden und so neben einer 

Akzeptanzsteigerung der Betroffenen, zu einer Qualitätssteigerung führen. 

Das bedeutet, dass Fehlplanungen minimiert und damit enorme Kosten 

eingespart werden können. 

Die 3D Visualisierung kann dazu führen der Öffentlichkeitsbeteiligung neuen 

Schwung zu verleihen. Das Infrastrukturprojekt Stuttgart 21 hat das Thema 

Bürgerbeteiligung wieder verstärkt ins öffentliche Bewusstsein gerückt. 

Visualisierung war schon immer auch ein Mittel der Kommunikation. Die 

Präsentation und Vermarktung von Planung werden in Zukunft auch dank 3D 

Modellen eine zentrale Rolle im Planprozess einnehmen. 

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1. Einleitung 

Die Aktualität und Zukünftig weiterhin bedeutsame Entwicklung von 3D 

Stadtmodellen für die Stadtplanung war für uns ein Grund sich mit der 

Thematik 3D Visualisierung zu beschäftigen. Wir persönlich erhoffen uns 

dadurch wertvolle Erfahrungen zu sammeln im Hinblick auf eine 

selbstständige und wissenschaftliche Bearbeitung eines konkreten Anlasses. 

Der Umgang mit den in der Arbeit verwendeten Programmen und Techniken 

zur 3D Modellierung, in die wir uns, neben den im Studium vermittelten 

Kenntnissen, im Rahmen der Arbeit selbst beibringen müssen, sehen wir als 

großen Wissensgewinn aber auch als große Herausforderung, dieses 

Wissen auch in der Praxis anzuwenden. Den konkreten 

Untersuchungsrahmen bildet ein von der Stadt Frankfurt am Main 

ausgewähltes Plangebiet, das derzeit stark diskutiert wird. Die Stadt möchte 

zukünftig Stadtentwicklung stärker mit Hilfe von 3D Modellen betreiben und 

anhand der vorliegenden Arbeit soll das Potenzial dazu herausgearbeitet 

werden. 

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1.2 Zielsetzung und forschungsleitende Fragen 

1. Einleitung 

Anhand eines konkreten Plangebiets in Frankfurt am Main soll ein 3D Modell 

zur Analyse eines Stadtgebiets erstellt werden. Hierbei soll neben der 

Modellierung das Potenzial von Visualisierungstechniken in der 

Stadtentwicklung untersucht werden um den potenziellen Mehrwert von 3D 

für planerische Aufgaben zu benennen. 

Die 3D Visualisierung soll helfen Gesamtstrukturen sichtbar zu machen und 

damit die Analyse des Plangebiets zu optimieren. Im Hinblick auf den 3D 

Hintergrund der Arbeit stellen sich insbesondere Fragen bezüglich: 

- Sichtbeziehungen 

- Wegbeziehungen 

- Verschattung 

- Bebauungshöhen 

- Visualisierung von Siedlungsökologischen Einflüssen 

Im Mittelpunkt der Arbeit steht die Hauptfrage, inwieweit Stadtentwicklung 

mithilfe von 3D Stadtmodellen betrieben, bzw. unterstützt werden kann. 

Weiter sollen folgende Fragstellungen im Laufe der Arbeit verfolgt werden: 

1. Welchen Mehrwert hat der Einsatz von 3D, im Gegensatz zur 

klassischen 2D Planung, im Hinblick auf die Planqualität? 

2. Wird das theoretische Wissen des Planers in den Hintergrund gerückt, 

da der Focus sich durch die geänderten Anforderungen einzig auf das 

Modell konzentriert? 

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1. Einleitung 

1.3 Aufbau und Methodik 

Im Folgenden Abschnitt soll der Aufbau der Arbeit dargestellt werden und die 

methodischen Mittel erläutert werden. 

Die Arbeit ist in fünf Kapitel unterteilt. Im ersten Kapitel, der Einleitung, finden 

sich die Einordnung des Themas, die Zielsetzung und forschungsleitenden 

Fragen sowie die persönliche Motivation der Bearbeiter. 

Das zweite Kapitel handelt von den theoretischen Grundlagen der 3D 

Visualisierung, auf denen diese Arbeit aufgebaut ist. Hierbei wird auf den 

Vergleich zwischen 2D und 3D eingegangen und die Vorteile von 3D kurz 

herausgearbeitet. Für die Arbeit werden drei Modelle erstellt, welche die 

Detaillierungsstufen LOD 1 und LOD 2, bzw. LOD 2,5 besitzen (siehe auch 

Aufbau und Methodik Abschnitt drei). Im theoretischen Teil wird erläutert, 

was unter LOD zu verstehen ist und was dies im Einzelnen bedeutet. Ein 

kurzer Einblick in die Theorie der Volumenmodellierung soll helfen zu 

verstehen, vor welchem theoretischen Hintergrund das erstellte Stadtmodell 

entstanden ist. Den Schluss des theoretischen Teils der Arbeit bildet eine 

kurze Vorstellung der verwendeten Modellierungs- und Analyseprogramme. 

Stützt sich der theoretische Teil hauptsächlich auf Literatur- und 

Internetrecherchen, basiert der Schwerpunkt bei den vorgestellten 

Programmen auf den eigenen Erfahrungen, die bei diesen Programmen 

bereits vorhanden, vertieft oder neu gewonnen wurden. 

Das dritte Kapitel enthält den praktischen Teil der Arbeit. Mit der Freeware 

Version von Google SketchUp wird ein 3D Modell des Plangebiets erstellt. 

Grundlage des Modells sind eigene Einschätzungen und die Auswertung von 

Fotos aus dem Plangebiet, die im Rahmen der Ortsbegehung gemacht 

wurden, sowie der Rahmenplan, der Bebauungsvorschlag und eine .dwg 

Datei (.dwg-Dateien sind eine Dateiformat für CAD) mit den Grundrissen des 

Plangebiets die uns zur Verfügung gestellt wurden. Die genaue 

Vorgehensweise wird dabei sowohl textlich als auch bildlich detailliert 

erläutert. Um den eng gesetzten Zeitrahmen der Arbeit nicht zu sprengen, 

sollte sich das Modell der Arbeit auf den Detaillierungsgrad LOD 2 

4 |

1. Einleitung 

beschränken. Allerdings hat sich eine Detaillierungsstufe zwischen LOD 2 

und LOD 3, im weiteren Verlauf der Arbeit als LOD 2,5 bezeichnet, als Ideal 

herausgestellt, da sich das Verhältnis zwischen Zeit- und Arbeitsaufwand als 

Optimal herausgestellt hat. Zusätzlich wird noch ein vereinfachtes LOD 1 

Modell erstellt, da sich dieses bei einigen der späteren Arbeitsschritte der 

Arbeit besser eignet. In einem kleinen Exkurs wird ein ausgewählter 

Baukörper innerhalb des Plangebiets genommen und in den 

Detaillierungsgraden LOD 1, LOD 2, LOD 3 modelliert. Ziel dieses Exkurses 

ist es, den unterschiedlichen Zeit- und Arbeitsaufwand bei der Modellierung 

der verschiedenen Detailierungsstufen zu dokumentieren. Darüber hinaus 

sollen die einzelnen Stufen auf ihren jeweiligen Mehrwert bewertet werden, 

sprich die Frage beantwortet werden, wann eignet sich welche 

Detailierungsstufe für welchen Anlass? Ein abschließendes Zwischenfazit, in 

denen erste Erkenntnisse erläutert werden, schließt das Kapitel ab. 

Im vierten Kapitel wird das erstellte Modell auf ausgewählte Kriterien hin 

analysiert. Untersucht werden die Kriterien Sichtachsen, Wegbeziehungen, 

Verschattung, Bauhöhen und Siedlungsökologische Einflüsse. Die Analyse 

der einzelnen Kriterien findet in Einzelarbeit statt. Für die Analyse von 

Sichtachsen, Wegbeziehungen und Bauhöhen wird sich auf Augenhöhe im 

Modell bewegt und die räumliche Wirkung der Neuplanung mit der 

Bestandsbebauung anhand von Fotos miteinander vergleichen und visuell 

dargestellt. Für die Verschattungsanalyse wird ein LOD 1 Modell des 

Gebietes in das Programm Autodesk Ecotect Analysis importiert. Dieses 

Programm erlaubt es, den Schattenverlauf eines gesamten Tages 

gleichzeitig darzustellen, desweiteren kann man damit den Sonnen- und 

Schattenverlauf für ein ganzes Jahr simulieren und anzeigen. Die 

Verschattungsanalyse beschränkt sich auf die Gebäudeneuplanungen. Es 

wird untersucht, inwiefern die neuen Gebäude andere bauliche Nutzungen 

verschatten oder selbst verschattet werden. Bei Defiziten werden Lösungen 

zur Behebung dieser benannt. Für die siedlungsklimatische Analyse wurde 

das Programm ENVI-met benutzt. Da ENVI-met keine 3D Modelle 

importieren kann, wurde ein auf Rastergrafik basierendes und stark 

vereinfachtes zweidimensionales Modell des Plangebiets erstellt. Hierbei 

musste jeder Pixel mit Attributen versehen werden um beispielsweise einen 

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1. Einleitung 

Pixel als Baum zu definieren. Jede Analyse schließt mit einem Zwischenfazit 

ab und benennt in kurzen Worten den Mehrwert des 3D Modells. 

Das fünfte und letzte Kapitel schließt die Arbeit ab. In einer Diskussion wird 

der Nutzen von 3D Modellen in der Stadtplanung sowie zentrale 

Erkenntnisse dargelegt. Im Anschluss werden persönliche Erfahrungen im 

Umgang mit 3D Programmen geschildert, sowie persönliche 

Wahrnehmungen im Umfang und Rahmen einer Abschlussarbeit dargestellt. 

1.4 Ablauf 

Die vorliegende Arbeit stellt eine Bachelorarbeit, die Abschlussarbeit der 

beiden Verfasser dar. Für die Bearbeitung der Abschlussarbeit war ein 

Zeitrahmen von acht Wochen gesetzt. Aufgrund von Hochwasser nach der 

Schneeschmelze und der damit verbundenen Unzugänglichkeit von Teilen 

des Plangebiets wurde die Bearbeitungszeit um vier Wochen verlängert. 

In der ersten Bearbeitungsphase ging es darum, sich umgehend mit der 

Thematik zu beschäftigen und sich in vergleichbare Arbeiten einzulesen. In 

dieser Phase wurde das theoretische Grundgerüst erstellt und geklärt, 

welches Ziel mit der Arbeit erreicht werden soll. Grundsätzlich geht es um die 

Frage nach dem Mehrwert von 3D Stadtmodellen hinsichtlich der 

Planqualität. Für diese Phase waren zwei Wochen vorgesehen. Der 

endgültige Abschluss dieser Phase zog sich jedoch wegen Weihnachten 

einige Tage in die Länge. 

In der zweiten Bearbeitungsphase wurde das Plangebiet in Augenschein 

genommen. Durch eine Ortsbegehung wurden erste Eindrücke über das 

Plangebiet gesammelt und Fotos gemacht. Die an diesem Tag 

aufgenommenen Fotos konnten jedoch aufgrund schlechter 

Wetterverhältnisse nicht entscheidend weiterverwendet werden und dienten 

in der dritten Bearbeitungsphase lediglich als Beihilfe für die Modellierung 

einiger Gebäude. Der zweite Versuch eine vernünftige Ortsbegehung 

durchzuführen, führte aufgrund von Hochwasser im Plangebiet ebenfalls zu 

keinen Ergebnissen. Die für diese Bearbeitungsphase vorgesehene Zeit von 

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1. Einleitung 

einer Woche konnte wetterbedingt nicht eingehalten werden und wurde 

parallel zur dritten Bearbeitungsphase fertig bearbeitet. 

Die dritte Bearbeitungsphase bestand aus der Modellierung des Plangebiets. 

Der erste Schritt hierbei war ein vernünftiges Geländemodel zu schaffen, auf 

das die späteren 3D Gebäude gesetzt wurden. Eine von der Stadt zur 

Verfügung gestellte .dwg Datei mit den Grundrissen des Plangebiets wurde 

in SketchUp importiert. Problematisch hierbei war, dass die derzeit zur 

Verfügung gestellte Freewareversion 8 von SketchUp es nicht erlaubt .dwg 

Dateiformat zu importieren. Über den Umweg der 7er Version konnte dann 

doch noch mit der aktuellen 8er Version gearbeitet werden. Der Einfachheit 

halber wurde im Gelände vorhandene Abschüssigkeit nur vereinfacht 

modelliert. Die genaue Vorgehensweise wird im praktischen Teil ein wenig 

ausführlicher beschrieben. Für eine zügige Modellierung wurde das 

Plangebiet aufgeteilt bzw. jedem Bearbeiter einzelne Gebäude zugewiesen. 

Da es einige Gebäude mit größerem Schwierigkeitsgrad bei der Modellierung 

gab, wurde hier auch so eine Aufteilung vorgenommen, dass ein insgesamt 

zügiger Fortschritt erreicht werden konnte. Nachdem das Modell auf einen 

einheitlichen Stand gebracht worden war, wurde mit der Feinarbeit am 

Modell begonnen. Mögliche Farbkonzepte wurden überlegt, eingefärbt und 

Vegetation eingefügt. Die Modellierungsphase war die zeitintensivste Phase 

und beanspruchte rund drei Wochen oder ungefähr 250 Arbeitsstunden. 

Die vierte Bearbeitungsphase bestand aus der Analyse des erstellten 3D 

Modells. Sichtbeziehungen und Wegeverbindungen konnten mit dem in 

SketchUp erstellten LOD 2 Modell analysiert werden. Hierzu wurden Bestand 

und Neuplanung miteinander vergleichen. Da wegen des Zeitrahmens kein 

Bestandsmodell vorhanden war, mussten für die Vergleiche Fotoaufnahmen 

zur Hilfe genommen werden. Die Verschattungsanalyse wurde mit dem 

Programm Autodesk Ecotect Analysis durchgeführt. Für diese Analyse wurde 

das LOD 1 Modell aus SketchUp genutzt und in Ecotect importiert. 

Für die Analyse wurden die neuen Gebäude auf ihren Schattenwurf, bzw. 

ihre eigene Verschattung hin untersucht. Hierbei wurden zu jeder Jahreszeit 

Tagesverläufe betrachtet und bewertet. Grafisch dargestellte Jahresverläufe 

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1. Einleitung 

waren eine hilfreiche Ergänzung. Die siedlungsklimatische Analyse sollte mit 

dem Programm ENVI-met durchgeführt werden. Leider stellte sich dieser Teil 

der Arbeit als besonders schwierig heraus und so mussten bei der Simulation 

Rückschläge eingesteckt werden. Eine genauere Beschreibung der 

aufgetretenen Probleme kann im vierten Kapitel nachgelesen werden. 

Aufgrund der Schwierigkeiten mit ENVI-met zog sich auch diese Phase ein 

wenig in die Länge und die Zeit von drei Wochen wurde leicht überschritten. 

Die fünfte und letzte Bearbeitungsphase bestand darin, die zentralen 

Erkenntnisse der Arbeit zu nennen und eine abschließende Bewertung 

bezüglich des Mehrwerts von 3D Stadtmodellen für planerische Aufgaben 

abzugeben. 

8 |

2. Theorie 

2. Theorie 

Im folgenden Teil soll kurz der theoretische Hintergrund zu den wichtigsten 

Grundlagen erläutert werden, auf denen diese Arbeit aufbaut. 

2.1 Visualisierung in der räumlichen Planung 

Der Begriff Visualisierung stammt vom lateinischen „visualis“ ab und 

bedeutet etwas sehen. Ein Bild sagt mehr als tausend Worte. Dieses 

Sprichwort können wir sehr gut nachvollziehen, wenn statt trockene Zahlen 

Diagramme und Grafiken vorgelegt werden. Auch die Tatsache, dass jedes 

Jahr millionen von Navigationsgeräten verkauft werden zeigt, dass 

Visualisierungen im Alltag ständig anzutreffen sind. Auch in der räumlichen 

Planung sind Visualisierungen üblich. In den höheren Planungsebenen 

werden Programme aufgestellt, deren textlichen Aussagen teilweise recht 

allgemein gehalten sind und mit flächenhaften Kartendarstellungen ergänzt 

werden. Auf der kommunalen Ebene befinden wir uns in der konkreten 

Objektplanung. In der verbindlichen Bauleitplanung werden Bebauungspläne 

aufgestellt, um Art und Maß der baulichen Nutzung festzulegen. Die 

textlichen Aussagen des Bebauungsplans sind jedoch häufig nur in 

Verbindung mit dem zeichnerischen Teil eindeutig. Die Visualisierung des 

Bebauungsplans dient somit der Verständlichkeit der Planung. 

Abbildung 2-1: Visualisierung eines Bebauungsplans 

http://www.schiffweiler.de/bilder/bauenwohnen/Bebauungsplan.jpg [Zugriff am 12.02.2011] 

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2. Theorie 

Der Bebauungsplan ist jedoch nicht die einzige Form der Planvisualisierung. 

Sämtliche Entwurfsmethoden der städtebaulichen Gestaltungsplanung (einen 

guten Einblick in die diversen Methoden bietet hier Streich [STREICH 2005]) 

lassen sich heutzutage auf Computersysteme übertragen [STREICH 2005: 

333]. Der Entwurf am Computer hat die Zeichnung am Reißbrett beinahe 

komplett ersetzt. Das liegt nicht zuletzt an der stetigen Weiterentwicklung 

und Verbreitung von CAD und GIS Systemen. Verschiedene Programme mit 

einer ausreichenden Werkzeugpalette und genügend Funktionen sind 

mittlerweile teilweise für wenig Geld zu bekommen. Eine sehr gute Studie 

über den Einsatz von Freeware, Open Source- und Low Cost- Software 

wurde im Rahmen einer Diplomarbeit 2009 von Heßer angefertigt [HEßER 

2009]. Neben dem 2-dimensionalen Entwurf erlauben viele CAD Systeme 

auch 3D. Damit ist es möglich, 3D Stadtmodelle zu erstellen, und der 

mittlerweile fließende Übergang zwischen CAD und GIS macht es möglich, 

diese Modelle vielfältig zu nutzen. Praktische Anwendung finden solche 

Modelle neben dem spielerischen Experimentieren auf Plattformen wie 

beispielsweise Google Earth auch in der Strukturplanung. 

Abbildung 2-2: 3D Stadtmodell von Berlin in Google Earth 

Google Earth, [Zugriff 15.01.2011] 

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2. Theorie 

Die räumliche Wirkung eines Platzes lässt sich anhand eines digitalen 

Modells, das virtuell begehbar ist, viel besser auf Vor- oder Nachteile hin 

untersuchen. Der tatsächliche Wert der 3D Visualisierung liegt auf der Hand. 

Als weitere Beispiele sollen hier nur kurz die Themenfelder Emissionen und 

Energiebedarfe von Gebäuden genannt werden, deren Darstellungen in 3D 

Modellen ebenfalls einen sehr viel größeren Erkenntnisgewinn liefern 

können. „Visualisierung ist damit eine wichtige Methode für den 

wissenschaftlichen Erkenntnisprozess und zugleich ein Verfahren zur 

raschen Übermittlung komplexer Informationen zwischen Wissenschaft und 

Praxis.“ (Prof. U. Streit. Vorlesung Geoinformatik Kapitel 08: Visualisierung 

von Geoobjekten) Welchen großen Nutzen die Visualisierung für die 

raumbezogene Analyse hat, wird durch das historische Beispiel des Cholera- 

ausbruchs Mitte des 19. Jahrhunderts in London gut demonstriert. Dr. John 

Snow zeichnete die Wohnorte von 500 Cholera Erkrankten in eine Karte ein 

und konnte damit Hinweise gewinnen, die auf einen Zusammenhang 

zwischen der Wasserversorgung und dem Ausbruch der Krankheit deuteten. 

