3.5 Schornsteinhöhe - Bietigheim

iMA
Richter & Röckle
Immissionen
Meteorologie
Akustik
Auftraggeber:
Konsortium Biogutvergärung Bietigheim GmbH
Firmensitz
Stadtwerke Bietigheim-Bissingen GmbH
Rötestraße 8
74321 Bietigheim-Bissingen
Messstelle § 29b
BImSchG
Akkreditiert für
Immissionsprognosen
nach TA Luft
und GIRL
Schornsteinhöhenberechnung
nach TA Luft 5.5 und LAI-Merkblatt
für den geplanten Kamin des BHKW
Biogutvergärungsanlage
Steinbruch Fink
Projekt-Nr.:
14-01-02-S-I
Umfang:
9 Seiten
Datum:
09. Oktober 2015
Bearbeiter:
Dipl.-Met. Dr. Markus Hasel
Dipl.-Met. Werner-Jürgen Kost, FRMetS, CMet
Anerkannter Beratender Meteorologe DMG e.V.
Fellow of The Royal Meteorological Society (UK)
iMA - Immissionen · Meteorologie · Akustik
Richter & Röckle GmbH & Co. KG
Niederlassung Stuttgart
Hauptstraße 54
D-70839 Gerlingen
Tel. 07156 / 4389 16
Fax: 07156 / 5026 18
E-Mail: [email protected]
Internet: ima-umwelt.de
Nach DIN EN ISO/IEC 17025 durch die DAkkS akkreditiertes Prüflaboratorium. Die Akkreditierung gilt für die
in der Urkunde aufgeführten Prüfverfahren.
iMA
Richter & Röckle
Immissionen
Meteorologie
Akustik
Inhaltsverzeichnis
1
Situation und Aufgabenstellung ......................................................................................... 3
2
Örtliche Verhältnisse ........................................................................................................... 4
3
Nomogramm (TA Luft 5.5.3) und Topographie (5.5.4) ....................................................... 6
3.1
Nomogramm ...................................................................................................................... 7
4
Berücksichtigung anliegender Gebäude nach TA Luft 5.5.2 Abs. 1 ................................. 7
5
Zusammenfassung .............................................................................................................. 8
Literatur ....................................................................................................................................... 9
Proj.-Nr.: 14-01-02-S-I
Konsortium Biogutvergärung Bietigheim GmbH
09. Oktober 2015
2 von 9
Schornsteinhöhenberechnung Biogutanlage Steinbruch Fink
iMA
Richter & Röckle
Immissionen
Meteorologie
Akustik
1 Situation und Aufgabenstellung
Ein Teil des in der geplanten Biogutvergärungsanlage anfallenden Biogases soll durch ein BHKW
zur Eigenstromerzeugung energetisch genutzt werden. Die Abluft des BHKWs wird über einen
Kamin freigesetzt. Aufgrund der installierten thermischen Leistung von mehr als 1 MW fällt die
Anlage unter Nr. 1.2.2.2 der 4. BImSchV.
Für diesen Abluftkamin sollte daher eine Schornsteinhöhenberechnung nach folgenden gesetzlichen Vorgaben bzw. Richtlinien und Regelwerken durchgeführt werden:

TA Luft, Abschnitt 5.5 (/1/)

LAI „Merkblatt Schornsteinhöhenberechnung“ (/2/)

VDI-Richtlinie 3783 Blatt 13 „Qualitätssicherung in der Immissionsprognose“ (/3/), soweit
sie sich auf die Schornsteinhöhenberechnung nach TA Luft bezieht.
Der geplante Firmenstandort und seine Umgebung wurden anlässlich eines Vor-Ort-Termins am
19.08.2015 besichtigt bzw. aufgenommen. Des Weiteren lagen Angaben zu den Emissionsdaten
und Planunterlagen des beteiligten Planungsbüros vor.
Die iMA Richter & Röckle GmbH & Co. KG ist von der DAkkS akkreditiert nach DIN EN ISO/IEC
17025 für die Ausbreitungsrechnung nach TA Luft und GIRL (D-PL-14202-01-00).
