Thematisches 3D-Stadtmodell: Energie, Umwelt & Klima
Die WebApp vereint thematisch zusammengehörige Inhalte aus den Bereichen Energie, Umwelt und Klima, bietet einen virtuellen und dreidimensionalen Blick auf die gesamte Stadt und soll kontinuierlich um weitere Umwelt-Themen ergänzt werden. Alle dargestellten Objekte wie Gebäude und Windräder sind mit interessanten und hilfreichen Informationen versehen.
In dieser 3D-Anwendung erfahren Sie Wissenswertes über die Potenziale von Solarthermie und Photovoltaik-Anlagen auf den Dachflächen, die Gründacherfassung sowie die aktuelle Luftqualität.
Hinweise zur Bedienung
Das 3D-Stadtmodell „Energie, Umwelt, Klima“ ist sowohl für die Bedienung am PC als auch auf mobilen Endgeräten mit Touch-Bedienung konzipiert. Zur Nutzung des 3D-Stadtmodells auf Ihrem Mobilgerät verwenden Sie bitte einen der empfohlenen Browser: Chrome, Firefox, iOS Safari, Chrome for Android.
Um innerhalb des Stadtmodells zu navigieren, können Sie die Modellansicht direkt verschieben - mit der Maus oder mit Ihren Fingern auf einem Touch-Display. Hinein- und herauszoomen, können Sie über das Scrollrad der Maus oder durch Ziehen oder Schieben mit zwei Fingern.
Zum Drehen oder Neigen ist die rechte Maustaste zu bedienen.
Alternativ können Sie die Navigationselemente links oben im Kartenfeld benutzen.
Wenn Sie mit einem mobilen Gerät unterwegs sind und auf das 3D-Stadtmodell zugreifen, können Sie Ihre eigene Position einfach über die Schaltfläche "Eigene Position" oben links unter den Navigationselementen ermitteln.
In der Bedienleiste am oberen rechten Kartenrand finden Sie weitere nützliche Funktionen. Von links nach rechts:
- Information Solardachkataster: Hier finden Sie weiterführende Informationen zu den Berechnungsgrundlagen des Solardachkatasters.
- Information Gründachkataster: Hier finden Sie Informationen zum Berechnungsverfahren des dreidimensionalen Gründachkatasters.
- Inhaltsverzeichnis: Hier finden Sie alle im 3D-Stadtmodell „Energie, Umwelt, Klima“ verfügbaren Themen. Durch das Setzen oder Entfernen der blauen Haken in den Kontrollkästchen können Sie vorhandene Layer ein- und ausschalten.
- Legende: Zeichenerklärung der verwendeten Symbole und Farben.
- Messen: Dieses Werkzeug ermöglicht Ihnen das Messen von Entfernungen und von Flächen im zwei- und dreidimensionalen Raum.
- Tageslicht: Die Tageslichtfunktion ermöglicht Ihnen den Sonnenstand sowie den direkten Schattenwurf über den Tag- und Uhrzeitregler einzustellen.
- Grundkartengalerie: Sie können zwischen verschiedenen Luftbildern und Stadtplänen als Grundkarte wählen.
- Impressum, Datenschutz, Barrierefreiheit: Hier finden Sie das Impressum, die Inhalte der Datenschutzbestimmungen und Nutzungsbedingungen für das 3D-Stadtmodell sowie Hinweise zur Barrierefreiheit.
- Hilfe: In der Hilfe finden Sie weitere detaillierte Informationen zur Verwendung der aufgeführten Werkzeuge.
Über das Suchfeld im oberen linken Kartenbereich können Sie Adressen oder Landmarken direkt eingeben und sich das Ergebnis anzeigen lassen.
Zusätzlich können Sie über die Links oben in der blauen Leiste direkt zum 3D-Stadtmodell Leipzig, Solardachkataster, Luftqualität-Dashboard oder Internetauftritt der Abteilung GeodatenService gelangen.
