Ermittlung der Schornsteinmindesthöhe · oder in der Richtlinie VDI 2280 Abschnitt 3 (Ausgabe August 1977) angegebenen Anforderungen sinngemäß so anzuwenden, dass eine ausreichende

Ermittlung derSchornsteinmindesthöhe

gemäß TA Luft

zum

Heizzentrale Neuerburg

im Auftrag von

Verbandsgemeindeverwaltung

Neuerburg

Pestalozzistraße 7

54673 Neuerburg

Proj. U14-1-477-SH-Rev00

04.04.2014

ArguMet - Büro West • Dipl.-Met. Wolfram Bahmann

Tacitusweg 12 • 50321 Brühl • Tel. 02232 209 114 • Fax 02232 209 123 • eMail [email protected]

ArguMet - Büro Nord • Dipl.-Met. Nicole Schmonsees

Dorfstr. 5d • 24857 Borgwedel • Tel. 04621-360431 • Fax 04621-934705 • eMail [email protected]

www.argumet.de

Verbandsgemeindeverwaltung NeuerburgHeizzentrale Neuerburg

tel : Ermittlung der Schornsteinmindesthöhe

gemäß TA Luft

zum

Prüfstandort : Heizzentrale Neuerburg

Auftraggeber : Verbandsgemeindeverwaltung

Neuerburg

Pestalozzistraße 7

54673 Neuerburg

Auftrag vom : 06.03.2014

Bestelldaten : I-901-13/33 Herr Hager

Auftragnehmer : ArguMet – Bahmann & Schmonsees GbR

Tacitusweg 12

50321 Brühl

Bearbeiter : Dipl.-Met. André Förster

Qualitätsprüfung : Dipl.-Met. Wolfram Bahmann

Projekt-Nr. : U14-1-477-SH-Rev00

Stand : 04.04.2014

Umfang : 41 Seiten insgesamt inklusive Deckblatt und Anhang

Archiv-Code: :Projektnummer: U14-1-477-SH-Rev00 / 04.04.2014Prüfstandort: Heizzentrale NeuerburgAuftraggeber: VerbandsgemeindeverwaltungNeuerburgBearbeiter: foe

Proj. U14-1-477-SH-Rev00 Seite 3 / 41


Inhaltsverzeichnis

Zusammenfassung, Veranlassung und Aufgabenstellung........................................5

1 Unterlagen zur Bearbeitung..................................................................................7

2 Vorgehensweise und Beurteilungskriterien............................................................8

2.1 TA Luft Beurteilungskriterien.........................................................................8

2.2 Merkblatt Schornsteinhöhenberechnung......................................................11

2.2.1 Ableitung nach TA Luft.............................................................................112.2.2 S-Wert für NO2.........................................................................................112.2.3 Ungünstige Betriebsbedingungen.............................................................132.2.4 Bebauung und Bewuchs............................................................................132.2.5 Zusammenfassung von zwei oder mehr Quellen........................................142.2.6 20°-Regel.................................................................................................162.2.7 Schornsteinhöhe in unebenem Gelände.....................................................172.2.8 Ableitung bei geringen Emissionsmassenströmen.....................................172.2.9 Einzelgebäude..........................................................................................20

3 Durchführung der Schornsteinhöhenberechnung................................................24

3.1 Beschreibung des Vorhabens.......................................................................24

3.2 Beschreibung der Umgebung.......................................................................24

3.3 Gebäudeparameter......................................................................................25

3.4 Ungünstige Betriebsbedingungen................................................................25

3.5 Emissionsparameter....................................................................................25

3.6 Zusammenfassen von Emissionen................................................................30

3.7 Bebauung und Gelände................................................................................31

3.8 Einzeln stehende hohe Gebäude..................................................................31

3.9 Festlegung der Schornsteinhöhe..................................................................33

4 Bewertung der Schornsteinbauhöhe....................................................................33

5 Hinweise.............................................................................................................34

Anhang

I. Literatur.............................................................................................................36II. Anhang Lagepläne.............................................................................................38III. Anhang topografische Karte..............................................................................40



Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1: Nomogramm zur Bestimmung der Schornsteinhöhe............................9Abbildung 2: Nomogramm zur Korrektur der Schornsteinhöhe..............................10Abbildung 3: Zusammensetzung der Schornsteinhöhe H20°..................................16Abbildung 4: Schematische Darstellung der Mindestanforderungen der Richtlinie VDI

2280 [9]............................................................................................18Abbildung 5: Vorgehensweise zur Ermittlung der Schornsteinhöhe bei der Ableitung

von Abgasen in Abhängigkeit von den Emissionsmassenströmen.......20Abbildung 6: Schematische Darstellung der Ausdehnung der Störzonen und des

Windfeldes in den Störzonen, in Anlehnung an [10]...........................21Abbildung 7: Schematische Darstellung der Konvention zur Ermittlung der

erforderlichen Schornsteinhöhe im Nahbereich eines hohen Einzelgebäudes (z. B. Kesselhaus)......................................................23

Tabellenverzeichnis

Tabelle 1: Zusammenfassen von Emissionen..........................................................15Tabelle 2: Emissionsparameter der Anlagen (1)......................................................27Tabelle 3: Emissionsparameter der Anlagen (2)......................................................28Tabelle 4: Massenströme und Q/S-Werte...............................................................29Tabelle 5: Massenströme und Q/S Werte................................................................30

Bildquellenverzeichnis

Topografische Karten in den Maßstäben 1:25.000; 1:50.000; 1:100.000; 1:200.000; 1:500.000; 1:1.000.000 des Bundesamtes für Kartographie und Geodäsie (WMS Dienste). Copyright: Geobasis-DE / BKG 2012

KartendarstellungenSelbst erstellt unter Verwendung von Quantum GIS in Verbindung mit den topografischen oder sonstigen Kartengrundlagen



Zusammenfassung, Veranlassung und Aufgabenstellung

Die Verbandsgemeindeverwaltung Neuerburg plant für den Standort „Am alten

Friedhof“ die Errichtung und den Betrieb einer im Sinne des BImSchG [13] bzw. der

4. BImSchV [14] nicht genehmigungsbedürftigen Anlage. Bei dem Vorhaben handelt

es sich um die Errichtung einer neuen Heizzentrale. Der geplante bestimmungs-

gemäße Betrieb der Anlagen wird durch folgende Kenngrößen bestimmt:

• 2 Biomassekessel mit 0,45 MW Feuerungswärmeleistung

• 3 Holzvergaseranlagen mit Holzgas-BHKW mit ca. 0,19 MW Feuerungswärmeleistung

Als Brennstoff kommen Holzhackschnitzel zum Einsatz, aus denen im Holzvergaser

mittels Pyrolyse Holzgas erzeugt wird. Dieses wird den BHKWs zugeführt, dort

verbrannt und in Wärme und Strom umgewandelt. Die beim Betrieb der Anlagen

entstehenden Abgase werden über Kamine abgeleitet, die am Betriebsgebäude

errichtet werden.