Somit konnte die Epidemie gestoppt werden (vgl. Prof. U. Streit. Vorlesung 

Geoinformatik Kapitel 08: Visualisierung von Geoobjekten). 

Abbildung 2-3: Visualisierung von Choleraerscheinungen 

http://camelsnose.files.wordpress.com/2010/04/snow-cholera-map-1.jpg, Eigene Darstellung, [Zugriff am 

12.01.2011] 

| 11

2. Theorie 

2.2 Anwendungs- und Darstellungsmöglichkeiten 

2.2.1 2D und 3D 

Visualisierung kann in unterschiedlichen Dimensionen stattfinden. Je 

nachdem in welcher Dimension wir uns befinden, desto mehr 

Raumkoordinaten sind notwendig, um einen Punkt im Raum zu definieren. 

Während wir im zweidimensionalen Raum mit zwei Koordinaten einen Punkt 

beschreiben (Höhe und Länge) und Flächen darstellen können brauchen wir 

im dreidimensionalen Raum entsprechend drei Koordinaten (Höhe, Breite 

und Tiefe) und erzeugen somit eine Tiefenwahrnehmung und können ganze 

Körper abbilden. 

Abbildung 2-4: Die verschiedenen Dimensionen 

[Eigene Darstellung] 

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0D: Der Punkt bildet die 0.-Dimension, da er 

weder die Dimensionen Höhe, Breite oder 

Länge abbildet. 

1D: Eine Linie bildet die 1.-Dimension, da sie 

nur durch eine der drei möglichen Dimensionen 

dargestellt werden kann. 

2D: Ein Quadrat bildet die 2.-Dimension, da es 

nur durch zwei der möglichen Dimensionen 

dargestellt werden kann. 

3D: Ein Würfel bildet die 3.-Dimension, da er 

nur durch alle drei möglichen Dimensionen 

abgebildet werden kann.

2. Theorie 

In der räumlichen Planung ist man im Vorfeld auf Grundlagendaten 

angewiesen. Diese liegen in der Regel in zweidimensionaler Form vor. 

Klassisches kartographisches Material spielt dabei immer noch eine wichtige 

Rolle, ganz gleich, ob diese analog oder digital verfügbar sind [STREICH 

2005: 256]. In der konkreten Planung wird parzellenscharf geplant. Daher ist 

es wichtig, sich über die Grundstücksbesitzverhältnisse Klarheit zu 

verschaffen. Dafür existieren Liegenschaftskataster bei den Katasterämtern. 

Mittlerweile werden so gut wie alle Liegenschaftskataster digital geführt. 

Abbildung 2-5: Digitale Liegenschaftskarte 

http://www.thueringen.de/de/tmblv/presse/aktuelles/45053/content.html [Zugriff am 13.02.2011] 

Auch der für die verbindliche Bauleitplanung aufgestellte Bebauungsplan ist 

ein klassisches zweidimensionales Planwerk und wird dank CAD Software 

mittlerweile standardmäßig digital aufgestellt. Der Vorteil der digitalen 

Planbearbeitung liegt nicht nur im leichteren Austausch mit Dritten, CAD 

ermöglicht auch das nachträgliche Bearbeiten und spart somit Zeit und Geld. 

Weiter sind thematische Karten wie die Erfassung von Nutzungsstrukturen 

oder Luftbildaufnahmen für die städtebauliche Strukturplanung wichtige 

zweidimensionale Informationsquellen. Zwischen der zweiten und dritten 

Dimension gibt es noch eine Zwischendimension, die sog. 2,5D. 2,5D 

bedeutet, dass neben den zwei Koordinaten x und y eine dritte, ein dritter 

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2. Theorie 

Wert existiert, der aber lediglich als Attributwert vorliegt. Digitale 

Geländemodelle können beispielsweise so verwaltet werden. Digitale 

Geländemodelle sind in Gittern oder Höhenlinien angeordnete, in Lage und 

Höhe geokodierte Punktmengen, welche die Geländeformen der 

Erdoberfläche beschreiben. Digitale Geländemodelle erfreuen sich 

zunehmender Beliebtheit und der Service zur Bereitstellung von Geoportalen 

seitens der Behörden wird immer weiter ausgebaut. 2,5D erzeugt jedoch nur 

Quasi-Raummodelle. Die Möglichkeit, damit komplexe Analysen 

durchzuführen, gibt es nicht. Es ist jedoch möglich, innerhalb des 

Raummodells mit Flächenhaften oder körperlichen Darstellungen zu 

arbeiten. 

Abbildung 2-6: Baulandpreise in Google Earth dargestellt mit Polygonen 

Google Earth, [Eigene Darstellung] 

Komplexe Analysemöglichkeiten bietet ein 3D-GIS. GIS ist die Abkürzung für 

Geographisches Informationssystem. Geographische Informationssysteme 

sind Informationssysteme zur Erfassung, Bearbeitung, Organisation, Analyse 

und Präsentation geografischer Daten [WIKIPEDIA 2011]. Speziell die 

Möglichkeiten für räumliche Analysen lassen 3D-GIS zu einem gewaltigen 

Informationszugewinn in der räumlichen Planung werden. 

14 |

Abbildung 2-7: Quantum GIS 

2. Theorie 

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/8d/Qgis08_grass6_toolbox.png [Zugriff am 

13.02.2011] 

Die Grenzen zwischen CAD und GIS sind mittlerweile fließend und aus 

planerischer Sicht oftmals nicht mehr gewollt [STREICH 2005: 249]. Durch 

die dritte Dimension in der visuellen Darstellung entfaltet man eine 

Raumwirkung, die für den Betrachter begreifbar ist. Während ein 

Bebauungsplan meist nur von Fachleuten gelesen werden kann, gibt eine 

dreidimensionale Darstellung ein vertrautes Gefühl für Jedermann. Heßer hat 

zwei Voraussetzungen für die Anwendung von 3D formuliert [HEßER 2009: 

15]. 

Er unterscheidet zwischen technischen und projektbezogen 

Voraussetzungen. Die technischen Voraussetzungen setzen sich aus der 

Leistung der Anwendung, der verfügbaren Rechnerleistung und natürlich den 

Fähigkeiten des Anwenders zusammen. Als projektbezogene 

Voraussetzungen nennt Heßer die Verfügbarkeit und Qualität von Daten. 

Weiterhin kommt es auf die Aufgabenstellung und die Zielsetzung an. Also 

auf die Frage, was genau man mit dem Modell darstellen möchte. Der 

Einsatz von 2D oder 3D ist nicht immer sinnvoll. Um eine Einzelinformation 

sichtbar zu machen, kann eine 2D Darstellung sinnvoller sein. Um einen 

Planentwurf zu „testen“ ist ein 3D Modell die bessere Wahl. 

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2. Theorie 

Die Erstellung von 3D Modellen ist zeitaufwändig und technisch 

anspruchsvoller als 2D. Dennoch nehmen die 3D Visualisierungen in der 

Planung zu. Die Vorteile gegenüber 2D überwiegen. 3D ist vielfältig nutzbar, 

da man sich beispielsweise ein Modell von allen Seiten ansehen und es 

nachträglich bearbeiten kann. Dazu kann man es relativ schnell miteinander 

vergleichen. Traditionelle physische Modelle mussten mühsam gebastelt 

werden. Für Laien ist eine 3D Darstellung verständlicher als eine stilisierte 

2D Darstellung, weil der Mensch dreidimensional sieht. Somit lassen sich 

Planvorhaben besser vermitteln und es können Missverständnisse 

vermieden werden [vgl. MACH, PETSCHEK 2006: 8]. Trotz aller Vorteile von 

digitaler 2D und 3D Visualisierung ist ein handgezeichneter Entwurf immer 

noch fester Bestandteil du gehört zu den Fähigkeiten die ein Planer 

mitbringen sollte. 

2.2.2 Level of Detail (LOD) 

Bei der Erstellung eines 3D Modells ist es wichtig, sich den Adressaten klar 

zu machen und zu begreifen, welche Dimensionierung man vorzunehmen 

hat. Die Festlegung der erforderlichen Detailierungsstufe muss daher einer 

der ersten Verfahrensschritte sein [ZEILE 2010: 124]. Man unterscheidet fünf 

Detailierungsstufen, sog. Level of Detail (LOD), die von einfachen Luftbildern 

(LOD 0) bis hin zu komplexen Innenraummodellen (LOD 4) variieren können. 

Die Anforderungen an die einzelnen Detailierungsstufen sind in der Fachwelt 

weitestgehend gleich. Um dennoch sämtliche Missverständnisse zu 

vermeiden, beziehen wir uns hier auf die Definitionen von Zeile [ZEILE 2010: 

127]. Folgend werden nun die einzelnen LOD Stufen kurz vorgestellt. 

Zusätzlich befindet sich im hinteren Teil der Arbeit eine Gegenüberstellung, 

die den unterschiedlichen Zeit- und Arbeitsaufwand dokumentieren soll, der 

notwendig ist, um Modelle unterschiedlicher LOD Stufen zu erstellen. 

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2. Theorie 

• LOD 0 – Hierunter versteht man ein Digitales Geländemodell (DGM) 

mit Geländehöhen und Geländeformen. Mit Ausnahme von einigen 

sehr markanten Landmarken die zum Beispiel der räumlichen 

Orientierung dienen können (Kirchen, Burgen, etc..) , werden in der 

Regel keine Oberflächenobjekte abgebildet. Die Punktgenauigkeit auf 

diesem Regionalmodell in Lage und Höhe beträgt fünf Meter und 

höher. 

• LOD 1 – Dieses Modell wird umgangssprachlich auch 

Klötzchenmodell genannt. Es ist ein reines Kubaturmodell mit 

generalisierten Formen. In dieser Detailierungsstufe werden noch 

keine Aussagen bezüglich Dachformen/Dachstrukturen getroffen. Für 

Laien kann diese Darstellungsform zu abstrakt wirken, für Experten 

hingegen können hier bereits Raumstrukturen untersucht werden. 

Poesch spricht hier von einem „Digitaler 3D Schwarzplan für 

Gebäudestrukturen“ [POESCH 2009: 10]. 

• LOD 2 – Ein Modell mit generalisierter Gebäudegeometrie und 

vereinfacht dargestellten Dachstrukturen und Dachformen. 

Gebäudetexturen können bereits verwendet werden, sind jedoch nicht 

zwingend notwendig. Diese Detailierungsstufe eignet sich besonders 

gut um größere Gebietseinheiten abzubilden. 

• LOD 3 – Ausdifferenzierte Architekturmodelle mit realistischer 

Gebäudegeometrie. Während im LOD 2 Fassaden nicht zwingend 

notwendig waren, kommen diese Texturen jetzt zum Einsatz. 

Zusätzlich sind Vegetationselemente und Straßenmöblierung im 

Modell enthalten. Diese Detailierungsstufe ist die Größtmögliche für 

die Außendarstellung von Stadträumen und besonders für die 

Öffentlichkeitsbeteiligung geeignet, da der Bürger sich im Modell 

schnell zurechtfindet. 

• LOD 4 – Auf dieser Detailierungsstufe spricht man von komplexen 

Innenraummodellen, in denen konstruktive Elemente und Öffnungen 

in Fotorealistischer Form dargestellt werden. Diese Darstellungstiefe 

ist für die Stadtplanung im Grunde nicht relevant und ist viel eher für 

Architekten geeignet, um zum Beispiel Lichtverhältnisse in Räumen zu 

untersuchen. 

| 17

2. Theorie 

Abbildung 2-8: LOD1-3 

SketchUp, [Eigene Darstellung] 

Abbildung 2-9: LOD4 - Innenraummodell 

http://www.architekturdarstellung.info/lehrgebiet-architekturdarstellung-architekturvisualisierung.html, [Zugriff am 

24.02.2011] 

18 |

2.2.3 Volumenmodellierung 

2. Theorie 

Zur Erstellung von 3D Stadtmodellen gibt es unterschiedliche 

Modellierungstypen. Es lassen sich vier Modellierungstypen unterscheiden: 

1. Kantenmodellierer, 

2. Flächenmodellierer, 

3. Volumenmodellierer 

4. Objektmodellierer. 

Grundlage der Modellierung ist die Objektgeometrie. Modelle müssen mit 

Hilfe der Elemente Punkt, Kante/Linie und Fläche/Volumen geometrisch 

beschrieben werden. In Streich werden die CAD Modellierungstypen im 

Einzelnen ausführlich vorgestellt [vgl. STREICH 2005: 334]. Hier soll jedoch 

nur kurz auf den in der Arbeit genutzten Modellierungstyp 

„Volumenmodellierer“ eingegangen werden. 

Beim Volumenmodellierer werden die Volumina der darzustellenden Körper 

vollständig geometrisch beschrieben. Das macht es möglich, höchstmögliche 

Realitätsnähe zu modellieren. Man unterscheidet zwischen generativen und 

akkumulativen Volumenmodelle. Bei generativen Modellen werden komplexe 

Geometriekörper erschaffen, in dem einfache Volumenformen miteinander 

verknüpft werden. Bei den akkumulativen Modellen werden Flächen addiert, 

bis die gewünschte Form, das gewünschte Volumen entstanden ist [vgl. 

STREICH 2005: 336]. 

Die Constructive Solid Geometry ist das gängigste generative 

Beschreibungsverfahren. Das gewünschte Volumen wird durch mehrere 

Grundkörper, die miteinander kombiniert werden, erschaffen. Mit Hilfe der 

Bool´schen Mengenfunktionen können verschiedene Grundkörper 

beispielsweise miteinander vereinigt werden und durch die Differenzmenge 

können Körper „zurecht geschnitten werden“. Constructive Solid Geometry 

Modelle enthalten mehr Informationen, u.a. werden die verwendeten 

Grundkörper zwischengespeichert. Aus diesem Grund sind Constructive 

Solid Geometry Modelldateien größer als zum Beispiel Modelle die mit der 

Boundary Representation beschrieben werden [Höffken 2010: 30]. 

| 19

2. Theorie 

Boundary Representation (auch BRep Modell) ist ein akkumulatives 

Volumenbeschreibungsverfahren. Bei diesem Verfahren werden die Modelle 

aus einzelnen Flächen zusammengesetzt und über ihre Oberflächengrenzen 

definiert, weshalb man auch von Flächenbegrenzungsmodellen spricht. Der 

geometrische Körper setzt sich aus den Elementen Punkt, Kante und Fläche 

zusammen. Addiert man nun mehrere Flächen zusammen ergeben sich 

neue Punkte, Kanten und Flächen. Krümmungen werden durch Flächen 

angenähert. Allerdings ist es möglich frei zu formen, wogegen man bei der 

Constructive Solid Geometry Methode durch die Grundformen eingeschränkt 

ist [Geoinformatik Onlinelexikon Uni Rostock, Zugriff am 15.01.2011]. 

Abbildung 2-10: Constructive Solid Geometry und Boundary Representation 

Höffken 2010: 30, [Eigene Darstellung] 

2.3 Benutzte Modellierungs- und Simulationsprogramme 

Um einen besseren Eindruck vermitteln zu können, wie das Modell erstellt 

und anschließend analysiert wird, werden in diesem Abschnitt die dazu 

verwendeten Programme vorgestellt. Die Vorstellung beschränkt sich hierbei 

auf eine kurze Beschreibung in Form von persönlichen Eindrücken und 

Erfahrungen bezüglich der Erlernbarkeit, Benutzerfreundlichkeit und den 

benutzten Funktionen mit einer kurzen persönlichen Einschätzung 

20 |

Abbildung 2-11: Benutzte Software 

Logo Produktname/ 


Version 

Google 

SketchUp 8 

Autodesk 

Ecotect 

Analysis 2011 

ENVI-met V3.1 

Beta 

2.3.1 Google SketchUp 8 

2. Theorie 

Herstellerseite: Zugriff 

http://sketchup.google.com/intl/ 

de/ 

http://www.autodesk.de/adsk/s 

ervlet/pc/index?siteID=403786 

&id=15073595 

http://www.envi-met.com/ 

20.12.10 

04.01.11 

15.01.11 

Google SketchUp ist eine, in der Pro-Version kostenpflichtige, 3D- 

Modellierungssoftware, die sich besonders für die Erstellung von Baukörpern 

eignet. Für den Privatgebrauch gibt es zudem eine kostenfreie Basisversion. 

Die Schwerpunkte des Programmes liegen dabei auf der einfachen 

Handhabung des Modellierens und auf der Zugänglichkeit für Jedermann. 

Dieser kurze Erfahrungsbericht bezieht sich ausschließlich auf die 

kostenfreie Version von SketchUp. 

Direkt nach dem Start des Programmes öffnet sich ein Hilfefenster, um 

einem die „ersten Schritte“ zu erläutern. Zur Auswahl stehen 

Einführungsvideos, gesammelte Tipps und Tricks, eine Übersichtskarte für 

Funktionen und ein Link zum Online Handbuch. Neben diesen Möglichkeiten 

gibt es zahlreiche Tutorials auf YouTube und diverse Foren, in denen man 

sich austauschen kann. Dadurch fällt einem der Start ins Programm leicht 

und es ist Dank dieser Hilfen möglich, relativ schnell und mit einfachen 

Mitteln gute Ergebnisse zu erzielen. 

| 21

2. Theorie 

Abbildung 2-12: Erste Schritte Google SketchUp 


Abbildung 2-13: SketchUp Anwendungsfenster 


Das Ansichtsfenster wirkt übersichtlich und nicht überladen. Die verwendeten 

Funktions-Symbole sind einfach gehalten und erklären sich meistens selbst. 

Desweiteren gibt es die Möglichkeit die Funktionspalette in Form von Plug- 

Ins zu erweitern. 

Weiterhin bietet SketchUp, speziell für die Gestaltung von Stadtmodellen, 

zwei sehr nützliche Funktionen. Zu einem die Möglichkeit via Google 

Streetview Gebäudefassaden zu markieren und diese ins erstellte Modell 

einzufügen, zum anderen ist es möglich in Google Earth ein Gebiet 

auszuwählen und dieses in SketchUp als Geländemodell zu importieren, 

welches dann als Grundlage für das zu erstellende Modell verwendet werden 

kann. Diese Funktion eignet sich jedoch nur für eine grobe 

22 |

2. Theorie 

Geländedarstellung, da kleinräumige topographische Gegebenheiten sowie 

Begradigungen, Aufschüttungen und Abgrabungen nicht dargestellt sind. Für 

eine genaue topographische Modellierung ist die Verwendung der Sandbox 

nötig. Diese Funktion benötigt allerdings eine gewisse Einarbeitungszeit. 

Die Möglichkeiten die SketchUp bietet sind jedoch begrenzt, denn der 

Schwerpunkt des Programmes liegt in der Erstellung von 3D Objekten, 

deswegen ist es nicht möglich analytische Aussagen zu treffen die über das 

visuell Erkennbare hinausgehen. Dennoch, SketchUp bietet selbst in der 

freien Version eine große Funktionspalette, die mit verschiedensten Plug-Ins 

erweiterbar ist. Dadurch kann es mit vielen hochpreisigen Programmen 

mithalten. Der schnelle Einstieg und die einfache Handhabung bietet auch 

Anfängern die Möglichkeit einfache Modelle zu präsentieren. Für die 

Erstellung von städtebaulichen Modellen, die als Basis für weiterführende 

Analysen verwendet werden können, ist das Programm bestens geeignet. 