Proj.-Nr.: 14-01-02-S-I
Konsortium Biogutvergärung Bietigheim GmbH
09. Oktober 2015
3 von 9
Schornsteinhöhenberechnung Biogutanlage Steinbruch Fink
iMA
Richter & Röckle
Immissionen
Meteorologie
Akustik
2 Örtliche Verhältnisse
Der vorgesehene Betriebsstandort der Biogutvergärungsanlage Steinbruch Fink liegt im Dreieck
der Orte Bietigheim, Bissingen und Metterzimmern (Abb. 2-1).
Metterzimmern
Bietigheim
Betriebsgelände
Biogutvergärungsanlage
Bissingen
Abb. 2-1:
Lage des vorgesehenen Betriebsstandorts Biogutanlage Steinbruch Fink (orange) (LuftbildQuelle: Google-Karten).
Proj.-Nr.: 14-01-02-S-I
Konsortium Biogutvergärung Bietigheim GmbH
09. Oktober 2015
4 von 9
Schornsteinhöhenberechnung Biogutanlage Steinbruch Fink
iMA
Richter & Röckle
Immissionen
Meteorologie
Akustik
Die folgende Abbildung zeigt einen Lageplan des geplanten Betriebsstandorts.
Der geplante Kamin wird auf dem BHKW-Gebäude platziert. In direkter Nachbarschaft befindet
sich die Aufbereitungshalle.
Aufbereitungshalle
Standort
Kamin
BHKWGebäude
50m
Abb. 2-2:
Lageplan des vorgesehenen Betriebsstandorts der Biogutanlage.
Proj.-Nr.: 14-01-02-S-I
Konsortium Biogutvergärung Bietigheim GmbH
09. Oktober 2015
5 von 9
Schornsteinhöhenberechnung Biogutanlage Steinbruch Fink
iMA
Richter & Röckle
Immissionen
Meteorologie
Akustik
3 Nomogramm (TA Luft 5.5.3) und Topographie (5.5.4)
Zur Berechnung der Schornsteinhöhe wurden von den Stadtwerken Bietigheim-Bissingen die Abluftdaten am zu betrachtenden Kamin zur Verfügung gestellt.
Zur Berechnung wurden vom Betreiber die folgenden, für die Kaminhöhe relevanten Kamindaten,
emissionstechnischen Randbedingungen und Emissionskonzentrationen angegeben.
Tab. 3-1:
Grundlagendaten für die Schornsteinhöhenberechnung (Angaben Stadtwerke Bietigheim-Bissingen).
Größe
Einheit
BHKW
Feuerungswärmeleistung
kW
1 015
Austrittstemperatur
°C
120
Durchmesser
m
0,28**2)
Austrittsgeschwindigkeit
m/s
10,5**2)
Volumenstrom Norm, trocken
m3/h
1 410
Volumenstrom Norm, feucht
m3/h
1 612
E-Konz. NOx als NO2
mg/m3
500
E-Konz. CO
mg/m3
650
E-Konz. SO2
mg/m3
311 **1)
E-Konz. Formaldehyd
mg/m3
60
**1)
gemäß TA Luft Nr. 5.4.1.4 gelten für Schwefeldioxid bei Einsatz gasförmiger Brennstoffe die Anforderungen der Nr.
5.4.1.2.3 von 500 mg/m³, wobei dieser Wert vom Bezugssauerstoffgehalt 3 % auf 5 % umzurechnen ist.
**2)
Diese Angaben lagen zum Zeitpunkt der Bearbeitung noch nicht abschließend vor und wurden durch typische Anlagenwerte abgeschätzt.