Im Zusammenhang mit dem erforderlichen Genehmigungsverfahren beauftragte die

Verbandsgemeindeverwaltung Neuerburg das Gutachterbüro ArguMet – Bahmann &

Schmonsees GbR mit der Ermittlung der erforderlichen Schornsteinmindesthöhe im

Sinne der TA Luft [15]. Als Arbeitsgrundlage zur Durchführung der Berechnungen

und Beurteilung der Ergebnisse wurde die 1. BImSchV in Verbindung mit der

Technischen Anleitung zur Reinhaltung der Luft (TA Luft) [15] und dem Merkblatt

Schornsteinhöhenberechnung des Länderausschusses für Immissionsschutz sowie

mit weiteren zur Verfügung stehenden Unterlagen berücksichtigt.



Ergebnis

Im Rahmen der Festlegung der erforderlichen Schornsteinbauhöhe kann für das

geplante Vorhaben entsprechend der Anwendung der Vorgaben der 1. BImSchV § 19

[18] in Verbindung mit der Nr. 5.5 der TA Luft [15] und den Anforderungen

aufgrund hoher Einzelgebäude eine Schornsteinhöhe von

20,5 m über Grund

als hinreichend bezeichnet werden.

Bewertung der Schornsteinbauhöhe

Ungeachtet der genehmigungsrechtlichen Zuordnung des geplanten Vorhabens ist

aufgrund des Emissionsverhaltens und der Nachbarschaft (öffentliche Schulgebäude)

zu empfehlen die Vorgaben der 1. BImSchV heranzuziehen, die bei den vorliegenden

Massenströmen auch den Vorgaben der TA Luft entsprechen. Dahingehend ist ein

hinreichend ungestörter Abtransport der Emissionen mit der freien Luftströmung zu

erwarten wenn o.g. Schornsteinbauhöhe realisiert wird. Zur Validierung wurden des

Weiteren die Vorgaben der Geruchsimmissionsrichtlinie und Ergebnisse aus

Windkanaluntersuchungen herangezogen, die gemäß dem aktuellen Stand von

Veröffentlichungen [21] auch in der kommenden Novellierung der VDI Richtlinie

3781 Blatt 4 [8] für kleine Feuerungsanlagen zu erwarten sind.

Die detaillierte Darstellung der Herleitung von Eingangsdaten, der Durchführung

der Berechnungen und Beurteilung der Ergebnisse kann dem nachfolgenden Text

sowie dem Anhang entnommen werden.



1 Unterlagen zur Bearbeitung

Zur Ermittlung der Emissionen und Immissionen werden folgende Unterlagen neben

weiteren Unterlagen entsprechend dem aktuellen Stand der Genehmigungspraxis

und Literatur (siehe Anhang I) herangezogen:

• Technische Angaben zur Betriebs- und Verfahrensweise

• Beschreibung des Wärmenetzes

• topografische Karten

• frei verfügbare Luftbilder

Dokumente über H2 - Erneuerbar Versorgt GmbH

• 131103_Hackschnitzelstandort-Neuerburg_v03.pdf

• Daten Ölheizungen Neuerburg.xls

• H2_130926_NW-NBurg_Heizzentrale-G&L_v02.PDF

• H2_131022_NW-Nburg_Plan-Heizzentrale_v02.pdf

• H2_131024_NW-NBurg_Heizzentrale-G&L_v02.PDF

• H2_140103_NWNburg_Heizzentrale_Topographie.jpg

• H2EV_131209_NahW-Neuerburg_Steckbrief.pdf

• Rauchrohrkessel_Robuste_2604.pdf

• Richtwerte.pdf

• Spanner_Holz-Kraft-Anlagen_1208.pdf

• Staubabscheider.pdf

• WVT-Kurzgutachten-TR-B6.[1].pdf



2 Vorgehensweise und Beurteilungskriterien

Die Ermittlung der erforderlichen Schornsteinbauhöhe erfolgt gemäß den Vorgaben

der TA Luft [15], die im Merkblatt Schornsteinhöhenberechnung [16] umfassend

erläutert wird. In den dort dargestellten Regelungen kann es im Einzelfall weiterhin

zu Zweifelsfragen kommen. Die Anwendung des Merkblatts erfolgt, um aus

gutachterlicher Sicht einer Gleichbehandlung bei der Schornsteinhöhenberechnung

nahe zu kommen. Die Rechenvorschrift im dort beschriebenen Abschnitt 3

(Einzelgebäude) ist in einem EXCEL-Arbeitsblatt umgesetzt worden. Diese EXCEL-

Datei ist Bestandteil des angewandten Merkblattes.

Versionen Merkblatt/Excel Datei Schornsteinhöhenberechnung: 18.05.2010

Im Folgenden sind umfangreiche Auszüge zusammengestellt. Anschließend (ab

Kapitel 3) werden die Projektparameter dahingehend angewandt:

2.1 TA Luft Beurteilungskriterien

Abgase sind so abzuleiten, dass ein ungestörter Abtransport mit der freien

Luftströmung ermöglicht wird. In der Regel ist eine Ableitung über Schornsteine

erforderlich, deren Höhe vorbehaltlich besserer Erkenntnisse nach den Nummern

5.5.2 bis 5.5.4 der TA Luft zu bestimmen ist.