2.3.2 Autodesk Ecotect Analysis 

Ecotect Analysis ist eine umfangreiche und kostenpflichtige 

Analysesoftware, die für den Einsatz von nachhaltiger Planung von 

Baukörpern konzipiert wurde. Die Schwerpunkte des Programmes liegen 

dabei auf Energieanalysen, thermischen Verhaltenszyklen, auf der 

Berechnung von Wasser- und Energieverbrauch und einer damit 

Verbundenen Kostenabschätzung, sowie auf Tageslichtberechnungen mit 

Sonnenlaufbahnen und Schattenverläufen. [Vgl. http://www.autodesk.de] 

Im Rahmen der Arbeit wurde mit der 30 Tage Testversion gearbeitet, die 

jedoch im vollen Umfang nutzbar ist. Nach Ablauf der Probezeit bleibt die 

Software auch weiterhin voll nutzbar, allerdings mit der Einschränkung, dass 

man keine Daten mehr abspeichern kann. Das Programm erlaubt eine 

Vielzahl von Dateiformten zu importieren und zu exportieren. So lassen sich 

auch unter anderem mit SketchUp erstellte Modelle direkt einfügen und 

analysieren. 

| 23

2. Theorie 

Abbildung 2-14: Ecotect Analysis Anwendungsfenster 

Autodesk Ecotect Analysis, [Eigene Darstellung] 

Abbildung 2-15: Schattenverlauf für 10 Stunden in 30min Schritten 

Autodesk Ecotect Analysis. [Eigene Darstellung] 

24 |

2. Theorie 

Online Tutorials, die auf der Herstellerseite zu finden sind, erklären einem die 

„ersten Schritte“ und Schritt für Schritt-Anleitungen zeigen, wie man einfache 

Analysen durchführen kann. Desweiteren gibt es eine Online-Hilfe und ein 

Forum. Um das Programm allerdings im vollen Umfang nutzen zu können, ist 

eine sehr lange Einarbeitungszeit und eine professionelle Einweisung 

erforderlich. Der gesetzte Zeitrahmen von acht Wochen für die 

Bachelorarbeit ist dafür aber zu kurz, so dass wir den Einsatz der Einsatz der 

Software nur auf die Verschattungsanalyse beschränkt haben. 

Ecotect ermöglicht den vollständigen Schattenverlauf eines Tageszyklus in 

verschiedenen, selbst gewählten, Zeitstufen simultan darzustellen, sowie den 

kompletten annuellen Verlauf für eine festgelegte Uhrzeit. Diese Art der 

Darstellung gestattet für die zu betrachteten Bereiche genaue Aussagen über 

den Grad der Verschattung zu treffen. Die Ergebnisse können für eine 

spätere Demonstration, jeweils in einem Bild- oder Videoformat, exportiert 

werden. 

Ecotect Analysis ist ein sehr leistungsstarkes und umfangreiches 

Analyseprogramm, durch dessen Einsatz schon im Vorfeld ein geplantes 

Bauvorhaben untersucht und optimiert werden kann. Das Programm eignet 

sich speziell für den professionellen Einsatz für die Bereiche der 

Raumplaner, der Architektur und der Bauingenieure. Durch den hohen Preis 

und die lange Einarbeitungsphase ist es zudem für Anfänger, die nur 

einfache Berechnungen vornehmen möchten, nicht zu empfehlen. 

2.3.3 ENVI-met 

ENVI-met ist ein englischsprachiges Analyse- und Simulationsprogramm, 

das anhand eines dreidimensionalen mikroklimatischen Modells, die 

Wechselwirkungen zwischen Oberflächen, Pflanzen und der Atmosphäre, in 

einer urbanen Umgebung, in einem definierbaren Zeitrahmen und mittels 

Grundgesetzen der Strömungsmechanik, prognostiziert. ENVI-met ist 

kostenlos und für Jedermann frei zugänglich, Hauptzielgruppen des 

Programmes sind jedoch Stadtklimatologen, Bauingenieure, Architekten und 

Stadtplaner [Vgl. http://www.envi-met.com]. 

| 25

2. Theorie 

Hinter ENVI-met steht, im Gegensatz zu den anderen verwendeten 

Programmen, kein kommerziell orientiertes Unternehmen, weswegen sich 

die Community und der Support auf einen relativ kleinen Personenkreis 

beschränken. Zur Einarbeitung und Fragen zum Programm stehen ein 

Online-Handbuch und ein Forum zu bereit. 

Das Programm startet mit einer Leiste auf der folgende sieben 

Auswahlmöglichkeiten, von links beginnend, zur Verfügung stehen: 

26 | 

1. Modelleditor 

2. Konfigurationseditor 

3. ENVI-met Hauptprogramm 

4. LEORNADO 

5. Xtract 

6. Online-Handbuch 

7. Beenden-Knopf. 

Abbildung 2-16: ENVI-met Startleiste 

ENVI-met 3.1 [Eigene Darstellung] 

Ein großer Nachteil von ENVI-met ist, dass kein Datenaustausch mit anderen 

Programmen möglich ist. Somit lassen sich bereits erstellte Modelle nicht 

importieren und weiterverarbeiten. Das zu untersuchende Gebiet muss mit 

dem programmeigenen Modelleditor (1.) erstellt werden. Mit dem 

Konfigurationseditor (2.) lassen sich verschiedene Attribute festlegen. Im 

ENVI-met Hauptprogramm (3.) findet der eigentliche Simulationsablauf statt. 

Hier kann auch anhand verschiedener Einstellungen festgelegt werden, was 

alles simuliert werden soll. Mit Leonardo (4.) können anschließend die 

Ergebnisse der Analyse grafisch sichtbar gemacht und auswertet werden. 

Über Xtract (5.) konnten keine Erfahrungen gesammelt werden.

Abbildung 2-17: Leonardo 

ENVI-met 

2. Theorie 

Die einfache Bedienung erlaubt es relativ schnell die Grundfunktionen des 

Programmes zu erlernen und anzuwenden. Der große Nachteil liegt jedoch 

darin, dass es nicht möglich ist, mit dem Modelleditor topographische 

Strukturen darzustellen und dass das Modell nur in einem 2D Rasterformat, 

mit der Maximalrasterung von 250x250x40, erstellbar ist. Durch diese 

Einschränkungen ist es nicht möglich, größere Gebiete detailgenau zu 

modellieren. Die eigentliche Simulation wird aber dreidimensional 

durchgeführt. Bei Maximalauslastung der Möglichkeiten kann eine Simulation 

mehrere Tage dauern. 

ENVI-met ist ein Simulationsprogramm mit einfacher Bedienung. Der 

Schwierigkeitsgrad steigt jedoch mit dem Umfang und der Größe der zu 

berücksichtigten Faktoren und der Genauigkeit des Gebietes und ist eher für 

kleinräumige Analysen gedacht. Wir sind unter anderem aus diesem Grund 

mit der Simulation unseres Quartiers gescheitert. 

| 27

3. Praktischer Teil 


3.1 Einordnung des Planungsgebietes 

Das Plangebiet befindet sich im Frankfurter Gutleutviertel südwestlich der 

Innenstadt und liegt am nördlichen Mainufer. Über die Anschlussstelle 

Westhafen ist das Plangebiet an die Autobahn A5 angebunden. Das 

Plangebiet ist stark gewerblich geprägt, der Gutleuthafen erstreckt sich auf 

knapp 400 Meter in das Plangebiet hinein. Im Norden verläuft die stark 

befahrene Gutleutstraße, die das Plangebiet erschließt. Weiter nördlich 

befinden sich wieder gewerblich genutzte Grundstücke sowie Teile des 

großen Gleisvorfelds des Frankfurter Hauptbahnhofs. Im Osten grenzt das 

Plangebiet an den Bahndamm der Main-Neckar-Brücke. Im Süden verläuft 

der Main, dessen Ufer jedoch nur auf Höhe des Sommerhoffparks öffentlich 

zugänglich ist. Im Westen grenzt der Gutleuthafen an das Plangebiet. 

Abbildung 3-1: Städtische Einordnung des Plangebiets 


28 |

Abbildung 3: Abgrenzung des Plangebiet 


Das Plangebiet selbst gliedert sich wie folgt: 


Im Westen befindet sich die Wurzelsiedlung. Eine typische Arbeitersiedlung, 

errichtet im Jahr 1921 von der Reichsbahn, gehört sie heute einer 

Genossenschaft. Mit sechs Wohnblöcken und 116 Wohnungen ist die 

Wurzelsiedlung eine relativ kleine Siedlung und wirkt im ansonsten 

gewerblich geprägten Plangebiet wie ein Fremdkörper. Im Plangebiet 

befinden sich zwei Schulen. In einem großen Schulkomplex, der von der 

Gutleutstraße im Norden bis an das Mainufer im Süden reicht, befindet sich 

die Werner-von-Siemens Schule. Eine Schule für Elektro-, Informations- und 

Medientechnik. Darüber hinaus gibt es die Schule am Sommerhoffpark, eine 

Förderschule für Gehörlose. Sie befindet sich im Osten neben einem 

stillgelegten Heizkraftwerk der Deutschen Bahn. Zwischen der Werner-von- 

Siemens-Schule und der Wurzelsiedlung befinden sich gewerbliche Anlagen, 

die zum Gutleuthafen gehören. 

| 29


Abbildung 3-3: Wurzelsiedlung 


Abbildung 3-4: Werner-von-Siemens-Schule 


30 |

Abbildung 3-5: Schule am Sommerhoffpark 


Abbildung 3-6: Anlagen des Gutleuthafens südlich der Wurzelsiedlung 



| 31


Westlich der Werner-von-Siemens-Schule befindet sich das Johanna- 

Kirchner-Heim, eine größere Alten- und Pflegeeinrichtung des 

Arbeiterwohlfahrtsverbandes. Südlich davon befindet sich der 

Sommerhoffpark. Der Sommerhoffpark bildet das zentrale Qualitätsmerkmal 

des Plangebiets und einen starken Kontrast zum ansonsten freiflächenarmen 

und von Industrie und Handel geprägten Gebiet. Der Sommerhoffpark kann 

nur durch einen schmalen Zugang von der Gutleutstraße aus erreicht 

werden. Dabei muss eine Kindertagesstätte und ein Lagerplatz des 

Grünflächenamtes passiert werden. Aufgrund der Abgeschiedenheit des 

Plangebiets, sowie der umständlichen Zugänglichkeit innerhalb des Gebiets 

selbst können die Vorzüge des Sommerhoffpark kaum genutzt werden. 

Abbildung 3-7: Johanna-Kirchner-Heim 


32 |

Abbildung 3-8: Sommerhoffpark 


Abbildung 3-9: Lagerfläche Grünordnungsamt 



| 33


Abbildung 3-10: Stillgelegtes Heizkraftwerk 

{Eigene Darstellung] 

Abbildung 3-11: Gutleutstraße Richtung Innenstadt – Rechts die Werner-von-Siemens-Schule 


34 |

3.2 Planungsstand der Stadt 


Im Dezember 2010 stellte der Planungsdezernent der Stadt einen in Auftrag 

gegeben Rahmenplan für das oben genannte Plangebiet vor, über dessen 

Annahme die Stadtverordnetenversammlung noch abzustimmen hat. Das 

beauftragte Planungsbüro arbeitete neben dem Rahmenplan bereits einen 

ersten Bebauungsvorschlag aus. 

Abbildung 3-12: Rahmenplan 

Stadt Frankfurt am Main 

Abbildung 3-13: Bebauungsvorschlag 

Stadt Frankfurt am Main 

| 35


Anlass für den Rahmenplan ist die laut Planungsamt städtebaulich defizitäre 

Situation des Plangebiets. In der Begründung wird das Gebiet als ein 

planloses nebeneinander von unterschiedlichsten Nutzungen beschrieben, 

dem es an Aufenthaltsräumen, Läden und Gastronomie fehlt. Im Mittelpunkt 

der Überlegungen steht der Sommerhoffpark, der aus seiner isolierten Lage 

heraus befreit und stärker für die Öffentlichkeit zugänglich gemacht werden 

soll. Erreicht werden soll das u.a. durch eine stärkere Betonung des 

Hauptzugangs über die Gutleutstraße, indem der Kindergarten und der 

Lagerplatz des Grünflächenamts verlagert werden. Außerdem ist eine 

Verbindung über das nördliche Mainufer hinaus gedacht, um den 

Sommerhoffpark in den Naherholungsraum „Nördliches Mainufer“ zu 

integrieren. Weitere Grünflächen entlang des Mainufers in westliche Richtung 

sind angedacht und sollen die Attraktivität des Gebietes steigern. Die 

Wiederaufnahme eines Fährbetriebs nach Niederrad, wie es ihn noch bis 

Mitte der 1930er gab, würde weiteres Potenzial bieten. 

Im Bereich des stillgelegten Heizkraftwerks der Bahn im Osten des 

Plangebiets sollen Veränderungen vorgenommen werden, um die 

Eingangssituation, die Zugreisende über die Main-Neckar-Brücke kommend 

erfahren, aufzuwerten. Gedacht ist hier, erstens, an eine Erweiterung der 

Schule am Sommerhoffpark. Im eingereichten Rahmenplan werden 

zahlreiche Untersuchungen erwähnt, die ein Gebäude parallel zur Main- 

Neckar-Brücke hin errichtet, als bestgeeignete Möglichkeit sehen. Weiter 

sind drei etwa 40 Meter hohe Wohntower zum Ufer hin gedacht, um die 

neugeschaffene Uferpromenade zu beleben. Potenzial sieht der Rahmenplan 

auf dem Gelände des Johanna-Kirchner-Heims in Form von baulichen 

Erweiterungen vor. 

Die bisherigen Gewerbeflächen zwischen Wurzelsiedlung und Werner-von- 

Siemens-Schule sollen einem Quartierszentrum mit Läden für den täglichen 

Bedarf, Wohnungen sowie Büroflächen weichen. In der Begründung wird 

dieser Entwicklungsfläche aufgrund seiner zentralen Lage inmitten des 

Plangebiets und seiner Lage an der Gutleutstraße erhebliches Potenzial 

zugesprochen. Die südlich der Wurzelsiedlung gelegenen vom Gutleuthafen 

genutzten Flächen sollen in Wohn- und Grünflächen umgewandelt werden. 

36 |


Die Wurzelsiedlung würde somit aus ihrer isolierten Lage heraus befreit 

werden, an das nun durchgängig zugängliche Mainufer herangeführt und in 

das Gesamtquartierskonzept integriert werden. Ein entsprechender Puffer im 

Westen soll das Betonwerk in ihrem Bestand und vor etwaigen 

Einschränkungen schützen. Langfristige Pachtverträge lassen eine 

Umnutzung in Wohnflächen jedoch kurzfristig nicht möglich erscheinen. 

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der Magistrat mit dem vorgelegten 

Rahmenplan das sich in der Vergangenheit bereits positiv bewährte Konzept 

von einem für die Öffentlichkeit zugänglichen Mainufer konsequent 

weiterentwickelt hat. Das auf dem ehemaligen Westhafen umgesetzte 

Projekt „Wohnen und Arbeiten am Fluss“ in unmittelbarer Nähe zum 

Plangebiet zeigt, welch großes Potenzial für eine attraktive Stadtentwicklung 

das Plangebiet aufweist. Anhand einer eigenen Vor-Ort-Begehung teilen wir 

die Einschätzung des Magistrats, dass aus städtebaulicher Sicht im 

Plangebiet dringender Handlungsbedarf besteht. 

| 37


3.3 Erstellung des LOD 2,5 Modells mit Hilfe von Google SketchUp 

3.3.1 Erste Schritte – Erstellung des Geländemodells 

Als Grundlage für die Erstellung des Modells dient eine Katasterkarte. Diese 

wird in Google SketchUp importiert, danach wird die Karte bis zur 

gewünschten Gebietsgröße zurechtgeschnitten, skaliert und von irrelevanten 

Inhalten gesäubert. Anschließend werden alle Flächen miteinander 

verbunden, da diese als Grundlage für die Modellierung dienen. 

Abbildung 3-14 und 3-15: Plangrundlage Plangebiet und Plangrundlage zugeschnitten 


38 |

Abbildung 3-16: Layerstruktur 

SketchUp [Eigene Darstellung] 


Im zweiten Schritt wird eine Layerstruktur angelegt und mit der 

Geländemodellierung begonnen. Aufgrund des gegebenen Zeitrahmens 

werden nur markante und raumrelevante Geländeverläufe dargestellt. Das 

Gelände wird mit dem Sandbox-Tool generiert, da sich diese Variante nach 

verschiedenen Testentwürfen mit unterschiedlichen Erstellungsmöglichkeiten 

als die am besten geeignete Variante heraus gestellt hat. 

Abbildung 3-17: Topographie 


| 39


3.3.2 Modellierung der Gebäudekörper 

Um alle Gebäude einheitlich darstellen zu können, wird ein Standardmaß für 

Geschosshöhen festgelegt. Das gewählte Maß beträgt bei Wohnflächen je 

2,85m, für Dienstleistungs- und Gewerbeflächen jeweils 3m und 3,5m. 

Das Gesamtgebiet wird in einzelne Bereiche gegliedert, um eine bessere 

Arbeitsteilung und Struktur zu schaffen. 

Abbildung 3-18: gegliedertes Gesamtgebiet 


Die Bereiche gliedern sich in die drei Hauptbereiche 

40 | 

- Bestandsgebäude 

- Neuplanungen 

- angrenzende Bebauung 

sowie in die Unterkategorien 

- Wurzelsiedlung 

- Siemens-Schule 

- Pflegeheim/Sommerhofpark 

- Umspannwerk/Schule am Sommerhofpark 

- Wohnen am Wasser 

- Quartierzentrum/Wohnblock

- Johanna-Kirchner-Heim 

- Wohntürme 


Die Dokumentation der einzelnen Modellierungsschritte findet in Form einer 

Fotoreihe statt. Die jeweiligen Fotos werden mit kurzen Stichwortsätzen 

beschrieben. 

Abbildung 3-19: Bestand Wurzelsiedlung & Details 


Bestandsgebäude: Wurzelsiedlung 

- Erstellung LOD 2, danach auf LOD 2,5 erweitert 

- Details: Kellertreppen 

Abbildung 3-20: Siemensschule & Details 


| 41


Bestandsgebäude: Siemens-Schule 


- Details: Treppen, Aufbauten, Überdachungen, Erker 

Abbildung 3-21: AWO Anlage/Sommerhofpark & Details 


Bestandsgebäude: Pflegeheim/Sommerhofpark 

- Erstellung LOD 1 

- Details: Balkone, Erker, Treppen, Rampe 

- Erweiterung auf LOD 2,5 

Abbildung 3-22: Umspannwerk/Schule am Sommerhofpark & Details 


Bestandsgebäude: Umspannwerk/Schule am Sommerhofpark 


- Details: Überdachungen, Balkon, Durchgang 

42 |

Abbildung 3-23: Wohnen am Wasser 


Neuplanungen: Wohnen am Wasser 


- Erstellung Kindergarten in LOD 2,5; inspiriert von aktuellen 

Architekturtrends 

- Stadtvillen und Wohngebäude bewusst im erhöhten Detailierungsgrad 

gestaltet, inspiriert von dem Projekt „Wohnen und Arbeiten am Wasser“ im 

Westhafen 

Abbildung 3-24: Quartierszentrum/Wohnblock 


Neuplanungen: Quartierzentrum/Wohnblock 


- Quartierszentrum als Gestaltungsbeispiel für ein lichtdurchflutetes Gebäude 

- Wohnblock inspiriert von dem Projekt „Wohnen und Arbeiten am Wasser“ 

| 43


Abbildung 3-25: Johanna-Kirchner-Anlage 


Neuplanungen: AWO-Anlage 

- Erstellung LOD 1 

- Details: Balkone, Erker 

- Erweiterung auf LOD 2,5 

Abbildung 3-26: Wohntürme 


Neuplanungen: Wohntürme 

- Eckgebäude an der Schule im selben Stil wie die Schulgebäude 

- drei Wohntürme bewusst im erhöhten Detaillierungsgrad gestaltet, inspiriert 

von dem Projekt „Wohnen und Arbeiten am Wasser“ 

44 |

Abbildung 3-27: Teilbereich des Elektrizitätswerk 


Abbildung 3-28: Gewerbe- und Dienstleistungsfläche 


Angrenzende Bebauung: 


- Gestaltung von Baukörpern in LOD 1, die unmittelbar an das Gebiet 

angrenzen und Einfluss auf das Gebiet nehmen können. 

