Umgebungsanalyse
Modus Umgebung: Zeitpunktwahl mit Sonnenstand und Schattenwurf, Sonnenbahndiagramm, Himmelskuppel mit Verschattungsfaktoren, Sonnenkugel und Bodenebene
Überblick
Der Modus Umgebung stellt den Sonnenstand und die Verschattungssituation des Gebäudemodells direkt in der 3D-Szene dar. Sie wählen einen beliebigen Zeitpunkt im Jahr, die Szene rendert den zugehörigen Schattenwurf in Echtzeit, und für eine selektierte Fläche oder ein Fenster werden die berechneten Verschattungsfaktoren (direkt, diffus, Horizont) angezeigt – sowohl als Zahlenwerte als auch als farbcodierte Himmelskuppel. Ergänzend lassen sich ein Sonnenbahndiagramm mit Tagesbögen und Analemma-Stundenlinien sowie eine Sonnenkugel an der aktuellen Sonnenposition einblenden.
Die Anzeige der Verschattungsfaktoren setzt voraus, dass zuvor eine Verschattungsfaktor-Berechnung durchgeführt wurde; Sonnenstand, Schattenwurf und Sonnenbahndiagramm funktionieren auch ohne.
Aufruf
Arbeitsbereich Gebäude, linke Werkzeugleiste der Geometrieansicht, Schaltfläche 
Umgebung (Tooltip Umgebungseinstellungen ändern). Die Schaltfläche ist nur im Arbeitsbereich Gebäude sichtbar. Beim Aktivieren schaltet die Szene in den Schattenwurf-Darstellungsmodus und das Panel Umgebungsanalyse wird eingeblendet.
Zeitpunktwahl (Bereich Zeit)
Im Bereich Zeit legen Sie den betrachteten Zeitpunkt fest. Grundlage sind stündliche Sonnenstände für alle 8760 Stunden des Jahres, berechnet aus Breiten- und Längengrad des Projektstandorts (siehe Klima & Standort). Ist noch kein Standort definiert, wird mit 51° Nord / 13,7° Ost gerechnet.
- Teppichdiagramm der Sonnenhöhe – Tag des Jahres auf der horizontalen, Stunde des Tages auf der vertikalen Achse, farbcodiert nach Sonnenhöhenwinkel. Ein Klick in das Diagramm springt direkt zum angeklickten Zeitpunkt.
- Zeitschieberegler – fährt das Jahr stundenweise ab. Daneben stehen ein Datums-/Uhrzeitfeld (Format
dd.MM. HH:mm), ein Feld mit der Jahresstunde (Einheit h) sowie Animationsschaltflächen (Abspielen/Pause, zum Anfang, zum Ende) mit Geschwindigkeitsregler (Tooltip Ändert Animationsgeschwindigkeit.). - Sonnenposition – Anzeige von Azimut: und Elevation: in Grad für den gewählten Zeitpunkt.
Mit jeder Zeitänderung wird die Lichtrichtung der 3D-Szene nachgeführt: Das Modell wirft Schatten entsprechend dem gewählten Sonnenstand. Steht die Sonne unter dem Horizont, wird der Schattenwurf deaktiviert.
Verschattungsanalyse für eine Fläche
Der Bereich Verschattungsanalyse zeigt Verschattungsfaktoren für genau eine selektierte Fläche oder ein Fenster:
- Keine Selektion: „Keine Fläche ausgewählt. Wählen Sie eine Fläche zur Verschattungsfaktor-Visualisierung aus.”
- Mehrfachselektion: „Mehrere Flächen/Fenster ausgewählt (n). Wählen Sie genau eine/s für Verschattungsfaktoren aus.”
- Genau eine Fläche/ein Fenster selektiert: Es werden drei Werte in Prozent angezeigt (100 % = unverschattet, 0 % = vollständig verschattet):
| Wert | Bedeutung |
|---|---|
| Direkt: | Verschattungsfaktor für die Direktstrahlung, interpoliert aus den Himmelssegmenten am aktuellen Sonnenstand (Azimut/Elevation des gewählten Zeitpunkts) |
| Isosky (diffus): | Diffuser Verschattungsfaktor der Fläche, gewichtet über die Raumwinkel aller für die Flächenorientierung und -neigung sichtbaren Himmelssegmente (isotroper Himmel) |
| Horizont: | Verschattungsfaktor der horizontnahen Himmelssegmente (unterstes Höhenband) für die Flächenorientierung |
Die Werte stammen aus der Datei <Projektname>/input/shading_factors.tsv, die das Panel beim Öffnen automatisch lädt. Das Himmelsmodell (Tregenza mit 145 bzw. Reinhart MF2/MF3/MF4 mit 580/1305/2320 Segmenten) wird dabei automatisch an der Zeilenzahl der Datei erkannt. Fehlt die Datei, erscheint der Hinweis „Fläche ’…’ ausgewählt. Keine Verschattungsfaktoren-Datei gefunden.” – führen Sie dann zunächst die Verschattungsfaktor-Berechnung aus.