Gemäß Nummer 5.5.2 soll der Schornstein mindestens eine Höhe von 10 m über der

Flur und eine den Dachfirst um 3 m überragende Höhe haben. Bei einer

Dachneigung von weniger als 20° ist die Höhe des Dachfirstes unter Zugrunde-

legung einer Neigung von 20° zu berechnen; die Schornsteinhöhe soll jedoch das

2fache der Gebäudehöhe nicht übersteigen. Die o. g. Regelungen (Nr. 5.5.2 bis

5.5.4 der TA Luft) finden bei anderen als Feuerungsanlagen keine Anwendung bei

geringen Emissionsmassenströmen sowie in den Fällen, in denen nur innerhalb

weniger Stunden des Jahres aus Sicherheitsgründen Abgase emittiert werden. In

diesen Fällen sind die in der Richtlinie VDI 3781 Blatt 4 (Ausgabe November 1980)

oder in der Richtlinie VDI 2280 Abschnitt 3 (Ausgabe August 1977) angegebenen

Anforderungen sinngemäß so anzuwenden, dass eine ausreichende Verdünnung

und ein ungestörter Abtransport der Abgase mit der freien Luftströmung

sichergestellt sind.



Entsprechend der Nummer 5.5.3 ist zur Bestimmung der Schornsteinhöhe das dort

gezeigte Nomogramm anzuwenden. Es bedeuten:

H' in m Schornsteinhöhe aus Nomogramm;

d in m Innendurchmesser des Schornsteins oder äquivalenter Innendurchmesser derQuerschnittfläche;·

t in °C Temperatur des Abgases an der Schornsteinmündung;

R in m³/h Volumenstrom des Abgases im Normzustand nach Abzug des Feuchtgehaltes anWasserdampf;

Q in kg/h Emissionsmassenstrom des emittierten luftverunreinigenden Stoffes aus derEmissionsquelle;

für Fasern ist die je Zeiteinheit emittierte Faserzahl in einen Massenstrom umzurechnen;

S Faktor für die Schornsteinhöhenbestimmung; für S sind in der Regel die in Anhang 7 festgelegtenWerte einzusetzen.

Abbildung 1: Nomogramm zur Bestimmung der Schornsteinhöhe



Für t, R und Q sind jeweils die Werte einzusetzen, die sich beim bestimmungs-

gemäßen Betrieb unter den für die Luftreinhaltung ungünstigsten Betriebs-

bedingungen ergeben, insbesondere hinsichtlich des Einsatzes der Brenn- bzw.

Rohstoffe.

Für S kann die zuständige oberste Landesbehörde in nach § 44 Abs. 3 BImSchG

festgesetzten Untersuchungsgebieten und in den Fällen nach Nummer 4.8 kleinere

Werte vorschreiben. Sie sollen 75 vom Hundert der in Anhang 7 festgelegten

S-Werte nicht unterschreiten.

In den Fällen, in denen die geschlossene, vorhandene oder nach einem

Bebauungsplan zulässige Bebauung oder der geschlossene Bewuchs mehr als 5 vom

Hundert der Fläche des Beurteilungsgebietes beträgt, wird die nach Nummer 5.5.3

bestimmte Schornsteinhöhe H' um den Zusatzbetrag J erhöht. Der Wert J in m ist aus

der folgenden Abbildung zu ermitteln.

Es bedeuten:

• H in m; Schornsteinbauhöhe (H = H' + J);·

• J' in m; mittlere Höhe der geschlossenen vorhandenen oder nach einem Bebauungsplan

zulässigen Bebauung oder des geschlossenen Bewuchses über Flur.

Abbildung 2: Nomogramm zur Korrektur der Schornsteinhöhe



Bei der Bestimmung der Schornsteinhöhe ist eine unebene Geländeform zu

berücksichtigen, wenn die Anlage in einem Tal liegt oder die Ausbreitung der

Emissionen durch Geländeerhebungen gestört wird. In den Fällen, in denen die

Voraussetzungen für eine Anwendung der Richtlinie VDI 3781 Blatt 2 (Ausgabe

August 1981) vorliegen, ist die nach den Nummern 5.5.3 und 5.5.4 Absatz 1

bestimmte Schornsteinhöhe entsprechend zu korrigieren.

2.2 Merkblatt Schornsteinhöhenberechnung

Eine wesentliche Anforderung zur Vorsorge gegen schädliche Umwelteinwirkungen

durch Luftverunreinigungen ist die Ableitung der Emissionen derart, dass ein

ungestörter Abtransport mit der freien Luftströmung und eine ausreichende

Verdünnung sichergestellt sind.

Hierzu werden u. a. in der Nr. 5.5 TA Luft [15] entsprechende Anforderungen und

Verfahren zur Ermittlung der Schornsteinhöhe beschrieben. Einige dieser

Formulierungen in der TA Luft lassen jedoch einen Interpretationsspielraum zu, der

in der Praxis zu teilweise unterschiedlichen Auslegungen führt und somit keine

einheitliche Vorgehensweise in der Umsetzung der Schornsteinhöhenberechnung

gewährleistet.

Darüber hinaus kommt es in der Praxis der Schornsteinhöhenberechnung zu

Konstellationen, die durch die vorhandenen Regelungen nicht abgedeckt sind. Das

„Merkblatt Schornsteinhöhenberechnung“ soll diese Interpretationsspielräume bei

der Schornsteinhöhenberechnung durch Festlegungen minimieren sowie bekannte

Regelungslücken schließen. Diese Festlegungen sind fachlich begründet. Teilweise

beruhen sie auf Konventionen.

2.2.1 Ableitung nach TA Luft

Abgase sind so abzuleiten, dass ein ungestörter Abtransport mit der freien

Luftströmung ermöglicht wird. In der Regel ist eine Ableitung über Schornsteine

erforderlich, deren Höhe vorbehaltlich besserer Erkenntnisse nach den Nummern

5.5.2 bis 5.5.4 der TA Luft zu bestimmen ist. Dabei bezieht sich der Vorbehalt auf

bessere Erkenntnisse bei der Ableitung der S-Werte [1].



2.2.2 S-Wert für NO2

Stickstoffoxide bestehen gewöhnlich aus Stickstoffmonoxid und Stickstoffdioxid.