- Beim Elektrizitätswerk wird nur der gebietsbeeinflussende Teil modelliert 

- Bei der Gewerbe- und Dienstleistungsfläche wird nur die erste und zweite 

Gebäudereihe modelliert. 

| 45


3.3.3 Modellierung von Uferbereich, Straßen, Bahndamm und 

46 | 

Details 

Nach der Fertigstellung der Gebäude wird der Straßenraum ausdifferenziert. 

Dazu wird dieser in Fahrbahnen und Gehwege unterteilt. Um eine räumliche 

und optische Trennung schaffen zu können, werden die Fahrbahnen 10cm 

abgesenkt. Die neue Erschließung zu den Wohntürmen wird ebenfalls 

modelliert. 

Abbildung 3-29: Abgesenkte Fahrbahn 


Abbildung 3-30: Erschließung Wohntürme 

SketchUp [Eigene Darstellung]


Anschließend wird der sich im östlichen Teil befindliche Bahndamm mit den 

dazugehörigen Unterführungen modelliert. 

Abbildung 3-31: Unterführung am Bahndamm 


Im nächsten Schritt wird ein exemplarischer Spielplatz erstellt, der im Sinne 

eines Piktogramms eingesetzt wird. Daraufhin wird dieses „Piktogramm“ an 

jede Stelle gesetzt, an der sich aktuell ein Spielplatz befindet, sowie 

zusätzlich ein weiteres Piktogramm auf das Grundstück des neugeplanten 

Kindergartens. 

Abbildung 3-32: Spielplatz 


| 47


Danach werden Zäune und Geländer in das Modell eingefügt. Folgende 

Abbildung zeigt beispielhaft eine Darstellung eines Geländers. 

Abbildung 3-33: Geländer 


3.3.4 Einfärben und Vegetation 

Im folgenden Arbeitsschritt werden alle Flächen des Modells eingefärbt, um 

eine bessere Abgrenzung der einzelnen Komponenten schaffen zu können. 

Abbildung 3-34: Plangebiet farblos/eingefärbt 


48 |


Aus dem Google 3D Warehouse werden Bäume und Sträucher für die 

Gestaltung der Vegetation heruntergeladen. Zuerst werden die neugeplanten 

Baumreihen nach Planvorgabe einzeln hinzugefügt. 

Abbildung 3-35: Bäume Neuplanung West und Ost 


Bäume, Büsche und Sträucher des Bestandes werden, der Unterteilung 

entsprechend, nacheinander eingefügt. Auf der nächsten Abbildung ist das 

komplette fertig modellierte Modell des Plangebietes zu sehen. 

Abbildung 3-36: komplettes Plangebiet 


| 49


Zu den Bäumen lässt sich sagen, dass diese im Grunde Zweidimensional 

sind, optisch jedoch Dreidimensional dargestellt werden. Aus diesem Grund 

wurden Sie in der Arbeit verwendet. 

Zusätzliches: 

Zusätzlich werden die im Kapitel Fünf erwähnten Gestaltungsvorschläge 

separat modelliert und eingefügt. Für nähere Informationen wird an dieser 

Stelle auf Kapitel Fünf verwiesen. 

Abschließend werden, im Hinblick auf die Öffentlichkeitsarbeit, Menschen, 

Autos und Boote aus dem Google 3D Warehouse heruntergeladen und 

eingefügt. Diese Komponenten sollen das Modell beleben und dadurch 

anschaulicher gestalten. Sie dienen zudem als Referenzgrößen und 

erleichtern damit die korrekte Wahrnehmung von Raum- und 

Gebäudegrößen. 

Abbildung 3-37: Menschen und Autos 


50 |

3.4 Das fertige Modell – Vorstellung und Ansichten 


Im folgenden Kapitel wird das angefertigte Modell anhand einiger Ansichten 

vorgestellt. 

Abbildung 3-38: Gesamtansicht 1 




| 51



SketchUp, Eigene Darstellung 



52 |

Abbildung 3-42: Wohntürme an der Main-Neckar-Brücke 


Abbildung 3-43: Uferpromenade an den Wohntürmen 



| 53


Abbildung 3-44: Aussichtspunkt historischer Wehrpfeiler 


Abbildung 3-45: Schule am Sommerhoffpark und Umspannwerk 


Abbildung 3-46: Schule am Sommerhoffpark Neubau 


54 |

Abbildung 3-47: Umspannwerk 




Abbildung 3-49: Spielplatz im Sommerhoffpark 



| 55


Abbildung 3-50: Östliche Aussichtsplattform im Sommerhoffpark 


Abbildung 3-51: Uferpromenade im Sommerhoffpark 


Abbildung 3-52: Johanna-Kirchner-Anlage Ansicht Süd 


56 |

Abbildung 3-53: Johanna-Kirchner-Heim, Ansicht West 


Abbildung 3-54: Bauliche Erweiterungen Johanna-Kirchner-Anlage 


Abbildung 3-55: Blick von der Gutleutstraße nach Westen 



| 57


Abbildung 3-56: Blick von der Gutleutstraße nach Osten 


Abbildung 3-57: Werner-von-Siemens-Schule Haupteingang 


Abbildung 3-58: Werner-von-Siemens-Schule Eingang West 


58 |

Abbildung 3-59: Werner-von-Siemens-Schule Ansicht Süd 


Abbildung 3-60: Quartierszentrum Ansicht Nord 


Abbildung 3-61: Quartierszentrum – Ausgang Süd 



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Abbildung 3-62: Stadtvillen Ansicht Süd 


Abbildung 3-63: Uferpromenade Wohngebiet 


Abbildung 3-64: Wurzelsiedlung Ansicht West 


60 |

Abbildung 3-65: Kindertagesstätte Ansicht Ost 


Abbildung 3-66: Kindertagesstätte Neubau - Außenbereich 


Abbildung: 3-67: Plangebiet Ansicht Ost 



| 61


3.5 Vergleich „Level of Detail“ anhand eines ausgewählten 

62 | 

Baukörpers 

In diesem Abschnitt wird der Zeit- und Arbeitsaufwand für die verschiedenen 

Detailstufen eines ausgewählten Gebäudemodells aus dem Plangebiet 

aufgezeigt und bewertet. 

Für den Vergleich wurde je ein Modell für jede LOD-Stufe erstellt und der 

dazugehörige Zeit- und Arbeitsaufwand gemessen. Da das Gesamtmodell in 

der Zwischenstufe LOD 2,5 anfertigt wurde, wird dieser Detailierungsgrad bei 

der Auswertung berücksichtigt. 

LOD-Stufen 

Die folgenden Abbildungen zeigen das erstellte Gebäude in den LOD-Stufen 

1-3 sowie das im erstellten Modell verwendete LOD 2,5. 

Abbildung 3-68: Bezugsgebäude 

[Eigene Darstellung]

Abbildung 3-69: Gebäude in LOD 1-3 



| 63


Abbildung 3-70: Gebäude in LOD 2,5 


Auf der beiliegenden DVD befinden sich zwei Animationen in Form von GIF- 

Dateien, die die Detailstufen des Gebäudes in einem zeitlich-bildlichen 

Ablauf, einmal mit der LOD 2,5 Stufe und einmal ohne Diese, darstellen. 

3.5.1 Zeitaufwand 

Das LOD 1 Modell besteht aus einer einfachen Kubatur, die auf einer 

Grundform basiert. Der Zeitaufwand dafür ist sehr gering, er beträgt ungefähr 

eine Minute. Bei dem LOD 2 Modell wird das LOD 1 Modell um eine einfache 

Dachstruktur erweitert. Insgesamt werden für diese Stufe etwa fünf Minuten 

benötigt. Bei der LOD Zwischenstufe 2,5, dem erweiterten Strukturmodell, 

wird die einfache Dachstruktur durch eine ausdifferenzierte Dachform ersetzt. 

Der Mehraufwand hierfür beträgt etwa 20 Minuten, so dass sich der 

Gesamtzeitaufwand auf ungefähr 25 Minuten summiert. Für die Darstellung 

des LOD 3 Architekturmodells werden texturierte Fassaden benötigt. Hierfür 

müssen Fotos von der realen Gebäudefassade erstellt und in einem 

Bildbearbeitungsprogramm für die weitere Nutzung bearbeitet werden 

(Bildentzerrung, Beseitigung störender Bildelemente). Da dies sehr 

zeitaufwändig ist, beträgt der komplette Zeitaufwand für das LOD 3 Modell 

etwa 120 Minuten. 

64 |

Abbildung 3-71: Zeitaufwand-Diagramm 

140 

120 

100 

80 

60 

40 

20 

0 


3.5.2 Arbeitsaufwand 

1 


Um den Arbeitsaufwand graphisch darstellen zu können, wird dieser im 

folgenden Diagramm in vier Stufen, aufsteigend, von gering bis sehr hoch, 

unterteilt. Der erhöhte Arbeitsaufwand zur Erstellung des Modelles begründet 

sich mit der Zunahme der hierfür benötigten Arbeitsschritte. Der 

Arbeitsaufwand für das LOD 1 Modell wird als „gering“ eingestuft, da es nur 

aus einer Kubatur besteht und für die Grundform nur ein Luftbild benötigt 

wird. Der Aufwand für das LOD 2 Modell wird als „mittel“ eingestuft, da auf 

das Kubaturmodell eine einfache Dachstruktur gesetzt wird. Hierfür reicht 

eine Schrägansicht des Gebäudes aus. Der Arbeitsaufwand für das LOD 2,5 

Modell wird als „hoch“ eingestuft, da für die Ausdifferenzierung der 

Dachstruktur der Zeitaufwand erhöht ist und für die genaue Darstellung eine 

Schrägansicht des Gebäudes benötigt wird. Der Arbeitsaufwand für das LOD 

3 Modell wird als „sehr hoch“ eingestuft, da für die texturierte Fassade eine 

Ortsbegehung und eine Fotobearbeitung nötig ist. 

5 

LOD 1 LOD 2 

Zeit in Minuten 

LOD 2,5 LOD 3 

25 

120 

| 65


Abbildung 3-72: Arbeitsaufwand-Diagramm 


3.5.3 Matrix – Mehraufwand 

Die folgende Matrix stellt den Aufwand dar, der für die Erstellung des 

jeweiligen LOD benötigt wird. Der Zeitaufwand der Ausgangs-Stufe wird 

hierbei mit dem Wert der gewünschten LOD-Stufe multipliziert. Somit lässt 

sich der hierfür benötigte zeitliche Mehraufwand errechnen. 

Diese Matrix basiert auf der Grundlage des ausgewählten Gebäudemodells. 

Da die Modellierung von komplexen Architekturen logischerweise einen 

höheren Arbeits- und Zeitaufwand mit sich bringt wie eine vergleichsweise 

einfache Architektonische Form, ist diese Matrix nicht allgemeingültig. 

66 |

Abbildung 3-73: Mehraufwand 

- 

LOD 1 

LOD 2 

LOD 2,5 

LOD 3 


LOD 1 

- 

x 0,20 

x 0,04 

x ~ 0,01 

LOD2 

x 5,00 

- 

x 0,20 

x ~ 0,04 

LOD 2,5 

x 25,00 

x 5,00 

- 

x ~ 0,20 


LOD 3 

x 120,00 

x 24,00 

x 4,80 

Nach einer ausführlichen Darlegung des Zeit- und Arbeitsaufwands lässt sich 

abschließend feststellen, dass mit Zunahme des Detailierungsgrades der 

Zeit- und Arbeitsaufwand steigt. Der Sprung eines LOD 2 auf ein LOD 3 

Modell ist hierbei erheblich größer, als der Sprung eines LOD 1 Modells auf 

eines von LOD 2. Deswegen eignen sich LOD 3 Modelle hauptsächlich für 

kleinräumige, detailreiche Darstellungen, wie zum Beispiel die der 

Gestaltungsplanung. LOD 1 und LOD 2 Modelle eignen sich hingegen 

besonders für großräumige bzw. gesamtstädtische Darstellungen. 

- 

| 67

4. Analyse des 3D-Modells 


4.1 Sichtbeziehungen 

Die Möglichkeit sich in Computermodellen in der Ich-Perspektive zu 

bewegen, vermittelt einen optischen Eindruck der räumlichen Wirkung. Die 

Festlegung von geplanten Sichtbeziehungen in der Entwurfsphase können 

nun hinsichtlich ihrer tatsächlichen Entfaltungswirkung hin überprüft werden. 

Sichtbeziehungen beziehungsweise Sichtachsen sind ein Element in der 

Stadt- und Landschaftsplanung, die dem Betrachter von seinem Standpunkt 

aus den Blick auf eine städtebauliche Dominante oder sonstigen Fixpunkt 

wie beispielsweise einen bedeutsamen Baum ermöglichen. Neben der 

ästhetischen Wirkung erfüllen Sichtbeziehungen zugleich auch einen 

praktischen Zweck bei der Ortsorientierung. 

Das Plangebiet weißt aufgrund seiner chaotisch verteilten baulichen 

Nutzungen starke Defizite in Bezug auf Sichtbeziehungen auf. Potenzielle 

Sichtbeziehungen, etwa rund um die Wurzelsiedlung auf den Main, fehlen 

aufgrund der gewerblichen Nutzungen im Süden komplett. In der 

Hirtenstraße existiert eine große Sichtachse die Straße entlang. In westliche 

Richtung endet diese bei einer unattraktiven, etwa 10 Meter hohen 

Betonwand. Auch in östlicher Richtung endet die Sichtbeziehung abrupt mit 

dem Blick auf gewerbliche Anlagen. 

Abbildung 4-1: Blick aus der Hirtenstraße in westliche Richtung 


68 |

Abbildung 4-2: Blick aus der Hirtenstraße in östliche Richtung 


Abbildung 4-3: Blick aus der Garbenstraße nach Süden 


Abbildung 4-4: Blick aus der Ährenstraße nach Süden 



| 69


Abbildung 4-5: Blick aus der Halmstraße nach Süden 


Abbildung 4-6: Blick aus der Wurzelstraße nach Süden 


Weiteres Sichtbeziehungspotenzial verliert das Plangebiet im Gutleuthofweg. 

Dort versperrt ein privat genutzter Hof die Sicht auf den Fluss im Süden. 

Auch der Sommerhoffpark, die einzige großflächige Grünanlage im 

Plangebiet, ist vom Straßenraum aus nicht zu erblicken. Der einzige 

öffentliche Zugang zum Park, der die einzige direkte Nord-Süd Verbindung 

im Plangebiet darstellt, erzeugt keine attraktive Sichtbeziehung in Richtung 

Park. Eine Sichtbeziehung entlang des Flusses über den Sommerhoffpark 

hinaus ist durch eine wildbewachsene Vegetation in östlicher und westlicher 

Richtung nicht gegeben. 

70 |

Abbildung 4-7: Blick aus dem Gutleuthofweg nach Süden 


Abbildung 4-8: Gutleuthofweg 2 


Abbildung 4-9. Schlauchförmiger Parkzugang 



| 71


Abbildung 4-10: Blick Sommerhoffpark nach Westen 


Abbildung 4-11: Blick Sommerhoffpark nach Osten 


Abbildung 4-7 zeigt den Blick aus dem Gutleuthofweg nach Süden. Die 

Hofeinfahrt des daneben stehenden Gebäudes verhindert derzeit eine 

Weiterführung der Wegführung und Sichtbeziehung nach Süden. Abbildung 

4-9 zeigt den Weg in den Park von der Gutleutstraße aus. Es gibt keinen 

Hinweis auf den Park und in Verbindung mit dem Lagerplatz des 

Grünordnungsamtes wirkt die Situation nicht attraktiv. Die Abbildungen 4-10 

und 4-11 zeigen den Blick vom Sommerhoffpark nach Westen und Osten. In 

beiden Fällen wird die Sichtbeziehung durch wilde Vegetation gestört. 

72 |


Im Park selbst gibt es einige funktionierende Sichtbeziehungen. Hier sind die 

beiden historischen Aussichtsplattformen am Ufer zu erwähnen. Andere 

Sichtbeziehungen im Park werden aufgrund von störender Vegetation 

beeinträchtigt. 

Abbildung 4-12: Sicht im Park 1 


Abbildung 4-13: Sicht im park 2 


| 73


Abbildung 4-14: Störende Vegetation 1 




Die Abbildungen 4-12 und 4-13 zeigen Sichtbeziehungen im 

Sommerhoffpark. Das Gelände ist überschaubar und die Sichtbeziehungen 

reichen weit. Die Abbildungen 4-14 und 4-15 zeigen Vegetation die 

Sichtbeziehungen stören und im Gegensatz zum historischen Baumbestand 

fehlplatziert wirken. 

74 |


Die angedachte Neuplanung greift das Thema fehlende Sichtachsen auf, in 

dem es neue Wegverbindungen schafft, störende Bebauung beseitigt und 

damit das Gebiet insgesamt geordneter erscheinen lässt. Von der 

Hirtenstraße aus gesehen sorgt der mit Stadtvillen neu bebaute und 

aufgelockerte Uferbereich für viele neue Sichtbeziehungen Richtung Fluss. 

Auch die Sichtbeziehung aus der Hirtenstraße in östliche Richtung hat sich 

durch die Entwicklungsmaßnahmen erheblich verbessert. Die Sichtachse 

führt zu einem neu geschaffenen Platz unterhalb des neu gebauten und viel 

frequentierten Stadtquartiers und vermittelt somit im Vergleich zu früher 

einen sehr urbanen Eindruck. 

Abbildung 4-16 zeigt nochmals den Blick aus der Ährenstraße nach Süden 

einmal im Bestand und einmal nach Umsetzung der Planung. Anstatt einer 

Barriere in Form der Bebauung entlang der Hirtenstraße, wurde eine 

attraktive Wege- und Sichtverbindung geschaffen. Die neuen vierstöckigen 

Stadtvillen im Hintergrund wirken nicht überdimensioniert und lenken den 

Blick die Straße entlang weiter in Richtung Fluss. 

Abbildung 4-16: Sicht Ährenstraße nach Süden Bestand und Neuplanung 

[SketchUp, Eigene Darstellung] 

| 75


Abbildung 4-17: Sicht aus der Ährenstraße nach Süden Neuplanung 


Die Abbildungen 4-18 und 4-19 zeigen den Blick von der Hirtenstraße aus 

nach Westen. In Abbildung 4-18 wirkt nicht nur die Bestandsbebauung auf 

der linken Straßenseite störend, auch die große Zahl an Lastwagen, die die 

ansässigen Firmen tagsüber beliefern, stören die Sichtbeziehungen 

erheblich. In Abbildung 4-19 sehen wir die Veränderungen. Statt der 

durchgängigen Bebauung tun sich auf der linken Straßenseite neue attraktive 

Stadtvillen auf. Diese aufgelockerte Bebauung sorgt für ein freundlicheres 

Erscheinungsbild, die Sichtbeziehungen wurden aufgewertet. Abbildung 4-20 

zeigt nochmals eine erhöhte Ansicht der Hirtenstraße nach Osten, welche die 

weitläufigen Sichtbeziehungen deutlich werden lassen. Im Hintergrund das 

neue Quartierscentrum, auf der linken Bildhälfte die Wurzelsiedlung und auf 

der rechten Bildhälfte die neue aufgelockerte Wohnbebauung zum Fluss hin. 

