Bereits 1927 hat sich Richard Krautheimer in seiner Habilitationsschrift mit der Architekturgeschichte der Gebäude im Judenhof befasst und eine im Wesentlichen noch immer gültige Einordnung vorgenommen. Ein zentraler Aspekt seiner Untersuchung beruht auf dem stilgeschichtlichen Vergleich der vorgefundenen Architekturglieder mit Beispielen an noch vorhandenen zeitgenössischen Bauten. Die Methoden der heutigen Bauforschung berücksichtigen darüber hinaus in größerem Umfang technologische Aspekte. Durch die exakte Vermessung der Gebäude, die detaillierte Betrachtung der einzelnen Bauteile sowie der Besonderheiten in der Bautechnik ist es nun möglich, den Bauablauf und die zeitliche Abfolge der Veränderungen noch genauer zu rekonstruieren.
In den letzten Jahren haben Wissenschaftler der Generaldirektion Kulturelles Erbe Rheinland-Pfalz umfangreiche bauhistorische Untersuchungen an der Synagoge und der Frauenschul in Speyer durchgeführt. Gegenwärtig läuft die bauhistorische Aufnahme der Westwand der Synagoge. In der Zusammenführung der bisherigen Forschungsergebnisse der Bauforschung und Archäologie hat zuletzt Pia Heberer eine Rekonstruktion des Baus vorgestellt.
Die farbige Kartierung der unterschiedlichen Mauertechniken und verwendeten Materialien lässt die wichtigsten Bauphasen deutlich hervortreten. Beispielsweise sind die gotischen Fenster (blau) als nachträgliche Einfügung in das regelmäßige romanische Mauerwerk der Synagoge (violett) gut zu erkennen.
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