Die Bestimmung der Schornsteinhöhe nach Nr. 5.5.3 TA Luft ist auf der Basis von

Stickstoffdioxid geregelt. Bei der Emission von Stickstoffmonoxid ist ein

Umwandlungsgrad von 60 vom Hundert zu Stickstoffdioxid zugrunde zu legen. Der

sich aus der Summe des direkt emittierten Stickstoffdioxids und des zu

Stickstoffdioxid gewandelten Stickstoffmonoxids ergebende Emissionsmassenstrom

Q für Stickstoffdioxid ist mit dem im Anhang 7 der TA Luft angegebenen S-Wert ins

Verhältnis zu setzen.

Vor Inkrafttreten der TA Luft im Jahr 2002 war der S-Wert als Wert für NO2

angegeben. Die Formulierungen zur Schornsteinhöhenbestimmung in Nr. 5.5.3 der

TA Luft 2002 wurden nahezu unverändert aus der alten TA Luft übernommen. Da

sich einerseits mit den verschärften Emissionsgrenzwerten der TA Luft 2002 bei

gleichen Anlagen geringere Schornsteinhöhen ergeben hätten als bei Anwendung

der alten TA Luft 1986 und andererseits die Absicht bestand, bei gleichen Verfahren

annähernd gleich hohe Schornsteinhöhen zu fordern, war eine Anpassung der S-

Werte erforderlich. Im Rahmen dieser Anpassung wurde der S-Wert für NO2 dabei -

offensichtlich aufgrund eines redaktionellen Versehens - als S-Wert für NOx

definiert. Deshalb steht im Anhang 7 der aktuellen TA Luft der S-Wert als Wert für

den Stoff Stickstoffoxide, angegeben als Stickstoffdioxid.

Die Forderung nach annähernd gleich hohen Schornsteinen bei dem Vergleich der

alten TA Luft mit der neuen TA Luft kann nur umgesetzt werden, wenn der S-Wert

für NOx als S-Wert für NO2 betrachtet wird. Daher ist für Stickstoffoxide bei der

Schornsteinhöhenbestimmung das Q/S-Verhältnis aus dem Emissionsmassenstrom

unter Zugrundelegung einer Umwandlungsrate von Stickstoffmonoxid zu

Stickstoffdioxid von 60 vom Hundert und des S-Wertes für NO2 von 0,1 zu bilden.

Diese Auffassung wurde auch vom LAI-Ausschuss Luftqualität / Wirkungsfragen /

Verkehr bestätigt [2].



Beispielrechnung:

Verhältnis von NO zu NO2 an der Emissionsquelle liegt bei 90 zu 10 (Annahme)

NOx-Massenstrom: 10 kg/h (berechnet aus Emissionskonzentration und Abluft-volumenstrom; Annahme)

Primärer NO2-Massenstrom: 1 kg/h (0,1 x 10 kg/h)

Sekundärer NO2-Massenstrom: 5,4 kg/h (0,9 x 0,6 x 10 kg/h)

Effektiver NO2-Massenstrom : 6,4 kg/h (1 kg/h + 5,4 kg/h)

2.2.3 Ungünstige Betriebsbedingungen

Gemäß Nr. 5.5.3 TA Luft sind für die Kenngrößen der Temperatur (t), des

Volumenstroms des Rauchgases (R) und des Emissionsmassenstroms (Q) jeweils die

Werte zu verwenden, die sich bei bestimmungsgemäßem Betrieb unter den für die

Luftreinhaltung ungünstigsten Betriebsbedingungen ergeben.

Für den Emissionsmassenstrom ist in diesem Zusammenhang entsprechend einem

Beschluss des LAI-Unterausschusses Luft/Technik [3] der Tagesmittelwert

heranzuziehen. Eine abweichende Vorgehensweise, welche z. B. den

Halbstundenmittelwert zur Bestimmung der Schornsteinhöhe zugrunde legt, ist im

Einzelfall nicht ausgeschlossen, sie ist jedoch ausführlich zu begründen.

Beispielsweise kann hierunter eine Anlage mit stark schwankenden Emissionen

fallen, bei der in relevanter Häufigkeit Halbstundenmittelwerte oberhalb des

Tagesmittelwertes auftreten. In diesem Fall kann der Tagesmittelwert ggf. nicht

ausreichend sein, um im Sinne des Vorsorgegrundsatzes des Kapitels 5 der TA Luft

den ungünstigsten Betriebszustand zu beschreiben. In einem derartigen Fall kann es

sachgerecht sein, bei der Bestimmung der Schornsteinhöhe auf den

Halbstundenmittelwert abzustellen.

2.2.4 Bebauung und Bewuchs

Die Korrektur der Schornsteinhöhe nach Nr. 5.5.4 TA Luft bezieht sich ausschließlich

auf geschlossene Bebauung sowie geschlossenen Bewuchs im Beurteilungsgebiet,

falls deren Flächenanteile insgesamt größer als 5 % sind. Einzelne oder besonders

hohe Gebäude werden bei dieser Korrektur nicht betrachtet.

Zu berücksichtigen ist ein Gebiet mit dem Radius des 50fachen der nach

Nomogramm ermittelten Schornsteinhöhe bzw. 1.000 m bei Schornsteinhöhen



kleiner 20 m. Der prozentuale Anteil der geschlossenen Bebauung bzw. des

geschlossenen Bewuchses kann abgeschätzt werden.

Die Berücksichtigung von einzelnen, besonders hohen Gebäuden (Hochhäuser) im

Einwirkungsbereich der Anlage ist in Nr. 5.5 TA Luft nicht geregelt. Hier kann ein

atypischer Fall vorliegen. Nach Nr. 5.5.2 Abs. 3 ist neben der Prüfung auf Einhaltung

der Immissionswerte auch zu prüfen, ob der Schornstein weiter erhöht werden muss

[1].

Wenn die Bestimmung der Schornsteinhöhe nach Nr. 5.5.3 TA Luft (Nomogramm)

wegen geringer Emissionsmassenströme (Q/S < 10 kg/h) nicht möglich ist, erfolgt

auch keine Korrektur der Schornsteinhöhe nach Nr. 5.5.4 TA Luft [4], [5].