Grundlagen und Informationen
Daten- und Berechnungsgrundlagen für das 3D-Solardachkataster
Die 3D-Anwendung des Solardachkatasters der Stadt Leipzig visualisiert die Potenzialanalyse von Solarthermie zur Wärmeerzeugung und Photovoltaik-Anlagen zur Stromerzeugung auf den Dachflächen bei gleichzeitiger Darstellung des Gebäudekörpers und der Dachform.
Die dargestellten Potenziale dienen als Erstinformation und sind nicht verbindlich. Konkrete Informationen zu den gebäudeabhängigen Nutzungsmöglichkeiten, den Kosten und dem zu erwartenden Ertrag sind durch eine Einzelfallprüfung eines Fachbetriebs zu erfahren.
Die Grundlage der Dachflächenanalyse im Solardachkataster sind Laserscandaten aus der Überfliegung des Leipziger Stadtgebietes im Jahr 2010, wodurch Daten zur Ausrichtung, Neigung, Größe und Verschattung der Dachflächen ermittelt wurden. Auf Grundlage dieser Daten können erste Einschätzungen zur möglichen Anlagengröße, den jährlichen Ertrag und generellen energetischen Eignung getroffen werden.
Eingangsgrößen für die Berechnung der Dachflächenpotenziale
Eingangsgrößen für die Potenzialanalyse sind der Globalstrahlungswert im 30-jährigen Mittel und die Standortfaktoren Verschattung, Neigung und Ausrichtung. Die Berechnung dieser Faktoren erfolgt über ein dreidimensionales digitales Oberflächenmodell (DOM), wodurch eine Berechnung der Verschattung durch umliegende Bauten und Pflanzen ermöglicht wird. Bautechnische Faktoren wie Zustand und Statik des Daches bleiben bei der Potenzialanalyse unberücksichtigt.
Die gesamte auf eine Fläche auftreffende Sonnenstrahlung wird Globalstrahlung genannt, die sich aus einem direkten und diffusen Anteil zusammensetzt. Im Solardachkataster wird für jeden Viertelquadratmeter eines Daches die direkte und diffuse Sonneneinstrahlung ermittelt. Dabei wird der auf eine horizontale Fläche auftreffende Globalstrahlungswert für Leipzig im 30-jährigen Mittel (1059 kWh pro m² und Jahr), der vom Deutschen Wetterdienst gemessen wurde, zugrunde gelegt. Für Photovoltaik geeignete Flächen werden ab einem Einstrahlungswert von 910 kWh/(m²a) und Solarthermie ab einem Einstrahlungswert von 854 kWh/(m²a) ausgewiesen.
Diffuse Strahlung tritt vor allem bei Bewölkung oder in schattigen Bereichen auf. Im Rahmen der Verschattungsanalyse wurde der Schattenwurf bei direkter Sonneneinstrahlung über das ganze Jahr entsprechend einem Sonnenstandswinkel von 15° über Horizont berücksichtigt. Durch Bäume, angrenzende Gebäude oder Dachaufbauten verursachter Schattenwurf auf die Dachfläche fließt in die Berechnung des diffusen Strahlungsanteils und in die Bewertung der Dachfläche ein.
Die potenziellen Solarerträge sind von der Dachneigung und der Dachflächenausrichtung abhängig. Der optimale Dachneigungswinkel ergibt sich erst aus der geplanten Nutzung der Solarenergie für Solarthermie oder Photovoltaik sowie aus dem jeweiligen Kollektortypen, grundsätzlich liegt er zwischen 20° bis 60° Dachneigungswinkel. Bei Südausrichtung der Dachfläche kann abhängig des Neigungswinkels bis zu 100 % der auftreffenden Solareinstrahlung genutzt werden, bei Ost- oder Westausrichtung abhängig vom Neigungswinkel ca. 60 bis 87 %.
Bevor mit der Errichtung einer Solaranlage begonnen werden kann, ist zu ermitteln, ob Denkmalschutzbelange berührt sind. Handelt es sich um ein denkmalgeschütztes Gebäude oder ist die Umgebung von Denkmalen betroffen, ist die Genehmigung der unteren Denkmalschutzbehörde erforderlich. Weitere Informationen können Sie bei der unteren Denkmalschutzbehörde erhalten.