Abbildung 4-18: Blick aus Hirtenstraße nach Westen aktuell 


76 |

Abbildung 4-19: Blick aus der Hirtenstraße nach Westen Neuplanung 


Abbildung 4-20: Hirtenstraße nach Osten erhöht 



Ein Ziel der Planung ist es, den Sommerhoffpark aus seiner isolierten Lage 

heraus zu befreien und ihn stärker in den Mittelpunkt der städtebaulichen 

Entwicklung im Plangebiet zu setzen. Mit der Umsetzung des 

Bebauungsvorschlages gelingt dies. Besonders die Verlagerung der 

Kindertagesstätte und des Lagerplatzes vom Grünflächenamt heben den 

Sommerhoffpark nun auch optisch eindeutig hervor. Der ehemalige und vom 

Magistrat in seiner Begründung als „unwürdig“ bezeichnete Zugang zum 

Park wird ersetzt durch eine knapp 70 Meter breite Eingangssituation, die 

dem Park gerecht wird. Mit der Neuplanung entsteht auf dem Gelände der 

Kindertagesstätte und dem oben genannten Lagerplatz eine große 

begehbare Rasenfläche. Der alte „Blickkorridor“ weicht einer weiten 

Blicksituation. 

| 77


Abbildung 4-21: Parkeingang Sichtsituation aktuell 


Abbildung 4-22: Parkeingang Sichtsituation Neuplanung 


Durch attraktive Grünverbindungen ist der Uferbereich erheblich aufgewertet 

worden. Der Mainuferbereich im Plangebiet ist durch die existierende, 

derzeit aber nicht bisher nicht nutzbare Untertunnelung der Main-Neckar- 

Brücke mit dem Mainuferbereich im Westhafen verbunden und damit, 

insgesamt gesehen, in den bisher erlebbaren Naherholungsraum „Nördliches 

Mainufer“ integriert. Die Sichtbeziehungen von der Uferpromenade aus 

reichen weit. 

78 |

Abbildung 4-23: Sichtbeziehung Ufer nach Westen 


Abbildung 4-24: Sichtbeziehung Ufer nach Osten 



| 79


Fazit 

Die Neustrukturierung des Plangebiets hat neue attraktive und spannende 

Sichtbeziehungen geschaffen. Das Gebiet ist nun optisch erlebbarer und 

einsehbarer als zuvor. Dies ist besonders für die Wurzelsiedlung von 

Bedeutung, die damit nicht nur strukturell, sondern auch optisch aus ihrer 

Isolation geholt wurde. Die Bewohner der Siedlung spüren allein aufgrund 

der neu geschaffenen Sichtbeziehungen, dass sie Teil eines neu 

geschaffenen Quartiersgefüges sind. Auch der Sommerhoffpark würde bei 

der Umsetzung des Bebauungsvorschlages aus seiner nicht angemessenen 

Isolation geholt. Die großzügige Einsicht in den Park von der Gutleutstraße 

im Norden, aus sowie der Sichtbeziehung vom Westhafen verbessern die 

Raum- und Aufenthaltsqualitäten des Parks sehr. 

Ein Ziel dieser Arbeit ist es, den Mehrwert von 3D Stadtmodellen für die 

städtebauliche Gestaltplanung herauszuarbeiten. Anhand des Themas 

Sichtbeziehungen lässt sich dieser Mehrwert sehr gut verdeutlichen und 

visuell darstellen. Beispielhaft sind im Folgenden zwei Situationen 

dargestellt, in denen jeweils mit unterschiedlich dichter Baumbepflanzung 

verschiedene Sichtwirkungen erzeigt werden. 

Situation 1 

Diese Situation zeigt die Sichtbeziehung von einem Balkon im zweiten Stock 

der neuen Wohnbebauung zum Mainufer. Im oberen Bild stehen die Bäume 

mit einem Abstand von acht Meter zueinander. Die Sicht auf den Fluss ist 

möglich. Das andere Mainufer ist jedoch nur stark eingeschränkt sichtbar 

aufgrund der Baumkronen. Im unteren Bild wurde jeder zweite Baum am der 

Uferpromenade entfernt. Die Bäume haben hier einen Abstand von 16 

Metern zueinander. Dies hat zur Folge, dass auch die Baumkronen einen 

größeren Abstand zueinander haben und das Sichtfeld erweitern. 

80 |

Abbildung 4-25: Balkonsicht 1 




Situation 2 


In der nächsten Situation schauen wir auf den neu geschaffenen Platz am 

südlichen Centereingang. Auf dem ersten Bild sieht man dicht gestaffelte 

Baumreihen, die den Platz und die umliegenden Straßen in ein volles Grün 

hüllen. Aus der Vogelperspektive geht die Platzsituation vollkommen unter. 

Im zweiten Bild wurde die Baumbepflanzung aufgelockert, indem jede zweite 

Baumreihe entfernt wurde. Die Platzsituation tritt deutlicher in den 

Vordergrund und das aufgelockerte Grün kommt immer noch stark zur 

Geltung. 

| 81


Abbildung 4-27: Südlicher Platz Quartierszentrums dichte Begrünung 


Abbildung 4-28: Südlicher Platz Quartierszentrum aufgelockerte Begrünung 


Die nächsten zwei Bilder zeigen denselben Platz aus der Augenhöhe. Auch 

hier erscheint die dichte Baumstaffelung überladen. Die Baumkronen wirken 

wie ein grünes Dach und verschatten den Platz beinahe komplett (siehe auch 

Verschattunsanalyse). Die Sichtbeziehungen auf dem Platz sind 

eingeschränkt. Statt eines offenen Platzes entfaltet sich eine Raumwirkung, 

welche dem Platz nicht zur vollen Entfaltung verhilft. 

82 |

Abbildung 4-29: Quartiersplatz dichte Begrünung 

SkechUp, [Eigene Darstellung] 

Abbildung 4-30: Quartiersplatz aufgelockerte Begrünung 



Der Mehrwert des 3D Modells besteht also darin, einfach und schnell 

unterschiedliche Situationen abbilden zu können und diese, wie in den 

obigen Beispielen gezeigt, auf ihre Sichtwirkung hin zu untersuchen. Im 

konkreten Fall wurde mit unterschiedlichen Layern gearbeitet, denen 

einzelne Bäume zugeordnet wurden und die je nach Situation ein- und 

ausgeschaltet wurden. 

| 83


4.2 Wegebeziehungen/Erschließung 

Eine Stadt besteht aus Räumen und verschiedenen Raumfolgen. Die 

Qualität einer Stadt hängt auch davon ab, wie diese miteinander verknüpft 

sind. In der Fachsprache spricht man von Raum-Wege-Beziehungen. Ein 

Leitbild der Stadtplanung ist es, diese Wege so kurz wie möglich zu halten 

(„Stadt der kurzen Wege“), sprich Wegebeziehungen zu schaffen, die 

wichtige Ziele miteinander verbinden. 

Die Erschließung des Plangebiets lässt sich aktuell wie folgt beschreiben: 

Die äußere Erschließung erfolgt durch die Gutleutstraße im Norden und die 

Camberger Straße über den Knotenpunkt Camberger Straße./Gutleutstraße. 

Die Gutleutstraße ist die zentrale Ost-West Verbindung im Plangebiet. 

Abbildung 4-31: Äußere Erschließung 


Die innere Erschließung besteht aus der als Stichstraße angelegten 

Gutleuthofstraße an der Werner-von-Siemens-Schule sowie der 

Wurzelstraße, der Halmstraße, der Ährenstraße, der Garbenstraße, der 

Erntestraße und der Hirtenstraße, welche die Wurzelsiedlung kammartig mit 

der Gutleutstraße erschließen. Die weiteren Gebäude im Plangebiet werden 

auch von der Gutleutstraße aus erschlossen. 

84 |

Abbildung 4-32: Innere und äußere Erschließung 



Die inneren fußläufigen Wegeführungen sind derzeit defizitär. Zentrale 

Anlaufstellen mit Aufenthaltsqualität, wie etwa Läden oder Gastronomie, 

existieren nicht. Eine südliche Ost-West Wegeführung am Mainufer ist nur im 

Park möglich, geht aber nicht darüber hinaus. Eine Verbindung mit dem 

Westhafen gibt es aufgrund des alten, stillgelegten Heizkraftwerks der Bahn 

nicht. Weiterhin fehlen im Plangebiet attraktive Nord-Süd-Verbindungen, 

sowie eine direktere und schnellere Verbindung in den Sommerhoffpark, 

beispielsweise von der Wurzelsiedlung aus. 

Abbildung 4-33: Ungenutzte Wegebeziehungspotenziale 


| 85


Die Umsetzung des Bebauungsvorschlages hätte zur Folge, dass das 

Plangebiet aufgelockert würde, was die Möglichkeiten für neue und attraktive 

Wegeverbindungen mit sich brächte. Besonders die Situation der bisher 

fehlenden Nord-Süd-Verbindungen würde erheblich verbessert. An der 

äußeren Erschließung würde sich nichts ändern. 

Aus der Wurzelsiedlung ergeben sich viele neue Wegeverbindungen, die das 

Gebiet insgesamt offener und attraktiver machen. Das in der Wurzelsiedlung 

herrschende Straßensystem wurde im Süden als Element weitergeführt und 

öffnet die Siedlung zum Fluss hin. Auch die Verlängerung der Hirtenstraße 

nach Westen wirkt sich positiv aus. Das neugeschaffene Quartierszentrum 

mit Aufenthaltsqualitäten, Läden und Gastronomie ist so fußläufig schnell 

erreichbar. 

Abbildung 4-34: Weg im Wohngebiet Neuplanung 


Mit der neu geschaffenen Zugänglichkeit zum Mainufer ist eine neue Ost- 

West-Wegeverbindung geschaffen worden. Das erleichtert den Eingang zum 

Sommerhoffpark, der bisher nur durch einen schmalen Zugang von der 

Gutleutstraße aus erreichbar ist. 

Abbildung 4-35: Verlängerung der Uferpromenade und Verbindung zum Sommerhoffpark 


86 |

Abbildung 4-36: Uferpromenade südlich der Stadtvillen 



Mit der Verlängerung der Uferpromenade entsteht eine neue, attraktive und 

zudem fußläufige Ost-West-Verbindung. Es gibt zahlreiche Möglichkeiten, 

das Ufer aus dem Wohngebiet rund um die Wurzelsiedlung zu erreichen. 

Zum einen wurden Grundstücksteile des Gutleuthofwegs 2 für die 

Öffentlichkeit geöffnet. Damit kann die bisherige private Hofeinfahrt genutzt 

werden, um den Gutleuthofweg bis zum Mainufer zu verlängern. 

Abbildung 4-37: Situation Gutleuthofweg 2 aktuell 


| 87


Abbildung 4-38: Situation Gutleuthofweg 2 Neuplanung 


Zum anderen ist die Wurzelstraße ebenfalls in Richtung Mainufer verlängert 

worden, so dass hier eine breite Nord-Süd-Verbindung geschaffen wurde. 

Abbildung 4-39: Verlängerung der Wurzelstraße 


Zur räumlichen Vernetzung wird eine fußläufige Verbindung zwischen 

Werner-von-Siemens-Schule und Johanna-Kirchner-Anlage zum 

Sommerhoffpark und Mainufer hin geschaffen. Die Verlegung von 

Kindertagesstätte und Lagerplatz des Grünflächenamtes an der 

Gutleutstraße bewirkt eine Öffnung des Sommerhoffparks. Damit kann die 

Wegverbindung in den Park hinein neugestaltet werden. Durch die 

Entwicklungsmaßnahmen wird das Gebiet rund um die Wohnanlage 

aufgewertet und in Verbindung mit der besseren Zugänglichgkeit wird der 

Sommerhoffpark noch attraktiver für die dortigen Senioren und 

Erholungssuchenden. Der ehemalige Zugang zum Park wird ausgebaut und 

dient so der Erschließung der Wohntürme am Mainufer. 

88 |

Abbildung 4-40: Wegstrukturen Sommerhoffpark Neuplanung 



Mit der Entwicklungsmaßnahme auf dem Gelände des stillgelegten 

Heizkraftwerks im Osten kann nun auch die bereits existierende 

Untertunnelung der Main-Neckar-Brücke genutzt werden und verbindet das 

Plangebiet mit dem Naherholungsraum „Nördliches Mainufer“ im Westhafen. 

Abbildung 4-41: Fußweg in den Westhafen 


Abbildung 4-42: Derzeit unzugängliche Unterführung in Richtung Plangebiet aus dem Westhafen 


| 89


Abbildung 4-43: Wegverbindungen und Erschließung der Wohntürme 

[SketchUp, Eigene Darstellung] 

Abbildung 4-44: Verlängerung der Uferpromenade nach Osten 


Der Bebauungsvorschlag greift die Idee auf, eine Fährverbindung zu 

schaffen, wie sie dort bereits schon einmal bis in die 1930er existierte. 

Derzeit ist eine Überquerung des Mains durch einen kleinen Fußweg auf der 

Main-Neckar-Brücke möglich. Die Fährenlösung würde eine attraktive 

alternative Flussüberquerung zur derzeitigen Situation darstellen. 

90 |

Abbildung 4-45: Fußweg zur Main-Neckar-Brücke 

Eigene Darstellung 

Abbildung 4-46: Flussüberquerung zu Fuß aktuell 


Fazit: 


Die Umsetzung der Planung schafft neue und attraktive Wegeverbindungen, 

die eine schnelle Erreichbarkeit der verschiedenen Standorte im Plangebiet 

garantieren. Speziell die neu geschaffenen Nord-Süd-Verbindungen zum 

Mainufer, als auch das nun durchgängig begehbare Mainufer im Plangebiet 

stellen ein neues Qualitätsmerkmal dar, dass das Plangebiet als Ganzes 

erheblich aufwertet. 

Der Mehrwert des 3D Modells lässt sich auch beim Thema 

Wegeverbindungen erkennen. Die Möglichkeit sich im Modell auf 

| 91


Augenhöhe zu bewegen und Wegeführungen digital abzulaufen stellt einen 

erheblichen Vorteil dar. Auf einfache Art und Weise können alternative 

Wegführungen auf ihre Wirkung hin untersucht werden. Weiterhin besteht die 

Möglichkeit im 3D Modell verschiedene Ansätze in der gestalterischen 

Umsetzung der Wege auszuprobieren. Um Wegestrukturen zu untersuchen, 

macht es Sinn, Bäume und Möblierungen mittels Layer auszublenden. 

92 |

4.3 Verschattung 


Die Besonnung von Grundstücken und Gebäuden stellt in der Stadtplanung 

ein großes Qualitätsmerkmal dar. Die Vermeidung von unnötiger 

Verschattung ist daher ein zentrales Ziel des Planers. Moderne 

Computerprogramme sind heute in der Lage, den Sonnenstand zu jeder 

Tages- und Jahreszeit eines bestimmten Gebietes zu simulieren. In 

Verbindung mit 3D Stadtmodellen kann somit die Verschattung eines 

Planentwurfs ermittelt werden. 

Die folgende analytische Betrachtung der Verschattungssituation konzentriert 

sich ausschließlich auf die Neuplanung, da sich dieses Kriterium 

hauptsächlich auf die Wohnqualität auswirkt und die 

Verschattungsverhältnisse der gewerblichen Bestandsanlagen in dieser 

Hinsicht uninteressant sind. Weiterhin konzentriert sich die Analyse 

ausschließlich auf den Schattenwurf der Gebäude. Der Grund hierfür ist die 

Komplexität des Programmes Ecotect und die hierfür erforderlichen 

Rechenleistungen. Eine Berücksichtigung von Vegetation als potenzieller 

Schattenspender würde den Zeitrahmen der Arbeit sprengen. Für die 

Untersuchung wurde das LOD 1 SketchUp Modell genutzt, da im direkten 

Vergleich ein LOD 2 Modell kein qualitativen Mehrwert aufweisen kann. 

Für die Analyse wurden die Schattenläufe eines Tages für jede Jahreszeit 

untersucht. Gewählt wurden die Tage 15. Januar, 15. April, 15. Juli und 15. 

Oktober. Besonderes Augenmerk wurde dabei auf die Verschattungssituation 

der Süd- und Westseiten der Gebäude gelegt. Für jeden Teilbereich wurde 

dieselbe Methodik angewandt. Zur Vereinfachung wurde die Analyse für den 

ersten Teilbereich ausführlicher dokumentiert. Bei den Teilbereichen zwei, 

drei und vier werden nur noch die Defizite aufgezeigt und Lösungsvorschläge 

genannt. Die Animationsvideos sowie die kompletten Screenshots sind auf 

der beigefügten DVD zu finden. 

| 93


Abbildung 4-47: Tagesverlauf Sonne 

Ecotect, [Eigene Darstellung] 

Abbildung 4-48: Jahresverlauf Sonne 


Für die Analyse wurden vier Teilbereiche benannt. Die Teilbereiche sind die 

Wohntower im Osten, die Nachverdichtung auf dem Gelände der Alten- und 

Pflegeeinrichtung, dem Center und der darunter liegenden Bebauung sowie 

die neue Uferbebauung südlich der Wurzelsiedlung. Die Analyse wurde mit 

einem in SketchUp erstellen LOD 1 Modell durchgeführt. 

94 |

Abbildung 4-49: Teilbereiche Verschattungsanalyse 


Teilbereich 1: Die Wohntower 


Die Wohntower sind 20 – 40 Meter hoch und werfen große Schatten. 

Untersucht wurde, ob die Tower die nahegelegene Schule oder sich selbst 

unnötigerweise verschatten. Bei der Analyse wurde der angrenzende 

Bahndamm nicht berücksichtigt. 

Abbildung 4-50: Teilbereich 1 


15. Januar: Bis 12:00 Uhr werfen die beiden kleineren Wohntürme Schatten 

auf den Schulhof. Die Schulgebäude verschatten im selben Zeitraum den 

Schulhof jedoch um ein Vielfaches mehr, so dass die Verschattung durch die 

Wohntürme nicht so sehr ins Gewicht fällt. 

| 95


Abbildung 4-51: Schatten 15. Januar 8:45 Uhr (links) und 12:00 Uhr (rechts) 


Die Westseiten der Wohntürme sind von Sonnenaufgang an bis zum späten 

Nachmittag durchgehend besonnt. Ab ungefähr 15 Uhr bis zum 

Sonnenuntergang um 16:45 sind die Westseiten von zwei der drei 

Wohntürme in geringem Maße verschattet. Die Südseiten sind den 

kompletten Tag über verschattungsfrei. 

Abbildung 4-52: Schatten 15. Januar 14:45 Uhr (links) und 16:45 Uhr (rechts) 


15. April: Von Sonnenaufgang an werfen die Gebäude große Schatten. Im 

weiteren Verlauf wandern die Schatten nördlich von West nach Ost und 

streifen die Schule dabei kaum. Ab ungefähr 12:00 Uhr sind die Süd- und 

Westseiten bis zum Sonnenuntergang schattenfrei. 

Abbildung 4-53: Schatten 15. April 5:45 Uhr (links) und 12:00 Uhr (rechts) 


96 |

Abbildung 4-54: Verschattung 15. April 15:00 Uhr (links) und 18:00 Uhr (rechts) 



15. Juli: Die Verschattungssituation im Juli weicht nur geringfügig von der im 

April ab. Die Sonne geht noch früher auf und die nach Norden geworfenen 

Schatten der Gebäude sind im Sommer noch kleiner als im Frühjahr, so dass 

auch hier die Schule nicht beeinträchtigt wird. Von etwa 12:00 Uhr bis 16:00 

Uhr sind Süd- und Westseiten der Gebäude besonnt. 