2.2.5 Zusammenfassung von zwei oder mehr Quellen

Ergeben sich mehrere etwa gleich hohe Schornsteine, ist gemäß Nr. 5.5.2 Abs. 2

TA Luft zu prüfen, inwieweit deren Emissionen bei der Bestimmung der

Schornsteinhöhe zusammenzufassen sind. Hierzu gibt es zwei Methoden:

Methode 1: Addition der Emissionsmassenströme aller Einzelquellen unter Beibehaltung der übrigen

Daten einer zu berechnenden Einzelquelle.

Bei identischen Einzelquellen kann dies zu deutlich höheren Schornsteinen führen. Je näher die

Einzelquellen zusammenrücken, desto mehr überlagern sich die Abgasfahnen. Der Extremfall ist die

Zusammenfassung beider Quellen in einem gemeinsamen Schornstein. Dieser Fall wird durch Methode

2 beschrieben.

Methode 2: Behandlung wie mehrzügige Schornsteine, also Addition der Massen- und

Volumenströme und Bildung eines fiktiven äquivalenten Schornsteindurchmessers.

Als Handlungsempfehlung für die Zusammenfassung von Emissionsmassen- und

Volumenströmen bei der Schornsteinhöhenberechnung hat der Länderausschuss

Immissionsschutz (LAI-UA-Luft/Technik) im Jahre 1992 [6] die folgende Regelung

gebilligt:



Schornsteinabstand Berechnungsmethode Bemerkung

1,4 H bis 5 D Methode 1 ggf. Einzelfalluntersuchung

kleiner 5 D Methode 2

Fallgestaltung/Situation Berechnungsmethode Bemerkung

Schornsteinhöhe entsprichtin etwa Bebauung und

Bewuchs

Methode 1 auch bei Abständen

kleiner 5 D

hohe Volumenströme mitkleinen Massen-

konzentrationen, auch beiAbständen größer 5 D

Methode 2

oder

Methode 1

Methode 1 und Methode 2

ergeben die gleiche

Schornsteinhöhe

Erläuterung: 1,4 H ist das 1,4fache der Schornsteinhöhe; 5 D ist das 5fache des Schornsteindurchmessers

Tabelle 1: Zusammenfassen von Emissionen

Diese Regelung wurde konzipiert, um dem Interesse von Anlagenbetreibern

entgegen zu wirken, dass es technisch und wirtschaftlich vorteilhaft sein kann, die

Abgase über mehrere Schornsteine abzuleiten. Dies kann wegen der jeweils

geringen Abgas- und Emissionsmassenströme zu relativ niedrigen Kaminhöhen

führen, die wegen der geringen Verdünnung der Emissionen aus niedrigen Quellen

durch die Kumulation der einzelnen Beiträge höhere Immissionen in der Nach-

barschaft zur Folge haben.

Abweichend von dieser Regelung wurde 1992 vom LAI-Unterausschuss-

Luft/Technik festgestellt, dass bei Schornsteinen mittlerer Höhe die Entscheidung,

nach Methode 1 oder 2 zu verfahren, wirtschaftlich relevant sein kann. Hier können

im Einzelfall Modellversuche im Windkanal Entscheidungshilfen geben.

Entscheidungshilfen können auch Ausbreitungsrechnungen in Zusammenhang mit

Immissionsvorbelastungsmessungen und die daraus resultierenden Immissions-

betrachtungen liefern [7].

Hinweis: Bei der Methode 2 bezieht sich die Zusammenfassung der Massen- und Volumenströme auf

die Bestimmung der Schornsteinhöhe. Bei der Ermittlung der Immissionskenngrößen kann eine andere

Vorgehensweise geboten sein.



2.2.6 20°-Regel

Nach Nr. 5.5.2 TA Luft [15] soll der Schornstein eine den Dachfirst um 3 m

überragende Höhe haben. Bei Dachneigungen von weniger als 20° ist die Höhe des

Dachfirstes unter Zugrundelegung einer Neigung von 20° zu berechnen; die

Schornsteinhöhe soll jedoch das 2fache der Gebäudehöhe nicht übersteigen. Für die

Bestimmung der Firsthöhe ist die Gebäudebreite (Schmalseite) bS zu verwenden.

Damit ergibt sich die Schornsteinhöhe H20° aus der Summe der Traufhöhe (hT), der

Dachhöhe (hD) und der 3 m-Überragung über First zu:

(G1)

mit

(G2)

Dabei ist:

H20° die erforderliche Schornsteinhöhe aufgrund der 20°-Regel,

hT die Traufhöhe,

hD die Dachhöhe (Firsthöhe minus Traufhöhe),

bS die Gebäudebreite (Schmalseite).

Abbildung 3: Zusammensetzung der Schornsteinhöhe H20°



2.2.7 Schornsteinhöhe in unebenem Gelände

Bei der Bestimmung der Schornsteinhöhe ist eine unebene Geländeform zu

berücksichtigen, wenn die Anlage in einem Tal liegt oder die Ausbreitung der

Emissionen durch Geländeerhebungen gestört wird.

In den Fällen, in denen die Voraussetzungen für eine Anwendung der Richtlinie VDI

3781, Blatt 2 [17] vorliegen, ist die Schornsteinhöhe entsprechend dieser Richtlinie

zu korrigieren.

Ist die Anwendung dieser Richtlinie nicht zielführend, ist eine Einzelfallbetrachtung

durchzuführen. Die Vorgehensweise ist zu begründen.

2.2.8 Ableitung bei geringen Emissionsmassenströmen

In vielen Fällen können wegen der geringen Emissionsmassenströme weder das

Nomogramm zur Ermittlung der Schornsteinhöhe nach Nr. 5.5.3 TA Luft noch das

Diagramm zur Ermittlung des Wertes J zur Berücksichtigung von Bebauung und

Bewuchs nach Nr. 5.5.4 TA Luft angewendet werden. Von geringen Emissions-

massenströmen kann man ausgehen, wenn der Q/S-Wert kleiner als 10 kg/h ist.

