Climate and Potential Analysis
Abschnittsübersicht
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Die Nachbarschaft durch Klimakarten verstehen
Tool: Geo Admin
Das MFH Oberwilerstrasse befindet sich in Basel, Nordwestschweiz, entlang der Oberwilerstrasse, auf etwa 260 Metern über Meer (47.545° N, 7.574° E). Nur einen kurzen Spaziergang vom Zoo Basel entfernt, profitiert das Grundstück von einer Mischung aus Grünflächen, mittlerer städtischer Dichte und ruhigen Wohnstrassen, die ein ausgewogenes Mikroklima schaffen.
Bevor ein Projekt gestartet wird, ist es essenziell, das lokale Klima zu verstehen. Mit Geo Admin können wir Karten auf Basis von 29 Jahren historischer Daten (1991–2020) erstellen, die Temperatur, Niederschlag und Sonneneinstrahlung visualisieren.
Die Karten zeigen, dass das Grundstück wärmer ist als nahegelegene Bereiche wie Münchenstein, was seine Lage im dicht bebauten Stadtzentrum von Basel widerspiegelt. Städtische Dichte, reduzierte Vegetation und Wärmeakkumulation führen zu leicht höheren Temperaturen. Der Niederschlag ist etwas geringer, während die Sonnenscheindauer aufgrund der flachen Topografie hoch ist.
Diese Karten liefern zwar einen Überblick über langfristige Trends, doch um energieeffiziente Gebäude zu entwerfen, müssen wir verstehen, wie sich die Bedingungen über das Jahr und über den Tagesverlauf verändern. Hochauflösende Klimadaten helfen, diese Muster zu erkennen und passive Strategien, natürliche Belüftung und energetische Simulationen zu planen. Mit diesem Überblick können wir nun zum nächsten Schritt übergehen.
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Die drei Karten zeigen die Jahresmitteltemperatur, den Niederschlag und die Sonneneinstrahlung von 1991-2020. Quelle: Geo Admin
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Wo finden wir zuverlässige Wetterdaten?
Tool: Climate.OneBuilding
Nach der Beurteilung des Quartiers werden in einem nächsten Schritt die lokalen klimatischen Bedingungen analysiert. Die Wetterstation Basel/Binningen, rund 765 Meter von der Oberwilerstrasse entfernt, stellt EPW- und CSV-Dateien zur Verfügung.
EPW-Dateien (EnergyPlus Weather) enthalten stündliche Daten für ein ganzes Jahr, darunter Temperatur, Sonneneinstrahlung, Feuchtigkeit und Wind. Sie erfassen typische saisonale Muster und sind für genaue Simulationen des Gebäudes konzipiert.
Plattformen wie Climate.OneBuilding ermöglichen den kostenlosen Download dieser Daten.
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Übersicht der verschiedenen Klimadateien, die zum kostenlosen Download zur Verfügung stehen, geordnet nach Kantonen und benannt nach dem Standort der Wetterstation. Quelle: Climate.OneBuilding
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Wie wandeln wir rohe Klimadaten in ein klares Bild des Wetters in Basel um?
Tool: Data-View 2D
Rohdaten in numerischer Form sind oft schwer schnell zu interpretieren. Durch den Import der EPW-Datei in Data-View 2D werden diese Daten in klare, visuelle Diagramme und Grafiken umgewandelt, wodurch sich Trends und zentrale Klimaelemente wie Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Sonnenstrahlung, Wind und Niederschlag über das Jahr hinweg leicht erkennen lassen.
Diese Visualisierungen zeigen mehrere wichtige Muster auf, die uns helfen, das klimatische Umfeld von Basel und dessen Auswirkungen auf die Gebäudeplanung am Standort MFH Oberwilerstrasse zu verstehen.
Ein Vorteil von Data-View 2D ist die Möglichkeit, mehrere Klimaparameter in einem einzigen Diagramm darzustellen, indem man einfach die Visualisierungseinstellungen von “stack by unit” auf “overlay all” ändert.
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Visualisierung der meteorologischen Daten. Nachfolgend eine kurze Interpretation der verschiedenen Grafiken zu Temperatur, relativer Luftfeuchtigkeit, Sonneneinstrahlung, Windrichtung, Windgeschwindigkeit und Niederschlag. Quelle: Data-View 2D.
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Die gemessene Mindesttemperatur liegt bei -6,1 °C im Dezember, während die Höchsttemperatur 34,6 °C im August erreicht. Temperaturen unter 0 °C treten im Winter nur an wenigen Tagen auf, während der Rest des Jahres relativ mild bleibt. Mit dem Klimawandel gewinnt der Kühlbedarf zunehmend an Bedeutung und wird eine größere Rolle bei der Planung zukünftiger Gebäude spielen.
Die relative Luftfeuchtigkeit liegt überwiegend zwischen 60 % und 100 %, mit Ausnahmen wie einigen Märztagen, an denen sie unter 40 % gefallen ist. Diese Schwankungen können den Innenraumkomfort beeinflussen und den Energiebedarf für Befeuchtung oder Entfeuchtung erhöhen.