C02-Einsparung
Die Berechung der CO2-Einsparung basiert auf dem bundesweiten CO2-Äquivalent Wert von 0,563 Kilogramm (kg) pro Kilowattstunde (kWh). Berücksichtigt wurde zudem die produktionsbedingte CO2 Emission, die nach Gemis 4.6 für monokristalline Anlagen bei 0,135 kg/kWh liegt. Demnach wurde die CO2 Einsparung für eine Anlage mit 15 Prozent Wirkungsgrad mit 0,428 kg/kWh berechnet. Das bedeutet, dass durchschnittlich in Leipzig eine Masse von 428 Gramm CO2 bei der Produktion von einer Kilowattstunde Strom freigesetzt wird. Durch die Ermittlung des jährlichen Stromertrags in kWh/a einer Photovoltaikanlage wird mit dem CO2-Äquivalent die mögliche CO2-Einsparung in Kilogramm pro Jahr berechnet.
Für die Photovoltaiknutzung geeignete Dachflächenbereiche werden ab einer Größe von 20 m² und ab einem globalen Einstrahlungswert von 900 kWh/a ausgewiesen. Die Darstellung geeigneter Dachflächen erfolgt in drei Eignungskategorien. Folgende Grenzwerte und farbig differenzierte Eignungsstufen wurden festgelegt:
Klassifikation; Maßstab 1:5 000 bis über 1:1 000 | Solareinstrahlung [kWh/(m²a)]
- Sehr gut geeignet (rot) | > = 1159
- Gut geeignet (orange) | 976 - 1158
- Bedingt geeignet (gelb) | 910 - 975
- Nicht geeignet (grün)
Die Flächenanforderungen für die Installation einer Solarthermieanlage sind im Vergleich zur Photovoltaik geringer, da sich beispielsweise punktuelle Verschattungen weniger negativ auf den Ertrag der Solarthermieanlage auswirken. Daher sind grundsätzlich alle Flächen, die für Photovoltaikanlagen geeignet sind, auch für Solarthermieanlagen geeignet. Für die Thermienutzung geeignete Dachflächenbereiche verfügen über ein solares Einstrahlpotenzial von mindestens 854 kWh/m²a und die Mindestflächengröße für die solarthermische Eignung beträgt 5 m². Der optimale Aufstellwinkel einer thermischen Solaranlage hängt vorrangig von der Nutzung der Wärme für die Brauchwassererwärmung und/oder die Heizungsunterstützung ab. Steilere Aufstellungswinkel sind für solarthermische Anlagen grundsätzlich nicht von Nachteil, da sich gerade im Falle der Heizungsunterstützung bei niedrigen Sonnenständen in der kalten Jahreszeit höhere Erträge ergeben. Die Eignung der Thermienutzung wird in zwei Klassen ausgegeben. Alle im Solardachkataster für die Solarthermienutzung als geeignet ermittelten Dachflächen werden in zwei Kategorien farblich ausgewiesen:
Klassifikation | Solareinstrahlung [kWh/(m²a)]
- Sehr gut geeignet (rot) | > = 1037
- Gut geeignet (orange) | 854 - 1036
- Nicht geeignet (grün)
Zudem wird die potenzielle Wärmemenge pro m² ausgegeben. Zugrunde gelegt wird hier ein Wirkungsgrad einer Thermieanlage von 40 %. Das entspricht der Leistungsfähigkeit eines Flachkollektors.
Die Berechnung der CO2-Einsparsumme für eine Thermieanlage bezieht sich auf den örtlichen CO2-Äquivalentwert für Gas von 0,202 kg/kWh und wird pro m² ausgegeben. Abzüglich der Vorkette nach GEMIS 4.6 von 47 g CO2 / kWh für ein Thermie- Flachkollektor wird die CO2-Einsparsumme pro m² mit 0,155 kg CO2 / kWh berechnet.