Mit Verschattungsfaktoren neu laden wird die Datei erneut eingelesen, z. B. nach einer Neuberechnung bei geöffnetem Panel.
Gut zu wissen:
Die Umgebungsanalyse liest die Verschattungsfaktoren ausschließlich aus der tsv-Datei. Wenn Sie die Ergebnisse hier visualisieren möchten, wählen Sie bei der Verschattungsfaktor-Berechnung als Ausgabetyp tsv – die DataIO-Formate d6o/d6b werden zwar von der Simulation verwendet, aber nicht im Panel angezeigt.
Sichtbarkeit der 3D-Darstellungen
Im Bereich Sichtbarkeit schalten vier Kontrollkästchen die Szenenobjekte des Umgebungsmodus:
| Kontrollkästchen | Standard | Darstellung |
|---|---|---|
| Himmelskuppel anzeigen (Verschattungsfaktoren) | aus | Für die selektierte Fläche wird je Himmelssegment eine Kugel auf einer Halbkugel um die Fläche platziert, eingefärbt vom Verschattungsfaktor: Rot (0, voll verschattet) über Gelb bis Grün (1, unverschattet) |
| Sonnenkugel anzeigen | an | Gelbe Kugel an der aktuellen Sonnenposition auf dem Kuppelradius; wird nur bei Sonnenstand über dem Horizont gezeichnet |
| Sonnenbahndiagramm anzeigen | aus | Tagesbögen, Stundenlinien und Bodenraster (siehe unten) |
| Bodenebene anzeigen | an | Bodenebene der Szene; identisch mit dem Menüpunkt Ansicht > Bodenebene anzeigen |
Sonnenbahndiagramm
Das Sonnenbahndiagramm wird um den Mittelpunkt des Gebäude-Begrenzungsrahmens gezeichnet, mit dem eingestellten Kuppelradius als Radius. Es besteht aus:
- 12 Tagesbögen (gelb) für repräsentative Tage der zwölf Monate, berechnet in 15-Minuten-Schritten,
- 24 Analemma-Stundenlinien (grau) – für jede volle Stunde der Verlauf der Sonnenposition über das Jahr,
- einem Bodenraster mit Horizontkreis, konzentrischen Höhenwinkelkreisen (10° bis 80°) und 16 radialen Kompassrichtungslinien.
Beim Wechsel in den Umgebungsmodus wird das Diagramm automatisch am aktuellen Begrenzungsrahmen der Gebäudegeometrie neu verankert.
Anzeigeeinstellungen
| Einstellung | Wertebereich | Standard | Wirkung |
|---|---|---|---|
| Kuppelradius [m]: | 1 – 300 | 200 | Radius der Himmelskuppel und des Sonnenbahndiagramms; auch Abstand der Sonnenkugel |
| Kugelradius [m]: | 0,1 – 10 | 1 | Größe der einzelnen Himmelssegment-Kugeln der Himmelskuppel |
| Sonnenradius [m]: | 0,1 – 10 | 5 | Größe der Sonnenkugel |
| Bodenflächenfarbe: | Farbwähler | Weiß | Farbe der Bodenebene in der Szene |
Gut zu wissen:
Passen Sie den Kuppelradius an die Größe Ihres Modells an: Bei einem einzelnen Einfamilienhaus ist ein Radius von 30–50 m übersichtlicher als der Standardwert 200 m, bei Quartiersmodellen mit umliegender Bebauung darf er größer bleiben. Die Himmelskuppel wird um die selektierte Fläche zentriert – so erkennen Sie auf einen Blick, aus welchen Himmelsrichtungen die Fläche durch Nachbargebäude oder Verschattungselemente abgeschirmt wird.