Das dritte Diagramm kombiniert drei Arten von Solarstrahlungsdaten: globale horizontale, direkte und diffuse horizontale Strahlung. Ihre gleichzeitige Darstellung ermöglicht ein tieferes Verständnis der Sonneneinstrahlung. In diesem Fall erhält der Standort MFH Oberwilerstrasse das ganze Jahr über eine konstante Sonneneinstrahlung, was der passiven Solarplanung und der Energieerzeugung zugutekommt.
Die Winddaten umfassen sowohl Richtung als auch Geschwindigkeit. Der vorherrschende Wind kommt überwiegend aus Nordwesten, mit relativ niedrigen Geschwindigkeiten und Spitzen um 7 m/s. Dies deutet darauf hin, dass der Wind keine große Sorge für die strukturellen Lasten darstellt, aber die Strategien für natürliche Belüftung beeinflussen kann.
Schliesslich sind die Niederschläge über das Jahr ungleichmäßig verteilt, mit Maxima im Sommer. Beim Vergleich der Niederschlags- und Temperaturdiagramme fällt auf, dass die regenreichsten Perioden mit den wärmsten Monatenzusammenfallen, was mögliche Auswirkungen auf die Entwässerungsplanung und das Wassermanagement am Standort hat.
Durch die Kombination der Diagramme von Temperatur und relativer Luftfeuchtigkeit zeigt sich ein umgekehrtes Muster: In den kälteren Monaten in Basel ist die relative Luftfeuchtigkeit tendenziell höher, während sie in den wärmeren Monaten, wenn die Temperaturen ihren Höhepunkt erreichen, in der Regel sinkt.
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Können wir die Fassade zur Gewinnung von Solarenergie nutzen?
Tool: Geo Admin,GIS Browser - Cantons Collection
Das Verständnis des Klimas an der Oberwilerstrasse liefert ein klares Bild davon, wie sich die Umwelt über das Jahr hinweg verhält: wie warm es wird, wann Sonnenlicht verfügbar ist und wie der Wind über das Grundstück weht. Dieses Wissen ist entscheidend für die Planung passiver Gestaltungsstrategien, wie beispielsweise die Nutzung von Sonneneinstrahlung zur Raumheizung oder die Ausrichtung von Fenstern für natürliche Belüftung.
Auf dieser Grundlage besteht der nächste Schritt darin, das spezifische Energiepotenzial des Standorts zu untersuchen: Welche lokalen erneuerbaren Ressourcen können effektiv genutzt werden?
Zur Beantwortung dieser Frage haben wir das Potenzial erneuerbarer Energien am Standort mithilfe von GIS-Werkzeugen der Schweizerischen Eidgenossenschaft analysiert und dabei detaillierte Karten zu Solar-, Biomasse-, Wind- und Grundwasserressourcen herangezogen.
Die Ergebnisse waren eindeutig. Solarenergie erwies sich als die verlässlichste und vielversprechendste Ressource, dank der konstanten Sonneneinstrahlung an der Oberwilerstrasse. Biomasse bot ein gewisses Potenzial zur unterstützenden Beheizung, während Wind- und Grundwassernutzung begrenzt und weniger zuverlässig waren.
Gestützt auf diese Erkenntnisse trafen die Architekten eine klare Entscheidung: Sie gestalteten das MFH Oberwilerstrasse unter Berücksichtigung seines solaren Potenzials und verwandelten damit einen natürlichen Vorteil in einen Eckpfeiler nachhaltiger Planung.
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Die vier Karten stellen das Solar-, Biomasse-, Wind- und Grundwasserpotenzial am Standort dar. Quelle: Geo Admin
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Wie lässt sich das Potenzial der Sonne in Energie umwandeln?
Bei genauer Betrachtung des Solarpotenzials ist das Dach des MFH Oberwilerstrasse orange markiert, was auf ein gutes Potenzial hinweist, während die Fassaden blau markiert sind, was auf ein geringes Potenzial hindeutet.
Dies wirft eine interessante Frage auf: Warum weist die stadtabgewandte Fassade, die als niedriges Potenzial bewertet wird, bei dem realisierten Gebäude dunkelgrüne Photovoltaik-Paneele auf?
Dieses Beispiel verdeutlicht die Grenzen des Mapping-Tools. Seine Analyse basiert hauptsächlich auf der Ausrichtung des Gebäudes und der Verschattung, ohne wichtige Faktoren wie Unterschiede zwischen den einzelnen Stockwerken zu berücksichtigen.
Für eine genauere Bewertung, insbesondere auf Stockwerksebene, ist es ratsam, fortschrittlichere Tools wie Hive oder Ladybug zu verwenden.
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Photo: Salathé Architekten Basel / Roman Weyeneth
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Habt ihr Fragen oder Kommentare?
Wenn ihr Fragen zur Klima- und Potenzialanalyse oder zum Projekt MFH Oberwilerstrasse habt oder eure Erfahrungen, Ideen oder Gedanken teilen möchtet, wie diese Storys auf ein reales Projekt oder ein genutztes Tool bezogen werden können, könnt ihr euch gerne im Forum an der Diskussion beteiligen.
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