Andere als Feuerungsanlagen

Sofern es sich nicht um Feuerungsanlagen handelt, sind bei geringen

Emissionsmassenströmen sowie in den Fällen, in denen nur innerhalb weniger

Stunden des Jahres aus Sicherheitsgründen Abgase emittiert werden, eine

ausreichende Verdünnung und ein ungestörter Abtransport der Abgase mit der

freien Luftströmung sicherzustellen. Hinweise auf Mindestbedingungen für die „freie

Abströmung“ ergeben sich aus der sinngemäßen Anwendung der in Absatz 5, Nr.

5.5.2 TA Luft zitierten Richtlinien VDI 3781 Blatt 4 [8] und VDI 2280 [9]. Dabei sollte

zwischen Anlagen mit einem Q/S-Verhältnis zwischen 1 und 10 sowie einem Q/S-

Verhältnis von weniger als 1 differenziert werden [10]. Für diese Fälle wird auf die

Anforderungen der Richtlinien VDI 2280 (für 1 < Q/S < 10) oder VDI 3781 Blatt 4

(für Q/S < 1) [8] verwiesen:



1 < Q/S < 10:

Nach der Richtlinie VDI 2280 soll die Ableitung der Abgase unter folgenden

Mindestbedingungen erfolgen:

• Giebeldach 3 m über First,

• Flach- und Shed-Dach 5 m über Dach und bei

• Wohngebäuden in 50 m Umkreis 5 m über Firsthöhe,

aber mindestens 10 m über dem Erdboden.

Zur besseren Verteilung der Abgase ist eine Austrittsgeschwindigkeit von

mindestens 7 m/s (senkrecht nach oben) anzustreben. Diese Mindestbedingungen

sind in der folgenden Abbildung 2 nochmals schematisch dargestellt.

Abbildung 4: Schematische Darstellung der Mindestanforderungen der Richtlinie VDI 2280 [9]



Q/S < 1:

Bei Emissionsmassenströmen mit einem Q/S-Wert kleiner 1 werden die

Anforderungen der Richtlinie VDI 3781, Blatt 4 [8] herangezogen. Diese Richtlinie

enthält ebenfalls gebäude- und umgebungsbedingte Anforderungen an die

Schornsteinhöhe. Bei einem Dachneigungswinkel größer oder gleich 20° soll die

Schornsteinmindesthöhe in Abhängigkeit von der Feuerungswärmeleistung 0,4 m

bis 1,0 m über First liegen. Bei einem Dachneigungswinkel kleiner 20° soll die

Schornsteinmindesthöhe in Abhängigkeit von der Feuerungswärmeleistung 1,0 m

bis 1,5 m über Dachfläche oder über Oberkante der Dachaufbauten liegen.

Abweichend zu den o. g. Regelungen für die Ableitung bei geringen

Emissionsmassenströmen kommt ein Verzicht auf die Ableitung über einen

Schornstein, z. B. bei Emissionsmassenströmen unterhalb der Bagatellmassenströme

nach Nr. 4.6.1.1 TA Luft, lediglich in begründeten Ausnahmefällen in Betracht.

Feuerungsanlagen

Die Anwendung der in Absatz 5, Nr. 5.5.2 TA Luft zitierten VDI-Richtlinien kommt

bei Feuerungsanlagen nicht zum Tragen. 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 Mindest-

anforderungen an die Schornsteinhöhe von 10 m über der Flur und 3 m über

Dachfirst unter Beachtung der 20°-Regel.

Eine zusammenfassende Darstellung der Vorgehensweise zur Ermittlung der

Schornsteinhöhe bei der Ableitung von Abgasen mit geringen Emissions-

massenströmen zeigt Abbildung 5.



Abbildung 5: Vorgehensweise zur Ermittlung der Schornsteinhöhe bei der Ableitung von Abgasen in Abhängigkeit von den Emissionsmassenströmen

2.2.9 Einzelgebäude

Befinden sich in der Nähe eines Schornsteins, dessen Höhe nach Nr. 5.5.3 TA Luft

auszulegen ist, Bebauung oder Bewuchs, so sind die Vorgaben der Nr. 5.5.4 TA Luft

zu beachten. Hohe Einzelgebäude im Einwirkungsbereich der Anlage, die durch die

mittlere Höhe der Bebauung nicht erfasst werden, können die freie Abströmung

jedoch beeinträchtigen.

Da die TA Luft die Auslegung der Schornsteinhöhe für diese Fälle nicht abschließend

regelt, wird der im Folgenden vorgestellte pragmatische Ansatz zur Berechnung der

Schornsteinhöhe im Nahbereich eines Einzelgebäudes als Strömungshindernis

empfohlen.

In Lee (windabgewandte Seite) eines Gebäudes bildet sich ein Nachlauf aus. Werden

Abgase innerhalb dieser Zone freigesetzt oder in diese eingemischt, kann es dort zu

erhöhten Immissionskonzentrationen kommen (durch sog. Downwash). In einem

solchen Fall wird nicht in den freien Luftstrom abgeleitet. Der Nachlauf lässt sich in

eine Zone des nahen Nachlaufs (Rezirkulationszone) und des fernen Nachlaufes



unterteilen [11].

In der Abbildung 6 sind die Ausdehnungen dieser Störzonen und das Windfeld in

diesen Störzonen schematisch am Beispiel eines senkrecht angeströmten Quaders

dargestellt.

Abbildung 6: Schematische Darstellung der Ausdehnung der Störzonen und des Windfeldes in den

Störzonen, in Anlehnung an [10]

Daher sollte ein Schornstein in der Nähe eines hohen Einzelgebäudes so

dimensioniert sein, dass die Schornsteinmündung sicher außerhalb des Nachlaufs

liegt. Zur Berechnung dieses Nachlaufs liefert die Richtlinie VDI 3783, Blatt 10 [11]

entsprechende Vorgaben.

Danach wird die maximale horizontale Ausdehnung des nahen Nachlaufs (INN),

gemessen ab der leeseitigen Gebäudewand, folgendermaßen berechnet:

Dabei ist

lNN die horizontale Ausdehnung des nahen Nachlaufs [m],

b die Gebäudebreite senkrecht zur Abstandslinie Gebäudemitte – Schornstein [m],

h die Gebäudehöhe [m].