Proj.-Nr.: 14-01-02-S-I
Konsortium Biogutvergärung Bietigheim GmbH
09. Oktober 2015
6 von 9
Schornsteinhöhenberechnung Biogutanlage Steinbruch Fink
iMA
Richter & Röckle
Immissionen
Meteorologie
Akustik
Durch Multiplikation des Volumenstrom Norm, trocken der Abgase mit den beantragten Schadstoffkonzentrationen ergibt sich jeweils der Emissionsmassenstrom bzw. die Fracht (Schadstoffmenge
pro Zeit, Tab. 3-2):
Tab. 3-2:
Emissionsmassenströme (Frachten) in kg/h.
Größe
Einheit
Kamin
E-Massenstrom NOx
kg/h
0,705
E-Massenstrom CO
kg/h
0,917
E-Massenstrom SO2
kg/h
0,439
E-Massenstrom Formaldehyd
kg/h
0,085
3.1 Nomogramm
Die Kaminhöhe nach TA Luft (/1/) 5.5 wird zunächst nach Nomogramm (TA Luft Abschnitt 5.5.3)
bestimmt.
Anhand der S-Werte in der Tabelle 22 im Anhang 7 der TA Luft (/1/) wurden die Q/S-Verhältnisse
für alle Komponenten berechnet. Dabei wurde gemäß LAI-Merkblatt zur Schornsteinhöhenberechnung Abschnitt 2.1 (/2/) die Fracht von NO2 aus dem Emissionsmassenstrom von NOx durch Multiplikation mit einem Faktor 0,64 berechnet und der S-Wert für NO2 von 0,1 verwendet.
Zum maßgeblichen größten Q/S-Wert (Leitkomponente) führte die Berechnung für NO2:
Mit Q = 0,451 kg/h und einem S-Wert von 0,1 ergibt sich Q/S zu 4,51 kg/h. Somit liegt nach LAI
„Merkblatt Schornsteinhöhenberechnung“ (/2/) der Fall eines geringen Emissionsmassenstroms
(Q/S < 10) vor.
Im Falle genehmigungsbedürftiger Feuerungsanlagen mit „geringen Emissionen“ sind die Anforderungen aus Absatz 1, Nr. 5.5.2 TA Luft jedoch ohne die Vorschriften nach Nr. 5.5.3 (Nomogramm)
und Nr. 5.5.4 (Bebauung und Bewuchs) zu erfüllen. Das heißt, es gelten die Mindestanforderungen
an die Schornsteinhöhe von 10 m über der Flur und 3 m über Dachfirst unter Beachtung der 20°Regel.
4 Berücksichtigung anliegender Gebäude nach TA Luft 5.5.2 Abs. 1
Nach TA Luft 5.5.2 Absatz 1 (/1/) soll ein Schornstein eine den Dachfirst um 3 m überragende Höhe
haben. Bei einer Dachneigung von weniger als 20° ist die Höhe des Dachfirstes unter Zugrundelegung einer Neigung von 20° zu berechnen („20°-Regel“). Die Schornsteinhöhe soll jedoch das
2fache der Gebäudehöhe nicht übersteigen.
Zur Prüfung der Anforderungen aus diesem Kriterium wurde das Gebäude der Aufbereitungshalle
herangezogen. Das Gebäude, in welchem der BHKW-Motor untergebracht werden soll, ist niedriger.
Das Gebäude weist laut Planunterlagen eine Breite von 30 m auf (Abb. 2-2). Daher ist hier eine
maßgebliche Firsthöhe unter der Annahme einer Dachneigung von 20° zu berechnen. Die Trauf-
Proj.-Nr.: 14-01-02-S-I
Konsortium Biogutvergärung Bietigheim GmbH
09. Oktober 2015
7 von 9
Schornsteinhöhenberechnung Biogutanlage Steinbruch Fink
iMA
Richter & Röckle
Immissionen
Meteorologie
Akustik
höhe beträgt laut Plan 13 m. Die Höhe eines Firstes (20° Dachneigung) über der Basis-Linie (Traufhöhe) beträgt somit 5,5 m, die Firsthöhe entsprechend 18,5 m. Die rechnerische Schornsteinhöhe
beträgt nach der 20°-Regel (3 m über First), angewandt auf das Betriebsgebäude, 21,5 m.