Abbildung 4-55: Vergleich Schattenwurf Frühjahr (links) und Sommer (rechts) 12:00 Uhr 


15. Oktober: Im Herbst verschatten die Wohntürme in den Morgenstunden 

den Schulhof wieder vermehrt. In den späten Nachmittagsstunden 

verschatten sich die drei Wohntürme teilweise selbst, dies jedoch nur in 

geringem Maße und auch nur für maximal ein bis zwei Stunden. 

Abbildung 4-56: Verschattung 15. Oktober 7:45 Uhr (links) und 12:00 Uhr (rechts) 


| 97


Darstellung 4-57: Verschattung 15. Oktober 16:00 


In den Tagesverläufen sieht das ganze dann wie folgt aus: 

Abbildung 4-58 : Schattenverlauf eines Tages im Januar, April, Juli, Oktober 

98 |



| 99


Teilbereich 2 – Nachverdichtung des Alten- und Pflegeheims 

Abbildung 4-59: Nachverdichtung Alten- und Pflegeeinrichtung 


Die Analyse hat ergeben, dass eine Hauswand des Bestandes durch die 

Neuplanung übermäßig stark verschattet wird. Auf der beeinträchtigten 

Hauswand befinden sich Fenster und Balkone von Bewohnern der Alten- und 

Pflegeeinrichtung. 

Abbildung 4-60: Besonnungsdefizit 


Der Gebäudeabstand zwischen den zwei Gebäuden ist mit sechs Metern 

sehr gering. Die erdrückende Raumwirkung verstärkt das Defizit. 

100 |

Abbildung 4-61: Raumwirkung Planung 



Im Tagesverlauf ist gut zu erkennen, dass der Teil der Hauswand, der 

gegenüber dem neuen Gebäude liegt, den größten Teil des Tages 

verschattet wird. Für die Bewohner der Alten- und Pflegeeinrichtung, die dort 

ihre Zimmer haben, bedeutet dies einen enormen Qualitätsverlust. 

Abbildung 4-62: Situation zu allen Jahreszeiten 

| 101



102 |


Um das Defizit zu beheben, könnten die beiden neugeplanten Gebäude zu 

einem großen Gebäudekomplex zusammengefügt werden. 

Abbildung 4-63: Alternative Bebauung 


Das würde aus der ehemals nur sechs Meter breiten Einfahrt eine knapp 18 

Meter breite Einfahrt machen und damit für eine angenehmere Raumwirkung 

sorgen. Die Bewohner der ehemals beeinträchtigen wären das Gefühl los 

eine Wand vor dem Fenster zu haben. 

Abbildung 4-64: Raumwirkung alternative Planung 


| 103


Abbildung 4-65: Situation zu allen Jahreszeiten bei alternativer Planung 

104 |


Abbildung 4-66: Sommer Planung und Planungsalternative 



| 105


Teilbereich 3 – Quartierszentrum und südliche Bebauung 

Abbildung: 4-67: Teilbereich 3 


In Teilbereich 3 wurde die Verschattungssituation um den Bereich des 

Quartierszentrum und der südlich davon gelegenen Bebauung untersucht. 

Der Bebauungsvorschlag sieht hier ein vierstöckiges Wohngebäude in 

Hufeisenform, zum Main hin ausgerichtet, sowie einen Anbau an die 

Liegenschaft Gutleuthofweg 2 vor. 

Die Analyse hat ergeben, dass vom Quartierzentrum keine Beeinträchtigung 

für die auf der anderen Straßenseite gelegenen Wohngebäude der 

Wurzelsiedlung ausgeht. 

Abbildung 4-68: Schattensituation Quartierszentrum Sommer 


106 |


Abbildung 4-68 stellt den Schattenverlauf eines Sommertages von 8:30 – 

18:30 Uhr dar. Man erkennt, dass die Verschattung, die vom Center ausgeht, 

die angrenzenden Wohngebäude nicht beeinträchtigt. Lediglich in den 

Wintermonaten wirft das Gebäude minimal Schatten auf die östliche 

Gebäudefassade der Wurzelsiedlung. Die Verschattung der Platzsituation 

rund um das Quartierszentrum, in Verbindung mit der Vegetation, konnte aus 

den bereits genannten Gründen nicht analysiert werden. 

Das südlich gelegene, vierstöckige Wohngebäude besitzt aufgrund seiner 

Bauform einen größeren Innenhof. Hier war es interessant herauszufinden, 

inwiefern Bauform und Bauhöhe den Innenhof verschatten. Besonders im 

Winter stellt die Besonnung ein großes Qualitätsmerkmal dar. In den trüben 

Wintertagen freut man sich über jeden Sonnenstrahl. Abbildung 4-69 zeigt 

den Tagesschatten eines Wintermonats in der Zeit von 8:30 – 18:30 Uhr in 

Stundenschritten. 

Abbildung 4-69: Verschattung Dezember Innenhof Planung 


Es ist zu erkennen, dass im Laufe eines Tages keine Fläche im Innenhof 

stark verschattet wird. Auch die Westfassade des zweistöckigen Gebäudes 

gegenüber wird nicht allzu stark verschattet. 

| 107


Mit einem 3D Modell ist es sehr einfach verschiedene Planalternativen 

darzustellen. In diesem Fall wurden die beiden Flügel des hufeisenförmigen 

Gebäudes von vier auf drei Stockwerke reduziert. Es sollte untersucht 

werden, ob eine geringere Bauhöhe der Flügel die Verschattung des 

Innenhofs weiter reduziert hätte. Vergleicht man die Verschattung beider 

Gebäudemodelle so ist kein großer Unterschied zu erkennen. Auch die 

Situation des zweistöckigen Gebäudes ändert sich nicht entscheidend. 

Abbildung 4-70: Verschattung Innenhof Alternative in 60 min Schritten 


Auch bei einer Änderung der zeitlichen Darstellung von 60 auf 30 Minuten 

sind keine nennenswerten Unterschiede zwischen Planung (Abbildung 4-71) 

und Planungsalternative (Abbildung 4-72) zu erkennen. Die schwärzeren 

Flächen ergeben sich aufgrund der Mehrzahl an dargestellten Schatten für 

einen Tag. 

Abbildung 4-71: Verschattung Innenhof in 30 min Schritten 


108 |




In Teilbereich 3 konnten keine größeren Defizite festgestellt werden. 

Dennoch ist dieses Beispiel dafür geeignet, um den Mehrwehrt von 3D 

Modellen zu dokumentieren. Die Verschiebung (Teilbereich 2) und das 

Absenken der Gebäude (siehe auch Teilbereich 4) sind in wenigen Minuten 

möglich und man hat in kürzester Zeit verschiedene Modellansätze. 

| 109


Teilbereich 4 - Stadtvillen 

In Teilbereich 4 wird die Verschattungssituation im Bereich der Stadtvillen 

untersucht. Der Bebauungsvorschlag sieht hier eine Punktbebauung in Form 

von sechs vierstöckigen Stadtvillen und vier siebenstöckigen Wohngebäuden 

vor. Desweiteren ist ein Kindergarten vorgesehen, der westlich der Bauten 

geplant ist. 

Die Analyse ergibt, dass vom Kindergarten keine Beeinträchtigung für die 

auf der anderen Straßenseite gelegenen Wohngebäude der Wurzelsiedlung 

sowie den Stadtvillen ausgeht. 

Abbildung 4-73: Schattensituation Kindergarten 15. Jan. und 15 Jul. 


Abbildung 4-73 stellt den Schattenverlauf des Kindergartens einmal für den 

15. Januar und einmal für den 15. Juli von 8.30 Uhr-18.30 Uhr in 30min 

Schritten dar. Man kann hierbei feststellen, dass die Verschattung, die der 

Kindergarten wirft, die angrenzende Bebauung nicht beeinträchtigt. Lediglich 

in den Wintermonaten werden die Gebäude der Wurzelsiedlung minimal 

beschattet. 

Die Untersuchung der Auswirkungen der Verschattung auf die 

Bestandsgebäude der Wurzelsiedlung ergibt, dass diese nur im 

Winterquartal durch die Stadtvillen beeinflusst werden. Dies jedoch auch nur 

während der Morgen- bis Mittagsstunden. Die folgende Abbildung zeigt die 

Verschattung anhand eines exemplarischen Wintertages auf. Im restlichen 

Jahresverlauf bleibt die Wurzelsiedlung frei von Verschattung. 

110 |

Abbildung 4-74: Verschattung Stadtvillen 15. Jannuar 8.30 und 13.00 Uhr 



Die Analyse zwischen den Stadtvillen und den Wohngebäuden wird, wie 

auch bei dem Hufeisenbau, in zwei Szenarien durchgeführt. In dem ersten 

Szenario werden alle Gebäude gemäß des Bebauungsvorschlages 

untersucht. Bei dem zweiten Szenario werden die vorderen Wohngebäude 

um drei Stockwerke reduziert, so dass sie auf gleicher Höhe mit den 

Stadtvillen liegen. 

Die Untersuchung ergibt, dass sich speziell in den Wintermonaten 

signifikante Unterschiede erkennen lassen. Im restlichen Jahresverlauf hat 

die Reduktion der Gebäudehöhen nur geringen Einfluss auf den 

Schattenverlauf. 

Folgende Abbildung zeigt den genannten Unterschied exemplarisch für den 

15. Januar um 15.30 Uhr, da zu diesem Zeitpunkt die größte Differenz zu 

beobachten ist. 

| 111


Abbildung 4-75: Vergleich der Verschattung: Bebauungsvorschlag (links) und Alternativvorschlag (rechts) 


Fazit: 

Die Analyse der Verschattung der neuen Gebäude hat gezeigt, welchen 

Mehrwert 3D Modelle in der Entwurfsphase besitzen. Die unnötige 

Verschattung von Gebäuden soll vermieden werden. Mittels 3D Modell kann 

ein Planentwurf diesbezüglich sehr gut analysiert werden und es kann helfen 

Planung zu optimieren. Dazu wird das 3D Modell in ein 

Simulationsprogramm gesetzt, das den Sonnenlauf simuliert. Der Vorteil von 

3D ist, dass man sich das Modell bzw. die Gebäude von allen Seiten aus 

betrachten kann und damit die Verschattungssituation von allen Seiten 

betrachten kann. Für den Fall, das Defizite zu erkennen sind, ist es mit dem 

3D Modell relativ einfach Alternativen zu untersuchen, da das Modell 

nachträglich bearbeitet werden kann. 

112 |

4.4 Bauhöhen 


In diesem Kapitel sollen die Bauhöhen der neuen Gebäude betrachtet und 

auf ihre räumliche Wirkung hin untersucht werden. Gebäudehöhen tragen 

ganz besonders zum Stadtbild bei. Hochhäuser stellen zum Beispiel 

städtebauliche Dominanten dar. Falsch dimensionierte Gebäude empfindet 

man als störend, da sie nicht mit der Umgebungsbebauung harmonisieren. 

Und auch die Wirkung eines Platzes oder Aufenthaltsräumen hängt 

entscheidend von den Bauhöhen der Umgebungsgebäude ab. Abbildung 99 

zeigt eine Auflistung aller neu errichteten oder angebauten Gebäude und 

deren Gebäudehöhen. 

Abbildung 4-76: Liste der Bauwerkshöhen der neue Gebäude (Traufhöhe) 

Gebäude Bauhöhe 

Großer Wohnturm 40m 

Kleinere Wohntürme 20m 

Erweiterungsbau Schule am Sommerhoffpark 8,5m 

Nachverdichtungsbauten AWO Anlage 12m 

Anbau an den Gutleuthofweg 2 5,7m 

Quartierszentrum 12m 

Hufeisenförmiges Wohngebäude 12m 

Vierstöckige Stadtvillen 12m 

Siebenstöckige Wohnhochhäuser 20m 

Kindertagesstätte 4m 


Im Osten des Plangebiets entstehen Wohntürme. Diese sollen eine Höhe 

von 40 Metern nicht überschreiten, um sich in die Kulisse von Westhafen und 

Heizkraftwerk einzufügen. Weitere Vorgaben können dem Rahmenplan nicht 

entnommen werden. Im Modell werden zwei der drei Wohntürme auf 20 

Meter Höhe beschränkt. Hintergrund dieser Maßnahme ist, dass der 40 

Meter hohe Turm als Dominante des neu gestalteten Quartiers ein 

Alleinstellungsmerkmal besitzt und die neu geschaffene Eingangssituation 

über die Main-Neckar-Brücke kommend besser zur Geltung kommt. 

| 113


Abbildung 4-77: Situation vom Westhafen kommend 


Abbildung 4-78: Blick vom anderen Mainufer auf die Wohntürme (ohne Vegetation) 


Abbildung 4-77 zeigt eine Ansicht, die sich ergibt, wenn das Plangebiet durch 

die Unterführung aus Richtung des Westhafens betreten wird. Die modernen 

Wohntürme wirken harmonisch und die Bauhöhen erscheinend keineswegs 

überdimensioniert. Insgesamt bildet die neu geschaffene Eingangssituation 

in Verbindung mit den Wohntürmen eine gelungene, aufgelockerte 

Raumgestaltung, die Neugierig macht. Auch der Blick vom anderen Mainufer 

(Abbildung 4-78) zeigt, dass die Wohntürme gut proportioniert sind und der 

40 Meter hohe Turm ein Blickfang ist. 

114 |


Parallel zum Bahndamm entsteht ein dreistöckiges Gebäude, das die Schule 

am Sommerhoffpark ergänzen soll. Dieses dient unter anderem als 

Lärmschutzbebauung für die westlich liegenden Schulgebäude. Der 

dreistöckige Erweiterungsbau erreicht eine Bauhöhe von ca. 8,5 Meter und 

passt sich damit den Bestandsgebäuden der Schule an. 

Abbildung 4-79: Erweiterungsbau Schule am Sommerhoffpark 


Abbildung 4-80: Blick auf Erweiterungsbau links und Bestand rechts ohne Vegetation 


| 115


Auf dem Grundstück des Johanna-Kirchner-Altenhilfszentrums entstehen 

bauliche Erweiterungen, die sich dem Bestand in Sachen Bauhöhe 

anpassen. Die zwei neuen vierstöckigen Gebäude erreichen eine Höhe von 

ungefähr 12 Meter und sorgen dafür, dass das Grundstück einen 

geschlossenen Eindruck nach innen erzeugt. 



Abbildung 4-82: Blick vom Innenhof auf die baulichen Erweiterungen 


Auch nach außen hin zur Gutleutstraße wird ein geschlossenes Raumgefüge 

erzeugt. Der Straßenraum ist nun geschlossen gefasst. Die ehemals 

fehlende Raumkante (siehe Abbildung 4-83) wird jetzt durch die 

Erweiterungsbebauung gebildet und passt sich der Bebauung der 

gegenüberliegenden Straßenseite an (Abbildung 4-85). 

116 |


Abbildung 4-83: Blick von der Gutleutstraße auf die baulichen Erweiterungen ohne Vegetation 


Abbildung 4-84: Blick von der Gutleutstraße auf die bisherigen als Parkplatz genutzte Fläche 


Abbildung 4-85: Bauliche Situation gegenüber des Johanna-Kirchner-Heims 


| 117


Das neue Quartierszentrum an der Gutleutstraße ist mit seinen 12 Meter 

Bauhöhe nur geringfügig höher als die aktuelle Bebauung. Der kompakte 

Neubau des Quartierszentrums fügt sich ins Siedlungsgefüge der nördlichen 

und östlichen Bebauung ein. Der Übergang der zur westlich liegende 

Wurzelsiedlung kann mit einer attraktiven Bepflanzung gestaltet werden. 

Abbildung 4-86: Situation zwischen Werner-von-Siemens-Schule und Wurzelstraße aktuell 


Abbildung 4-87: Quartierszentrum an der Gutleutstraße ohne Vegetation 


118 |


Die vierstöckigen Stadtvillen südlich der Wurzelsiedlung erreichen eine 

Bauhöhe von 12 Meter, bzw. die beiden siebenstöckigen Wohnhochhäuser 

von 20 Meter. 

Abbildung 4-88: Wohngebäude am Mainufer ohne Vegetation 


Abbildung 4-89: Stadtvillen südlich der Wurzelsiedlung 


| 119


Die nach Westen verlegte Kindertagesstätte erreicht im Modell eine Höhe 

von knapp vier Meter. Dabei haben wir uns an derzeitigen Architekturtrends 

orientiert, eine Vorgabe aus dem Bebauungsvorschlag gibt es nicht. Die 

Kindertagesstätte bildet den neuen Siedlungsrand zum westlichen 

Gutleuthafen. Die Gebäudehöhe in Verbindung mit der geneigten Dachform 

sorgt für einen offenen Übergang von Siedlungsgebiet zur Puffergrünfläche 

und zum Gutleuthafen. Insgesamt fügt sich die Kindertagesstätte positiv in 

das Erscheinungsbild des neuen Wohngebiets ein. 

Abbildung 4-90: Gebäudehöhe Kindertagestätte 


Abbildung 4-91: Höhenverläufe am westlichen Mainufer 


120 |


Abbildung 4-92 zeigt einen Blick auf das Plangebiet vom 14. Stock des 

großen Wohnturms aus. Der Gesamtüberblick zeigt nochmals, dass 

sämtliche Bauhöhen stimmig sind, das Plangebiet einen harmonischen 

Eindruck erzeugt. 

Abbildung 4-92: Blick aus dem 14. Stock des Wohnturms über das Plangebiet. 

SketchUp, Eigen Darstellung 

Der Mehrwert des 3D Modells beim Thema Bauhöhen liegt auf der Hand. Mit 

wenigen Mausklicks kann man Gebäudehöhen variieren und auf ihre 

Dimension hin untersuchen. Dies stellt sich mit Google SketchUp als 

besonders einfach heraus, da man hier einfach die gewünschte Oberfläche 

anwählen kann und mit dem Tool „Drücken/Ziehen“ dem Körper die 

gewünschte Höhe zuweisen kann. 

Abbildung 4-93: „Drücken/Ziehen“ Tool in SketchUp 


| 121


Abbildung 4-94: Hochgezogener Baukörper 


122 |

4.5 Siedlungsklimatische Untersuchung 


Mit dem Analyseprogramm ENVI-met soll eine Siedlungsökologische 

Grobuntersuchung durchgeführt werden. Dabei sollen Luftströme, 

Temperaturverläufe und Kaltluftentstehungsgebiete ausgemacht und visuell 

dargestellt werden, um mögliche Defizite auszumachen. 

Hierzu musste ein drittes Modell, auf Basis einer Kartengrundlage im BMP- 

Format, erstellt werden. Die in SketchUp erstellten LOD 1 und LOD 2 

Modelle konnten für die Analyse nicht genutzt werden. Der Grund hierfür ist, 

dass ENVI-met zum einen keine Import/Export Funktion besitzt und zum 

anderen auf einer 2D Rasterdarstellung basiert, und die Dreidimensionalität 

nur während des Rechenvorgangs simuliert wird. 

Um in ENVI-met ein Modell zu erstellen, muss zunächst die Gebietsgröße 

bestimmt werden. Dabei muss man Einschränkungen hinnehmen, da ENVI- 

met nur eine maximale Größe von 250*250*40 Rasterpunkte zulässt. Für 

größere Gebiete muss die Größe, die ein Raster darstellt, hochgeschraubt 

werden. Man muss zum Beispiel aus einem Rasterpunkt vier Meter machen. 

Abbildung 4-95: Hauptprogramm Area Definition 

ENVI-met, [Eigene Darstellung] 

| 123


Dann muss jedes Raster als das definiert werden, was es darstellen soll. Soll 

ein Baum dargestellt werden, muss der entsprechende Rasterpunkt 

ausgewählt und mit Attributwerten eines Baumes versehen werden. Dabei 

bestimmt man z.B. die Höhe des Baumes. 