Im fernen Nachlauf geht die gestörte Strömung in die ungestörte Strömung über.

Die horizontale Erstreckung des fernen Nachlaufs (lFN) in Windrichtung, gemessen

von der Leeseite des Gebäudes, beträgt das 5fache der Länge des nahen Nachlaufs

(lNN).



Wie einleitend bereits ausgeführt wurde, sollte ein Schornstein, der innerhalb der

horizontalen Ausdehnung der Nachlaufzone errichtet werden soll, so dimensioniert

werden, dass er oberhalb dieser Nachlaufzone emittiert. Ein solcher Fall ist

schematisch in der Abbildung 5 dargestellt.

Dabei bildet allerdings nicht die Oberkante des Gebäudes die Obergrenze für die

Rezirkulationszone, sondern die erforderliche Schornsteinhöhe (H20°), die sich

aufgrund der 20°-Regel ergeben würde (Nr. 5.5.2 TA Luft). Als Konvention wird

diese Höhe bis zum Rand des nahen Nachlaufs (lNN) konstant gehalten. Anschließend

erfolgt eine lineare Abnahme bis auf Bodenniveau am Ende des fernen Nachlaufs

(lFN). Damit ist ein stetiger Übergang von der gebäudebedingten Schornsteinhöhe

(Schornstein auf dem Gebäude) über die Schornsteinhöhe im Nachlauf des Gebäudes

bis zur Schornsteinhöhe außerhalb des Nachlaufs gewährleistet.

Weiterhin ist zu beachten, dass die Gebäudebreite senkrecht zur Abstandslinie

Gebäude – Schornstein, die für die Berechnung der horizontalen Ausdehnung des

Nachlaufs maßgeblich ist, in der Regel von der Gebäudebreite, die zur Berechnung

der erforderlichen Schornsteinhöhe nach der 20°-Regel herangezogen wird

(Schmalseite), abweicht.

Die Konvention ist in der folgenden Abbildung 7 schematisch dargestellt.

Die Schornsteinhöhe Hs berechnet sich wie folgt:

a) für Schornsteine innerhalb des nahen Nachlaufes (x ≤ lNN)

Hs = H20° (G4)

b) für Schornsteine außerhalb des nahen Nachlaufes und innerhalb des fernen

Nachlaufs (lNN < x < lFN)

Hs = (lFN - x) * H20°/(lFN - lNN) (G5)



Die erforderliche Schornsteinhöhe H ergibt sich wie folgt:

H = MAX {HS, HN} (G6)

Dabei ist

H die erforderliche Schornsteinhöhe [m]

H20° die erforderliche Schornsteinhöhe aufgrund der 20°-Regel [m],

Hs die korrigierte Schornsteinhöhe [m],

HN die unkorrigierte Schornsteinhöhe nach TA Luft Nr. 5.5 [m],

h die Gebäudehöhe [m],

x der Abstand des Gebäudes bis zum Schornstein [m],

lNN die horizontale Ausdehnung des nahen Nachlaufs [m] und

lFN die horizontale Ausdehnung des fernen Nachlaufs [m].

Abbildung 7: Schematische Darstellung der Konvention zur Ermittlung der erforderlichen Schorn-

steinhöhe im Nahbereich eines hohen Einzelgebäudes (z. B. Kesselhaus)



Eine Schornsteinhöhenkorrektur nach der oben beschriebenen Konvention kommt

insbesondere in Betracht, wenn der geplante Schornstein vom Gebäude aus im

Bereich der Hauptwindrichtungen liegt.

Eine Korrektur der Schornsteinhöhe ist aus fachlicher Sicht insbesondere im Bereich

des nahen Nachlaufs anzustreben.

Befinden sich hinter dem Schornstein vom Gebäude aus gesehen keine relevanten

Beurteilungspunkte, kann im Einzelfall auf eine Korrektur der Schornsteinhöhe nach

dieser Methode verzichtet werden, insbesondere wenn sich dadurch

unverhältnismäßig hohe Schornsteine ergeben würden.

3 Durchführung der Schornsteinhöhenberechnung

Die Auslegungsdaten für die Berechnung der Emissionen und der erforderlichen

Schornsteinhöhe wurden anhand der Unterlagen durchgeführt, die über H2-

Erneuerbar Versorgt GmbH vorgelegt wurden.

3.1 Beschreibung des Vorhabens

Bei dem Vorhaben handelt es sich um die Errichtung einer neuen Heizzentrale. Der

geplante bestimmungsgemäße Betrieb der Anlagen wird durch folgende Kenngrößen

bestimmt:

• 2 Biomassekessel mit 0,45 MW Feuerungswärmeleistung

• 3 Holzvergaseranlagen mit Holzgas-BHKW mit ca. 0,19 MW Feuerungswärmeleistung

Als Brennstoff kommen Holzhackschnitzel zum Einsatz, aus denen im Holzvergaser

mittels Pyrolyse Holzgas erzeugt wird. Dieses wird den BHKWs zugeführt, dort

verbrannt und in Wärme und Strom umgewandelt. Die beim Betrieb der Anlagen

entstehenden Abgase werden über Kamine abgeleitet, die am Betriebsgebäude

errichtet werden.

3.2 Beschreibung der Umgebung

Der geplante Standort liegt am südlichen Rand von Neuerburg im Umfeld



öffentlicher Gebäude vorwiegend aus dem Bildungsbereich. Die Bauhöhe beträgt bis

zu 3 - 4 Geschosse. Im weiteren Verlauf in nördlichen Richtungen beginnt langsam

die Altstadt mit 2 – 3 geschossigen Wohnhäusern mit Giebeldächern. Der

Waldbewuchs außerhalb von Neuerburg kann mit Höhen von 20 m charakterisiert

werden.

3.3 Gebäudeparameter

Entsprechend den Anforderungen der Nummer 5.5.2 der TA Luft [15] sind folgende

Gebäudeparameter zu berücksichtigen:

Gebäudebreite: ca. 17 m Traufhöhe: 6,3 m

Mindestdachneigung: 20 ° => Theoretische Firsthöhe: 9,4 m

Damit ergibt sich abgesehen weiterer Prüfungen eine gemäß Nr. 5.5.2 erforderliche

Schornsteinhöhe von 12,4 m.