Die nach TA Luft 5.5.2 Absatz 1 (20°-Regel, /1/) erforderliche Schornsteinhöhe beträgt somit
21,5 m.
5 Zusammenfassung
Das in der geplanten Biogutvergärungsanlage anfallende Biogas soll teilweise durch ein BHKW
energetisch genutzt werden. Die Abluft des BHKWs wird über einen Kamin freigesetzt.
Als maßgeblich für die rechnerische Schornsteinbauhöhe erweist sich die Erfüllung der Anforderungen nach TA Luft Nr. 5.5.2 Absatz 1. Die rechnerische Schornsteinhöhe beträgt 21,5 m.
Eine ungestörte Ableitung mit der freien Luftströmung gemäß den Anforderungen der TA Luft 5.5
(/1/) ist mit der Schornsteinhöhe von 21,5 m aus gutachterlicher Sicht gewährleistet. Die hier bestimmte Kaminhöhe gilt auf Basis der vorliegenden Planunterlagen und Emissionsdaten für Standorte des Kamins im Umfeld des Gebäudes der Aufbereitungshalle.
Die verwaltungsrechtliche Bewertung bleibt der Genehmigungsbehörde vorbehalten.
Gerlingen, den 09. Oktober 2015
Werner-Jürgen Kost , CMet, FRMetS
Dr. Markus Hasel
Anerkannter Beratender Meteorologe
der Deutschen Meteorologischen Gesellschaft e.V.
- Ausbreitung von Luftbeimengungen
- Stadt- und Regionalklima
Chartered Meteorologist
Fellow of the Royal Meteorological Society
Dieser Bericht darf ohne die schriftliche Zustimmung der iMA nicht ganz oder auszugsweise vervielfältigt werden!
Proj.-Nr.: 14-01-02-S-I
Konsortium Biogutvergärung Bietigheim GmbH
09. Oktober 2015
8 von 9
Schornsteinhöhenberechnung Biogutanlage Steinbruch Fink
iMA
Richter & Röckle
Immissionen
Meteorologie
Akustik
Literatur
/1/
TA Luft: Erste Allgemeine Verwaltungsvorschrift zum Bundes-Immissionsschutzgesetz
(Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft – TA Luft) v. 24. Juli 2002 (GMBl. Nr. 25 - 29
vom 30.07.2002 S. 511).
/2/
Merkblatt Schornsteinhöhenberechnung. Herausgeber: Fachgespräch Ausbreitungsrechnung des LAI (Länderausschuss für Immissionsschutz). 09.September 2010, 16 Seiten.
/3/
VDI-Richtlinie 3783 Bl. 13: Umweltmeteorologie - Qualitätssicherung in der Immissionsprognose - Anlagenbezogener Immissionsschutz - Ausbreitungsberechnung gemäß TA Luft. VDI
Düsseldorf, Januar 2010, Beuth Verlag, Berlin.
/4/
VDI-Richtlinie 3781 Bl. 2: Ausbreitung luftfremder Stoffe in der Atmosphäre; Schornsteinhöhen unter Berücksichtigung unebener Geländeform. VDI Düsseldorf, August 1981, Beuth
Verlag GmbH Berlin.
/5/
GIRL: Feststellung und Beurteilung von Geruchsimmissionen (Geruchsimmissions-Richtlinie, GIRL) in der in der Fassung vom 29.02.2008 und einer Ergänzung vom 10.09.2008 sowie
mit Begründung und Auslegungshinweisen in der Fassung vom 29.02.2008.
/6/
iMA Richter & Röckle: Luftschadstoffe und Immissionsprognose Geruch für die geplante
Biogutvergärungsanlage Steinbruch Fink, Bericht 14-01-02-S, 2015.
Proj.-Nr.: 14-01-02-S-I
Konsortium Biogutvergärung Bietigheim GmbH
09. Oktober 2015
9 von 9
Schornsteinhöhenberechnung Biogutanlage Steinbruch Fink

Download Report