Mehr zum Thema "Klimabewusst bauen" in Leipzig finden Sie auf der Webseite der Stadt Leipzig unter: Klimabewusst bauen
Grundlagen für die Gründacherfassung
Die Grundlage für die Gründacherfassung bildet die Auswertung der Versiegelungsflächen, welche mithilfe von Color-Infrarot-Luftbildern ermittelt wurden.
Bei Color-Infrarot-Luftbildern (CIR) handelt es sich um Farbaufnahmen, bei denen anstelle der üblichen Farbkanäle rot, grün, blau (RGB) der blaue Farbkanal durch den Farbkanal des nahen Infrarots ersetzt wurde. Dadurch wird insbesondere die Vegetation deutlich erkennbar (erscheint im Farbbild leuchtend rot).
Jede Gründachfläche enthält neben Informationen zur Größe der erfassten Fläche auch die Fördergebietszugehörigkeit (prozentualer Förderanteil).
Weitere Informationen zur Gründach-Förderrichtlinie: Gründach-Förderrichtlinie - Stadt Leipzig
Eine räumliche Überlagerung der nicht-versiegelten Flächen mit den Gebäudegrundrissen ergab eine potenzielle Gründachfläche. Diese Flächen wurden mittels Luftbildabgleich kontrolliert, und im Fall eines Gründachs, homogenisiert. Anschließend wurden die Gründachflächen mit den Dachflächen des 3D-Stadtmodells verschnitten.
Messtationen Luftqualität
Das 3D-Stadtmodell „Energie, Umwelt und Klima“ visualisiert die Ergebnisse der kontinuierlichen Überwachung der Luftqualität in Leipzig und Umgebung.
Die Überwachung der Luftqualität dient zur Kontrolle der Einhaltung der gesetzlichen Vorschriften zum Schutz der menschlichen Gesundheit und Umwelt. Im Freistaat Sachsen ist das Sächsische Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie (LfULG) für das landesweite Luftmessnetz zuständig. Drei Stationen des Luftmessnetzes, Leipzig-Lützner Straße, Leipzig-Mitte und Leipzig-West, befinden sich in der Stadt Leipzig. Eine weitere nahegelegene Station befindet sich in der Stadt Schkeuditz. Die Betreuung des Luftmessnetzes erfolgt durch die Staatliche Betriebsgesellschaft für Umwelt und Landwirtschaft (BfUL).
Ergänzend zu den Messungen des LfULG überwacht die Stadt Leipzig seit Anfang 2021 die Stickstoffdioxidbelastung mit so genannten Passivsammlern. Das sind kleine, leicht installierbare Probenahmeeinrichtungen, die insbesondere an Hotspots der Luftbelastung eingesetzt sind.
Zur Bewertung der Luftqualität werden die Luftschadstoffe entsprechend ihrer Konzentration in verschiedene Klassen eingeteilt (Luftqualitätsindex). Dieser reicht von sehr schlecht bis sehr gut und basiert auf der gesundheitlichen Bewertung der Luftschadstoffe Feinstaub (PM10 und PM2,5), Stickstoffdioxid (NO2) und Ozon (O3). Der Luftqualitätsindex wird aus dem jeweils aktuellsten verfügbaren Stundenmittelwert der letzten 4 Stunden berechnet.
Index
- sehr schlecht (dunkelrot)
- schlecht (rot)
- mäßig (gelb)
- gut (grün)
- sehr gut (cyan)
Mehr Informationen zum Thema "Luftqualität" in Leipzig finden Sie auf der Webseite der Stadt Leipzig unter: Messung der Luftschadstoffbelastung
Ein Dashboard ermöglicht einen umfassenden Einblick in die Entwicklung der Luftqualität. Erkunden Sie interaktiv die Entwicklung der Feinstaub-, Stickstoffdioxid- oder Ozonbelastung beispielsweise über die vergangenen 24 Stunden und viele weitere Zeiträume. Neben den Landesmessstellen werden Daten weiterer Messstationen angeboten.