Abbildung 4-96: 2D Rastermodell in ENVI-met 

ENVI-met, Eigene Darstellung 

Abbildung 4-97: Attribut-Editor in ENVI-met 


124 |


Im nächsten Schritt werden im Konfigurationseditor die Ausgangsparameter 

und Dateiausgabeorte definiert. Neben den Wetterdaten wie der potenziellen 

Temperatur, relative und spezifische Luftfeuchtigkeit, Windgeschwindigkeit 

und Windrichtung werden die Startzeit der Simulation, sowie deren Dauer 

festgelegt. Im Hauptprogramm können neben den oben erwähnten Faktoren 

noch weitere zu simulierende Faktoren ausgewählt werden, welche hier 

jedoch nicht weiter berücksichtigt werden. Dann kann die Simulation 

gestartet werden. Dies beansprucht, je nach Umfang, mehrere Tage und 

sollte im Zeitplan bedacht werden. 

Abbildung 4-98: Konfiguration-Fenster in ENVI-met 


Leider konnte die Simulation nicht erfolgreich beendet werden. Abbildung 

4-99 zeigt die angezeigte Fehlermeldung. Im Folgenden wird kurz 

beschrieben, welche Maßnahmen ergriffen wurden, um den Fehler zu 

beheben und wie mit der letztendlich gescheiterten Simulation umgegangen 

wurde. 

| 125


Abbildung 4-99: Fehlermeldung ENVI-met 

ENVI-met 

Die erste Maßnahme bestand darin, den Fehler zu lokalisieren. Dies ging 

recht schnell, da im Fehlerprotokoll der entsprechende Bereich in Form einer 

Rasterpunktangabe genannt wurde. Es handelte sich hierbei um den Bereich 

zwischen Sommerhoffpark und der Schule am Sommerhoffpark. Das 

Fehlerprotokoll zeigte, dass das Programm in diesem Bereich Probleme 

hatte, die Turbulenzen um ein paar garagenähnliche Anlagen herum zu 

berechnen. Wir versuchten das Problem zu lösen, indem wir den 

entsprechenden Bereich dadurch bereinigten, dass wir die Rasterpunkte neu 

definierten und zu reinen Rasenflächen umwandelten. 

Als nächstes bearbeiteten wir den Randbereich des Rastermodells, da es 

auch hier einige Probleme im Bereich der Bebauung zu geben schien. Das 

Programm hat in diesem Fall ebenfalls Probleme, damit ankommende 

Turbulenzen richtig zu berechnen. Dieses Problem versuchten wir mit 

Nestgrids zu beheben. Das bedeutete in unserem Fall, dass wir, ohne das 

Modell zu vergrößern (die Maximalgröße war schon erreicht), dem Programm 

vorgaben, es solle sich zusätzliche unbebaute Rasterpunkte an den 

Modellrändern „denken“. Nachdem diese Schritte durchgeführt wurden, 

starteten wir die Simulation erneut. 

126 |


Auch die erneut gestartete Simulation führte zu keinem erfolgreichen Ende. 

Mit derselben Fehlermeldung wie beim ersten Mal brach das Programm die 

Simulation erneut ab. Aufgrund des engen Zeitrahmens und nach 

Rücksprache mit den Betreuern der Arbeit wurde entschieden, das Vorhaben 

aufzugeben. Zum einen sind wir hier an die Grenzen unserer 

Rechenleistungen gestoßen, zum anderen mussten wir einsehen, dass die 

Einarbeitungszeit in das Programm bei komplexen Modellen nicht 

ausreichend war. Der systematische Fehler, was die 

Turbulenzberechnungen angeht, führte zu einem Overflow, dessen 

Behebung eine intensivere Beschäftigung mit dem Programm vorausgesetzt 

hätte. 

Im Idealfall hätte die Simulation Ergebnisse für alle vier Jahreszeiten 

simuliert. Die simulierten Daten wären mit dem Programm Leonardo, das in 

ENVI-met integriert ist, sichtbar gemacht worden. Die folgenden Abbildungen 

zeigen beispielhaft was mit Leonardo hätte dargestellt werden können: 

Abbildung 4-100: Simulierte 3D Darstellung in Leonardo mit Temperaturangaben 

http://www.envi-met.com/leonardoweb/images/pseudo3d.gif, [Zugriff am 24.02.2011] 

| 127


Abbildung 4-101: Temperatur mit Kartengrundlage 

http://www.envi-met.com/leonardoweb/images/mit_metafile.gif, [Zugriff am 24.02.2011] 

Abbildung 4-102: Wind und Temperaturdarstellung in Leonardo 

http://www.envi-met.com/leonardoweb/images/mainscreen.gif, [Zugriff am 24.02.2011] 

128 |

5. Umsetzungsideen 


Im folgenden Kapitel werden ein paar Ideen vorgestellt, deren Umsetzung 

attraktive Anlaufpunkte im Gebiet schaffen könnten. Die Vorschläge sind 

nicht als Empfehlungen zu sehen, sondern als Gestaltungsideen, deren 

Potentiale sich im Laufe der Arbeit ergeben haben. Außerdem kann auch in 

diesem Kapitel anhand der Vorschläge ein Beleg für den Mehrwert von 3D 

Modellen, speziell für die städtebauliche Gestaltungsplanung angeführt 

werden. 

5.1 Graffiti-Wand 

Mit dem Wegfall der gewerblichen Anlagen südlich der Wurzelsiedlung muss 

eine räumlich-optische Trennung zum Betonwerk geschaffen werden. Im 

Modell wurde hierzu die bereits existierende Mauer bis zum Mainufer 

hinunter erweitert. Die neugeschaffene Mauererweiterung könnte als legale 

Graffiti-Wand ausgewiesen werden. Eine legale Graffiti-Wand kann dem 

illegalen Sprayen an Häuserwänden entgegen wirken und als bewusst 

eingesetztes Stilmittel ein optisches Highlight darstellen. Darüber hinaus 

kann die Mitgestaltung des Umfelds durch die Jugend zu einem erhöhten 

Identifikations- und Verantwortungsbewusstsein für das Quartier führen. 

Abbildung 5-1: Graffiti-Wand 


| 129


5.2 Industriekultur 

Der Gutleuthafen, der westlichste Hafen der Stadt Frankfurt, erstreckt sich in 

das Plangebiet. Aufgrund seiner Lage am Fluss und der schnell erreichbaren 

A5 ist der Gutleuthafen ein attraktiver Umschlageplatz. Im Rahmen der 

Neuplanung werden die Hafenanlagen innerhalb des Plangebiets abgerissen 

und Wohnflächen entstehen. Obwohl die Neuplanung nicht das Ende des 

Westhafens bedeutet, so geht doch ein Stück, das Plangebiet prägende, 

Hafengeschichte zu Ende (Der Gutleuthafen ist mehr als 100 Jahre alt). Aus 

diesem Grund könnte ein Miniaturmodell eines Hafenkrans am Ufer errichtet 

werden, um an die Hafengeschichte zu erinnern. Dies kann in Verbindung 

mit den im Westhafen bereits mehrfach anzutreffenden ausbeschilderten 

Gebäuden der „Route der Industriekultur Rhein-Main“ geschehen. 

Abbildung 5-2: Hafenkran aus zwei Perspektiven 


130 |

5.3 Gogelsches Gut – das „weiße Schloss im alten Park“ 


Mitte des 19. Jahrhunderts baute ein Wein- und Gewürzhändler namens 

Gogel eine klassizistische Villa mit großzügigem Park an. Dieser Park war 

der Ursprung für den heutigen Sommerhoffpark. Ab 1928, dem Jahr indem 

die Stadt den Besitz übernommen und den Park für die Öffentlichkeit 

zugänglich gemacht hatten, war er ein „Kinderparadies im Grünen“ mit 

Jugenderholungsstätte, Schülergärten, Kinderbetreuungsplatz, 

Planschbecken und der Möglichkeit im Main zu schwimmen 

[http://www.frankfurt.de/sixcms/detail.php?id=3865&_ffmpar[_id_inhalt]=5016 

117, Zugriff am 14.02.2011]. 1944 wurde das Gut bei den Bombenangriffen 

auf die Stadt zerstört. Obwohl der Sommerhoffpark die einzige größere 

Grünfläche in der Umgebung ist und sich ideal zur Erholung eignet, 

verhindert die defizitäre Zugangssituation eine stärkere Nutzung. Mit der 

Neuplanung wird die Eingangssituation des Parks stark aufgewertet. Im Zuge 

der „Wiederentdeckung“ des Parks könnte an die Vergangenheit angeknüpft 

werden und der Park speziell für Kinder wieder attraktiver gestaltet werden. 

Mit speziellen festmontierten Sichtgeräten könnte beispielsweise ein virtueller 

Blick auf das ehemalige Gogelsche Gut an seinem historischen Standort 

möglich sein. Das Element Wasser könnte wieder verstärkt mit der Nutzung 

des Parks einhergehen. Im 3D Modell erfüllt ein Brunnen diese Funktion, in 

dem man an heißen Sommertagen beispielsweise seine Füße abkühlen 

könnte. 

Abbildung 5-3: Brunnen im Sommerhoffpark 


| 131


Abbildung 5-4: Sichtgeräte 

SketchUP [Eigene Darstellung] 

132 |

6. Fazit 

6. Fazit 

6.1 Abschließende Diskussion über den Mehrwert von 3D Modellen 

für planerische Aufgaben und zentrale Erkenntnisse der Arbeit 

Der Anteil von 3D Visualisierungen in der Planung wird zunehmen. Der hohe 

Stellenwert von 3D Visualisierung zeigt sich in einer verstärkten Ausbildung 

im Bereich 3D an den Hochschulen und einer großen Zahl an Publikationen 

zu dem Thema. Mach und Petschek stellen jedoch fest, dass die Erstellung 

von 3D Visualisierungen meist an Spezialisten übertragen wird [MACH, 

PETSCHEK 2006: 9]. Zeile leitet daraus ab, dass computergestützte 

Planungs- und Entwurfsmethoden für die Visualisierung und Simulation zu 

den Handwerkszeugen eines Planers gehören sollte [ZEILE 2010: 13]. 

3D Stadtmodelle sind im Kontext der Echtzeitplanung zu sehen. Zeile 

definiert Echtzeitplanung dahingehend, „dass Planungsinhalte interaktiv in 

einem dynamischen System gleich welche Art erlebbar gemacht werden“ 

[ZEILE 2010: 106]. Echtzeitplanung verknüpft somit klassische 

Planungsmethoden mit den modernen Präsentationsmethoden. 

Echtzeitplanung bewirkt eine vereinfachte Wissensvermittlung und eine neue 

Qualität in der städtebaulichen Struktur- und Gestaltungsplanung, die ganz 

im Zeichen der Wissensgesellschaft steht [Wissensgesellschaft siehe auch 

STREICH 2005]. 

Wie bereits erwähnt, gibt es in jüngster Zeit immer mehr Publikationen zu 3D 

Modellen in der Planung und Planvisualisierung. Dabei fällt auf, dass sich die 

meisten Publikationen mit der Erstellung und möglichen 

Standardisierungsmethoden der 3D Modellierung beschäftigen und die 

praktischen Einsatzfelder selten über theoretische Überlegungen 

hinausgehen [ZEILE 2010: 12]. Hier gilt es in Zukunft verstärkt Schwerpunkte 

zu setzen. 

Die zentrale Fragestellung, welche die Arbeit begleitet hat, war, inwieweit 

Stadtentwicklung mithilfe von 3D Stadtmodellen betrieben, bzw. unterstützt 

werden kann. 3D Stadtmodelle dienen heute nicht mehr nur der Präsentation 

von Bestandssituationen, sondern können schon im Planprozess selbst eine 

wichtige Rolle einnehmen, wenn es darum geht, Auswirkungen von Planung 

| 133

8. Abbildungsverzeichnis 

sichtbar zu machen. Ein immer stärkerer Realitätsbezug der Modelle und 

moderne Simulationsprogramme machen es möglich, dass 3D Modelle 

Planentscheidungen und Abwägungsprozesse unterstützen können. Speziell 

wenn es um die städtebauliche Gestaltungsplanung geht, stellen 3D Modelle 

ein sinnvolles und Instrument der Echtzeitplanung dar. In der städtebaulichen 

Gestaltungsplanung geht es primär um die ästhetische Wirkung auf den 

Einzelnen, hier entscheidet sich ob eine Stadt als „schön“ oder „hässlich“ 

betrachtet wird [STREICH 2005: 290]. Die Arbeit hat gezeigt, dass mit 

Google SketchUp bereits mit wenig Aufwand aussagekräftige Ergebnisse 

und ein Qualitätsgewinn geliefert werden können. 

Die Möglichkeit, mit dem Modell zu interagieren und schnell verschiedene 

Planalternativen auszuprobieren, kommt dabei nicht nur dem Planer zugute, 

sondern hilft auch im Rahmen der Öffentlichkeitsbeteiligung Planung zu 

präsentieren und anschaulich zu machen. Dabei können beispielsweise die 

neuen Medien genutzt werden. Stadtmodelle können problemlos in Google 

Earth implementiert werden und damit für jedermann zugänglich sein. Es 

bleibt festzuhalten, dass 3D Modelle bzw. Visualisierungen die Planung 

unterstützen und die Öffentlichkeitsarbeit erleichtern können, aber nicht 

müssen. Das zeigt zum Beispiel die stark emotional geführte Diskussion um 

die „Neue Stadtmitte Kaiserslautern“, in der sich trotz aufwändiger 

Visualisierungen große Widerstände formieren. Der Einsatz eines 3D 

Modells ist jedoch nur eine von vielen möglichen Methoden und die 

Legitimität sollte eindeutig geklärt sein, sprich der Erstellungsaufwand sollte 

sich rechtfertigen lassen. 

Der Vorteil von 3D konnte anhand dieser Arbeit sehr gut herausgestellt 

werden. Die Möglichkeit, sich im und um das virtuelle Modell herum zu 

bewegen, offenbaren dem Planer und Betrachter neue Sichtweisen, die in 2D 

in dieser Art und vor allem dieser Qualität nicht darstellbar sind. Wie bereits 

erwähnt, verleihen 3D Modelle besonders der städtebaulichen 

Gestaltungsplanung einen neue Qualität. Dies lässt sich damit erklären, dass 

wenn wir uns bei der Gestaltungsplanung innerhalb eines Siedlungsgefüges 

befinden, dieses mit seinen dreidimensionalen Formen und architektonischen 

134 |

6. Fazit 

Ausprägungen auf uns einwirkt und wir es gewohnt sind diese auch 

dreidimensional wahrzunehmen [STREICH 2005: 290]. 

Auch die Frage, ob 3D Modelle das Fachwissen in den Hintergrund treten 

lassen, kann eindeutig verneint werden. 3D Modelle ersetzen kein 

planerisches Fachwissen. Die Techniken zur 3D Modellierung lassen sich 

beispielsweise in Google SketchUp schnell selbst vermitteln, ersetzen 

allerdings keine Fragen des Planungsrechts. Um die Ergebnisse zu deuten, 

die man aus einer Modellanalyse ziehen kann, benötigt man entsprechendes 

Fachwissen. Im Falle einer Lärmanalyse mit Hilfe eines 3D Modells würde 

werden Kenntnisse im Umweltrecht vorausgesetzt. Dies entlässt den Planer 

jedoch nicht aus der Verantwortung auf den technischen Fortschritt und die 

neuen Methoden zu reagieren. Zeile spricht in diesem Zusammenhang 

davon, dass der Planer der Zukunft ein digitales Zeichenrepertoire 

beherrschen sollte, damit Städtebau und Gestaltung auch in Zukunft eine 

Domäne des Städtebauers, bzw. des Raumplaners bleiben [ZEILE 2010: 14]. 

Inhaltliches Ziel der Arbeit war es, ein vorgegebenes Plangebiet zu 

modellieren und dieses hinsichtlich Sichtbeziehungen, Wegbeziehungen, 

Verschattung und Bauhöhen zu analysieren. Die ehemals defizitäre Situation 

hinsichtlich Sichtbeziehungen im Plangebiet hat sich mit der Neuplanung 

stark verbessert. Diese Verbesserung geht einher mit neu geschaffenen 

attraktiven Wegbeziehungen. Besonders die neu geschaffenen Nord-Süd- 

Sicht und Wegebeziehungen verleihen dem Plangebiet eine neue Offenheit 

und Qualität. Auch die Öffnung des Plangebiets am Mainufer hin zum 

Westhafen wertet das Plangebiet bezüglich der städtebaulichen Vernetzung 

stark auf. Die Verschattungsanalyse hat gezeigt, dass die Neuplanung bis 

auf die Situation an der Alten- und Pflegeeinrichtung keine größeren 

Schwächen diesbezüglich aufweist. Die weiteren Ausführungen wie etwa 

dem hufeisenförmigen Wohngebäude oder den Stadtvillen am Ufer sind 

mehr als kleinere Überlegungen und dem Experimentieren mit 3D Modellen 

zu verstehen. Die Überprüfung der Bauhöhen hat gezeigt, dass sich die 

Neuplanung diesbezüglich in die Umgebungsbebauung einfügt und das 

Plangebiet einen Eindruck der Geschlossenheit und Zusammengehörigkeit 

vermittelt. 

| 135


Insgesamt lässt sich feststellen, dass durch die Neuplanung das Plangebiet 

erheblich aufgewertet und urbaner wird. Der Sommerhoffpark und die 

Wurzelsiedlung werden aus ihrer Isolation heraus befreit und auf neue Art ins 

gesamtstädtische Gefüge integriert. Die Idee von Wohnen am Wasser hat 

sich im Westhafen und am Deutschherrenufer bereits als Erfolg 

herausgestellt. Neben der Entwicklung des Plangebiets wird derzeit auch im 

Rahmen eines Ideenwettbewerbs über die Zukunft des nördlichen 

Niederrads diskutiert. Warum nicht beides entwickeln? Es gilt, die 

Grundstücksituation der Gewerbeflächen, die teilweise bis 2025 verpachtet 

sind schnell zugunsten der Stadtentwicklung zu klären. Gerade Frankfurt 

kann sich vor dem Hintergrund des zu erwartenden Bevölkerungswachstums 

keinen Entwicklungsstillstand leisten. 

6.2 Eigene Erkenntnisgewinn und Erfahrungen 

Im folgenden Kapitel soll kurz dargestellt werden, welche persönlichen 

Erkenntnisse und Erfahrungen im Rahmen der Arbeit gesammelt wurden. 

Die vorliegende Bachelorarbeit ist nach dem bereits absolvierten 

Studienprojekt der nächste Nachweis, eine reale Problemstellung der 

räumlichen Planung zu erfassen und wissenschaftlich-methodisch zu 

bearbeiten. Der gesteckte Zeitrahmen von acht Wochen ist für eine Aufgabe 

dieses Ausmaßes ausreichend, jedoch zeigte sich im Laufe der Arbeit wie 

schnell gesteckte Zeitrahmen aufgrund unterschiedlicher Einflüsse nicht 

eingehalten werden können. In dieser Hinsicht lieferte die Arbeit wertvolle 

Erfahrungen zum Zeitmanagement. 

Die Auseinandersetzung mit der Thematik der Visualisierung von 

planerischen Aufgaben hat uns einen vertiefenden Blick auf CAD Methoden 

ermöglicht und uns die Gelegenheit gegeben, im Rahmen des 

Literaturstudiums, über Vorlesungsinhalte hinaus, einen Transfer der 

Thematik zu weiteren planungsrelevanten Themen vorzunehmen. In der 

Arbeit haben wir versucht mit Spezialprogrammen, die leider während 

unseres Studiums noch nicht im Studienplan verankert waren, ein erstelltes 

136 |

6. Fazit 

3D Stadtmodell zu analysieren und damit über den theoretischen Ansatz der 

Modellerstellung hinaus den praktischen Einsatz solcher Modelle auszuloten. 

Trotz intensiver Bemühungen, uns die ausgewählten Simulationsprogramme 

selbst beizubringen, mussten wir feststellen, dass unsere Einarbeitungszeit 

bezüglich ENVI-met nicht ausgereicht hat. Das Programm war 

umfangreicher wie gedacht. Es ist uns leider nicht gelungen, eine grobe 

siedlungsklimatische Untersuchung vorzunehmen. Ein Versuch mit einem 

Alternativprogramm war aufgrund des engen Zeitrahmens nicht möglich. 

Daneben sind wir auch bei der Performance unserer Computer an Grenzen 

gestoßen. 

Die Arbeit mit Autodesk Analysis Ecotect stellte sich als sehr angenehm 

heraus. Die Ergebnisse waren zufriedenstellend. Allerdings konnten 

aufgrund der ausgewählten Themenschwerpunkte nicht alle Aspekte und 

Potenziale des Programms genutzt werden, die weit über die Verschattung 

hinausgehen. Unser Ziel ist es, unser Wissen über den Einsatz von Ecotect 

in Verbindung mit 3D Stadtmodellen zu vertiefen und die Thematik der 

Visualisierung von planerischen Aufgaben weiter zu verfolgen. 

| 137


138 | 

7. Literatur und Internetquellen 

ANTZ, S.: Methoden zur Zielorientierten Erstellung von 3D-Stadtmodellen im 

kommunalen Kontext, TU Kaiserslautern 2009 

Autodesk.de, 

[Internet:http://www.autodesk.de/adsk/servlet/pc/index?siteID=403786&id=15 

073595, Zugriff am 04.01.2011] 

Baugesetzbuch 2009, Verlag C.H. Beck, 25. Auflage 

Envi-met.com, [Internet: http://www.envi-met.com, Zugriff am 15.01.2011] 

EXNER, J.: Planen im Geoweb - Partizipation und Akzeptanzsteigerung 

durch Projektvisualisierung am Beispiel des Kaohsiung Advanced Intelligent 

Science Parks, TU Kaiserslautern, 2009 

FAZ.NET: Eine Vielzahl neuer Chancen, 09.12.2010 

[Internet:http://www.faz.net/s/Rub3DFC0DABC5664C30AC70700DD10A965 

D/Doc~EBDC1A1C2F215419F9A801C4443486814~ATpl~Ecommon~Scont 

ent.html, Zugriff am 30.12.2010 

FAZ.NET: Neues Wohnquartier am Frankfurter Mainufer, 09.12.2010 

[Internet:http://www.faz.net/s/RubFAE83B7DDEFD4F2882ED5B3C15AC43E 

2/Doc~E0219DD60723C41DF9AC8B65E61556C0C~ATpl~Ecommon~Scont 

ent.html, Zugriff am 30.12.2010] 

Frankfurt.de: Sommerhoffpark [Internet: 

http://www.frankfurt.de/sixcms/detail.php?id=3865&_ffmpar[_id_inhalt]=5016 

117, Zugriff am 18.02.2011] 

Frankfurter Rundschau: Ein interessantes Experiment, 18.07.2009 

[Internet: http://www.fr-online.de/rhein-main/ein-interessantes-experiment/- 

/1472796/33 04480/-/index.html, Zugriff am 03.01.2011] 

Frankfurter Rundschau: Große Würfe, kleine Details, 18.07.2009 

[Internet: http://www.fr-online.de/rhein-main/grosse-wuerfe--kleine-details/- 

/1472796/330 4482/-/index.html, Zugriff am 03.01.2011] 

Frankfurter Rundschau: Nachverdichtung hat zentrale Bedeutung, 

15.12.2010 [Internet: http://www.fr-online.de/frankfurt/-nachverdichtung-hatzentrale-bedeutung-/-/1472798/4926016/-/index.html, 

Zugriff am 03.01.2011] 

HEßER, D.: Stadtplanung 3D – Studie zum Einsatz kostenschonender 

Freeware, Open Source- und Low Cost-Software zur Visualisierung 

städtebaulicher Gestaltung, TU Kaiserslautern 2009

9. Anhang 

HÖFFKEN, S.: Google Earth in der Stadtplanung – Die Anwendung von 

Virtual Globes in der Stadtplanung am Beispiel von Google Earth, TU Berlin, 

2009 

MACH, R; PETSCHEK, P.: Visualisierung digitaler Gelände- und 

Landschaftsdaten, Springer Verlag, Berlin Heidelberg, 2006 

POESCH, T.: 3D-City-Models in Time – Erstellung und Nutzen von 3D- 

Stadtmodellen mit zusätzlichen Zeitdimensionen für die Planung am 

Beispiel des Stadtkerns von Kaiserslautern, TU Kaiserslautern, 2009 

Route der Industriekultur Rhein-Main [Internet: http://www.route-derindustriekultur-rhein-main.de/, 

Zugriff am 18.02.2011] 

Sketchup.com, [Internet: http://sketchup.google.com/intl/de/, Zugriff am 

20.12.2010] 

Stadtplanungsamt Frankfurt [Internet: http://www.stadtplanungsamtfrankfurt.de/niederrad_am_main_8006.html?psid=f0fe40a36292fe095040512 

c3f01258d, Zugriff am 18.02.2011] 

STREICH, B.: Stadtplanung in der Wissensgesellschaft – Ein Handbuch, VS 

Verlag, Wiesbaden, 2005 

ZEILE, P.: Echtzeitplanung – Die Fortentwicklung der Simulations- und 

Visualisierungsmethoden für die städtebauliche Gestaltungsplanung, 

TU Kaiserslautern, 2010 

| 139



Abbildung 2-1: Visualisierung eines Bebauungsplans 

Abbildung 2-2: 3D Stadtmodell von Berlin in Google Earth 

Abbildung 2-3: Visualisierung von Choleraerscheinungen 

Abbildung 2-4: Die verschiedenen Dimensionen 

Abbildung 2-5: Digitale Liegenschaftskarte 

Abbildung 2-6: Baulandpreise in Google Earth dargestellt mit 

140 | 

Polygonen 

Abbildung 2-7: Quantum GIS 

Abbildung 2-8: LOD1-3 

Abbildung 2-9: LOD4 – Innenraummodell 

Abbildung 2-10: Constructive Solid Geometry und Boundary 

Representation 

Abbildung 2-11: Benutzte Software 

Abbildung 2-12: Erste Schritte Google SketchUp 

Abbildung 2-13: SketchUp Anwendungsfenster 

Abbildung 2-14: Ecotect Analysis Anwendungsfenster 

Abbildung 2-15: Schattenverlauf für 10 Stunden in 30min Schritten 

Abbildung 2-16: ENVI-met Startleiste 

Abbildung 2-17: Leonardo 

Abbildung 3-1: Städtische Einordnung des Plangebiets 

Abbildung 3-2: Abgrenzung des Plangebiets 

Abbildung 3-3: Wurzelsiedlung 

Abbildung 3-4: Werner-von-Siemens-Schule 

Abbildung 3-5: Schule am Sommerhoffpark 

Abbildung 3-6: Anlagen des Gutleuthafens südlich der Wurzelsiedlung 

Abbildung 3-7: Johanna-Kirchner-Heim 


Abbildung 3-9: Lagerfläche Grünordnungsamt 

Abbildung 3-10: Stillgelegtes Heizkraftwerk 

Abbildung 3-11: Gutleutstraße Richtung Innenstadt – Rechts 

Abbildung 3-12: Rahmenplan 

die Werner-von-Siemens-Schule 

Abbildung 3-13: Bebauungsvorschlag

Abbildung 3-14: Plangrundlage Plangebiet 

Abbildung 3-15: Plangrundlage zugeschnitten 

Abbildung 3-16: Layerstruktur 

Abbildung 3-17: Topographie 

Abbildung 3-18: Gegliedertes Gesamtgebiet 

Abbildung 3-19: Bestand Wurzelsiedlung & Details 

Abbildung 3-20: Siemensschule & Details 

Abbildung 3-21: Johanna-Kirchner-Anlage/Sommerhofpark & 

Details 

Abbildung 3-22: Umspannwerk/Schule am Sommerhofpark & 

Details 

Abbildung 3-23: Wohnen am Wasser 

Abbildung 3-24: Quartierszentrum/Wohnblock 

Abbildung 3-25: Johanna-Kirchner-Anlage 

Abbildung 3-26: Wohntürme 

Abbildung 3-27: Teilbereich des Elektrizitätswerks 

Abbildung 3-28: Gewerbe- und Dienstleistungsfläche 

Abbildung 3-29: Abgesenkte Fahrbahn 

Abbildung 3-30: Erschließung Wohntürme 

Abbildung 3-31: Unterführung am Bahndamm 

Abbildung 3-32: Spielplatz 

Abbildung 3-33: Geländer 

Abbildung 3-34: Plangebiet farblos/eingefärbt 

Abbildung 3-35: Bäume Neuplanung West und Ost 

Abbildung 3-36: Komplettes Plangebiet 

Abbildung 3-37: Menschen und Autos 





Abbildung 3-42: Wohntürme an der Main-Neckar-Brücke 

Abbildung 3-43: Uferpromenade an den Wohntürmen 

Abbildung 3-44: Aussichtspunkt historischer Wehrpfeiler 

Abbildung 3-45: Schule am Sommerhoffpark und Umspannwerk 

9. Anhang 

| 141


Abbildung 3-46: Schule am Sommerhoffpark Neubau 

Abbildung 3-47: Umspannwerk 


Abbildung 3-49: Spielplatz im Sommerhoffpark 

Abbildung 3-50: Östliche Aussichtsplattform im Sommerhoffpark 

Abbildung 3-51: Uferpromenade im Sommerhoffpark 

Abbildung 3-52: Johanna-Kirchner-Anlage Ansicht Süd 

Abbildung 3-53: Johanna-Kirchner-Heim, Ansicht West 


Abbildung 3-55: Blick von der Gutleutstraße nach Westen 

Abbildung 3-56: Blick von der Gutleutstraße nach Osten 

Abbildung 3-57: Werner-von-Siemens-Schule Haupteingang 

Abbildung 3-58: Werner-von-Siemens-Schule Eingang West 

Abbildung 3-59: Werner-von-Siemens-Schule Ansicht Süd 

Abbildung 3-60: Quartierszentrum Ansicht Nord 

Abbildung 3-61: Quartierszentrum – Ausgang Süd 

Abbildung 3-62: Stadtvillen Ansicht Süd 

Abbildung 3-63: Uferpromenade Wohngebiet 

Abbildung 3-64: Wurzelsiedlung Ansicht West 

Abbildung 3-65: Kindertagesstätte Ansicht Ost 

Abbildung 3-66: Kindertagesstätte Neubau - Außenbereich 

Abbildung 3-67: Plangebiet Ansicht Ost 

Abbildung 3-68: Bezugsgebäude 

Abbildung 3-69: Gebäude in LOD 1-3 

Abbildung 3-70: Gebäude in LOD 2,5 

Abbildung 3-71: Zeitaufwand-Diagramm 

Abbildung 3-72: Arbeitsaufwand-Diagramm 

Abbildung 3-73: Mehraufwand 

Abbildung 4-1: Blick aus der Hirtenstraße in westliche Richtung 

Abbildung 4-2: Blick aus der Hirtenstraße in östliche Richtung 

Abbildung 4-3: Blick aus der Garbenstraße nach Süden 

Abbildung 4-4: Blick aus der Ährenstraße nach Süden 

Abbildung 4-5: Blick aus der Halmstraße nach Süden 

Abbildung 4-6: Blick aus der Wurzelstraße nach Süden 

142 |

Abbildung 4-7: Blick aus dem Gutleuthofweg nach Süden 

Abbildung 4-8: Gutleuthofweg 2 

Abbildung 4-9: Schlauchförmiger Parkzugang 

Abbildung 4-10: Blick Sommerhoffpark nach Westen 

Abbildung 4-11: Blick Sommerhoffpark nach Osten 

Abbildung 4-12: Sicht im Park 1 

Abbildung 4-13: Sicht im park 2 



9. Anhang 

Abbildung 4-16: Sicht Ährenstraße nach Süden Bestand und Neuplanung 

Abbildung 4-17: Sicht aus der Ährenstraße nach Süden Neuplanung 

Abbildung 4-18: Blick aus Hirtenstraße nach Westen aktuell 

Abbildung 4-19: Blick aus der Hirtenstraße nach Westen Neuplanung 

Abbildung 4-20: Hirtenstraße nach Osten erhöht 

Abbildung 4-21: Parkeingang Sichtsituation aktuell 

Abbildung 4-22: Parkeingang Sichtsituation Neuplanung 

Abbildung 4-23: Sichtbeziehung Ufer nach Westen 

Abbildung 4-24: Sichtbeziehung Ufer nach Osten 



Abbildung 4-27: Südlicher Platz Quartierszentrums dichte Begrünung 

Abbildung 4-28: Südlicher Platz Quartierszentrum aufgelockerte 

Begrünung 

Abbildung 4-29: Quartiersplatz dichte Begrünung 

Abbildung 4-30: Quartiersplatz aufgelockerte Begrünung 

Abbildung 4-31: Äußere Erschließung 

Abbildung 4-32: Innere und äußere Erschließung 

Abbildung 4-33: Ungenutzte Wegebeziehungspotenziale 

Abbildung 4-34: Weg im Wohngebiet Neuplanung 

Abbildung 4-35: Verlängerung der Uferpromenade und 

Verbindung zum Sommerhoffpark 

Abbildung 4-36: Uferpromenade südlich der Stadtvillen 

Abbildung 4-37: Situation Gutleuthofweg 2 aktuell 

Abbildung 4-38: Situation Gutleuthofweg 2 Neuplanung 

| 143


Abbildung 4-39: Verlängerung der Wurzelstraße 

Abbildung 4-40: Wegstrukturen Sommerhoffpark Neuplanung 

Abbildung 4-41: Fußweg in den Westhafen 

Abbildung 4-42: Derzeit unzugängliche Unterführung in Richtung 

144 | 

Plangebiet aus dem Westhafen 

Abbildung 4-43: Wegverbindungen und Erschließung der Wohntürme 

Abbildung 4-44: Verlängerung der Uferpromenade nach Osten 

Abbildung 4-45: Fußweg zur Main-Neckar-Brücke 

Abbildung 4-46: Flussüberquerung zu Fuß aktuell 

Abbildung 4-47: Tagesverlauf Sonne 

Abbildung 4-48: Jahresverlauf Sonne 

Abbildung 4-49: Teilbereiche Verschattungsanalyse 


Abbildung 4-51: Schatten 15. Januar 8:45 Uhr und 12:00 Uhr 

Abbildung 4-52: Schatten 15. Januar, 14:45 Uhr und 16:45 Uhr 

Abbildung 4-53: Schatten 15. April 5:45 Uhr und 12:00 Uhr 

Abbildung 4-54: Verschattung 15. April 15:00 Uhr und 18:00 

Abbildung 4-55: Vergleich Schattenwurf Frühjahr und 

Sommer 12:00 Uhr 

Abbildung 4-56: Verschattung 15. Oktober 7:45 Uhr und 12:00 Uhr 

Abbildung 4-57: Verschattung 15. Oktober 16:00 

Abbildung 4-58: Schattenverlauf eines Tages im Januar, April, Juli, 

Oktober 

Abbildung 4-59: Nachverdichtung Alten- und Pflegeeinrichtung 

Abbildung 4-60: Besonnungsdefizit 

Abbildung 4-61: Raumwirkung Planung 

Abbildung 4-62: Situation zu allen Jahreszeiten 

Abbildung 4-63: Alternative Bebauung 

Abbildung 4-64: Raumwirkung alternative Planung 

Abbildung 4-65: Situation zu allen Jahreszeiten bei alternativer Planung 

Abbildung 4-66: Sommer Planung und Planungsalternative 


Abbildung 4-68: Schattensituation Quartierszentrum Sommer 

Abbildung 4-69: Verschattung Dezember Innenhof Planung

9. Anhang 


Abbildung 4-71: Verschattung Innenhof in 30 min Schritten 


Abbildung 4-73: Schattensituation Kindergarten 15. Jan. und 15 Jul. 

Abbildung 4-74: Verschattung Stadtvillen 15. Jannuar 8.30 und 13.00 Uhr 

Abbildung 4-75: Vergleich der Verschattung: Bebauungsvorschlag (links) 

und Alternativvorschlag (rechts) 

Abbildung 4-76: Liste der Bauwerkshöhen der neue Gebäude 

(Traufhöhe) 

Abbildung 4-77: Situation vom Westhafen kommend 

Abbildung 4-78: Blick vom anderen Mainufer auf die Wohntürme 

(ohne Vegetation) 

Abbildung 4-79: Erweiterungsbau Schule am Sommerhoffpark 

Abbildung 4-80: Blick auf Erweiterungsbau links und Bestand 

rechts ohne Vegetation rechts) 


Abbildung 4-82: Blick vom Innenhof auf die baulichen Erweiterungen 

Abbildung 4-83: Blick von der Gutleutstraße auf die baulichen 

Erweiterungen ohne Vegetation 

Abbildung 4-84: Blick von der Gutleutstraße auf die bisherigen als 

Parkplatz genutzte Fläche 

Abbildung 4-85: Bauliche Situation gegenüber des Johanna-Kirchner- 

Heims 

Abbildung 4-86: Situation zwischen Werner-von-Siemens-Schule und 

Wurzelstraße aktuell 

Abbildung 4-87: Quartierszentrum an der Gutleutstraße ohne Vegetation 

Abbildung 4-88: Wohngebäude am Mainufer ohne Vegetation 

Abbildung 4-89: Stadtvillen südlich der Wurzelsiedlung 

Abbildung 4-90: Gebäudehöhe Kindertagestätte 

Abbildung 4-91: Höhenverläufe am westlichen Mainufer 

Abbildung 4-92: Blick aus dem 14. Stock des Wohnturms 

über das Plangebiet 

Abbildung 4-93: „Drücken/Ziehen“ Tool in SketchUp 

Abbildung 4-94: Hochgezogener Baukörper 

| 145


Abbildung 4-95: Hauptprogramm Area Definition 

Abbildung 4-96: 2D Rastermodell in ENVI-met 

Abbildung 4-97: Attribut-Editor in ENVI-met 

Abbildung 4-98: Konfiguration-Fenster in ENVI-met 

Abbildung 4-99: Fehlermeldung ENVI-met 

Abbildung 4-100: Simulierte 3D Darstellung in Leonardo mit 

146 | 

Temperaturangaben 

Abbildung 4-101: Temperatur mit Kartengrundlage 

Abbildung 4-102: Wind und Temperaturdarstellung in Leonardo 

Abbildung 5-1: Graffiti-Wand 

Abbildung 5-2: Hafenkran aus zwei Perspektiven 

Abbildung 5-3: Brunnen im Sommerhoffpark 

Abbildung 5-4: Sichtgeräte

9. Anhang 

Inhalt der DVD: 

Modelle: 

Bilder: 

− LOD 1 Modell SketchUp 

− LOD 2,5 Modell SketchUp 

− LOD 1 Modell Ecotect Bebauungsplan 

− LOD 1 Modell Ecotect Alternative Bebauung 

− ENVI-met Modell 

− Verwendete Abbildungen 

− Bilder der 1. Ortsbegehung 

− Bilder der 2. Ortsbegehung 

− Screenshots der Internetquellen 

Animationen: 

− LOD Vergleich (GIF) 

− Schattenanalyse 

9. Anhang 

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