3.4 Ungünstige Betriebsbedingungen

Aus Sicht der Luftreinhaltung stellt der Betrieb aller Aggregate die ungünstigsten

Betriebsbedingungen im Sinne der TA Luft [15] dar.

3.5 Emissionsparameter

Die Herleitung relevanter Emissionsparameter erfolgt über die vorliegenden

Angaben zur Feuerungswärmeleistung. Die Emissionsdaten der Biomassekessel

wurden anhand der spezifischen Brennstoffmengen und Luftüberschüsse auf die

normierten Bedingungen der 1. BImSchV berechnet. Die Daten der Holz-BHKWs

sind auf verfahrenstypische Bedingungen bezogen (Herstellerangaben, Messwerte).

Die Emissionsbegrenzungen ergeben sich anhand der 1. BImSchV [18], aktuellen

Emissionsfaktoren [19] und den Empfehlungen von Landesbehörden [20].

Grundsätzlich werden Emissionsbegrenzungen berücksichtigt, die auch dem Stand

der Technik entsprechen.



Stickstoffoxide bei Feuerungsanlagen

Da die Emissionen an Stickstoffoxiden bei Feuerungsanlagen nicht zu 100 % aus

Stickstoffmonoxid bestehen, wird angenommen, dass 10 % der emittierten

Stickstoffoxide als Stickstoffdioxid (NO2) und 90 % als Stickstoffmonoxid (NO)

vorliegen. Entsprechend den Vorgaben der TA Luft wird anschließend für Stickstoff-

monoxid (NO) ein Umwandlungsgrad von 60 % zu Stickstoffdioxid (NO2)

angenommen. Dies bedeutet, dass in Bezug auf das emissionsseitige Verhältnis in

Verbindung mit dem Umwandlungsgrad die NOx-Konzentration (Stickstoffoxide) mit

dem Faktor 0,64 zu multiplizieren ist.

Stickstoffoxide bei Verbrennungsmotorenanlagen

Da die Emissionen an Stickstoffoxiden bei Feuerungsanlagen nicht zu 100 % aus

Stickstoffmonoxid bestehen, wird angenommen, dass 20 % der emittierten

Stickstoffoxide als Stickstoffdioxid (NO2) und 90 % als Stickstoffmonoxid (NO)

vorliegen. Entsprechend den Vorgaben der TA Luft wird anschließend für Stickstoff-

monoxid (NO) ein Umwandlungsgrad von 60 % zu Stickstoffdioxid (NO2)

angenommen. Dies bedeutet, dass in Bezug auf das emissionsseitige Verhältnis in

Verbindung mit dem Umwandlungsgrad die NOx-Konzentration (Stickstoffoxide) mit

dem Faktor 0,68 zu multiplizieren ist.

Schwefeldioxidemissionen bei Biomassekesseln

Der Schwefeldioxidmassenstrom ist mit der Annahme berechnet, dass der

Schwefelgehalt im Holz maximal 0,008 % [19] beträgt.



Parameter je AnlageBiomassekessel 1

TRF-RK 400Biomassekessel 2

TRF-RK 400Einheit

Brennstoff Holz Holz [-]

Feuerungswärmeleistung 0,45 0,45 [MW]

Brennstoffverbrauch 108 108 [kg/h]

Sauerstoffbezug 13 13 [%]

Luftüberschuss 2,63 2,63 [-]

spezifische Abgasmenge (trocken)

3,80 3,80[m³/kg]

spezifische Abgasmenge (feucht)

4,5 4,5[m³/kg]

Volumenstrom (Nm³, trocken)

1.077 1.077 [m³/h]

Volumenstrom (Nm³, feucht) 1.275 1.275 [m³/h]

Abgastemperatur (an der Mündung)

88 88 [°C]

Volumenstrom (m³, Betrieb) 1.686 1.686 [m³/h]

Kamindurchmesser (an der Mündung)

0,3 0,3 [m]

Abgasgeschwindigkeit an der Mündung

6,62 6,62 [m/s]

Schwebstaub 90 90 [mg/m³]

Stickstoffoxide (über Emissionsfaktoren) (über Emissionsfaktoren) [mg/m³]

Schwefeldioxid (über Emissionsfaktoren) (über Emissionsfaktoren) [mg/m³]

Kohlenmonoxid 500 500 [mg/m³]

Geruchsstoff ca. 2.000 ca. 2.000 [GE/m³]

Tabelle 2: Emissionsparameter der Anlagen (1)



Parameter je AnlageHolzgasmotorSpanner HK 45

HolzgasmotorSpanner HK 45

HolzgasmotorSpanner HK 45

Einheit

Brennstoff Holzgas Holzgas Holzgas [-]

Feuerungswärmeleistung ca. 0,19 ca. 0,19 ca. 0,19 [MW]

Brennstoffverbrauch 165 165 165 [m³/h]

Sauerstoffbezug entfällt entfällt entfällt [%]

Luftüberschuss 1,22 1,22 1,22 [-]

spezifische Abgasmenge (trocken)

ca. 1,0 ca. 1,0 ca. 1,0[m³/ m³]

spezifische Abgasmenge (feucht)

1,19 1,19 1,19[m³/ m³]

Volumenstrom (Nm³, trocken)

196 196 196 [m³/h]

Volumenstrom (Nm³, feucht) 240 240 240 [m³/h]

Abgastemperatur (an der Mündung)

118 118 118 [°C]

Volumenstrom (m³, Betrieb) 344 344 344 [m³/h]

Kamindurchmesser (an der Mündung)

0,1 0,1 0,1 [m]

Abgasgeschwindigkeit an der Mündung

ca. 12 ca. 12 ca. 12 [m/s]

Schwebstaub 20 20 20 [mg/m³]

Stickstoffoxide 500 500 500 [mg/m³]

Stickstoffdioxid 340 340 340 [mg/m³]

Schwefeldioxid - - - [mg/m³]

Kohlenmonoxid 650 650 650 [mg/m³]

Formaldehyd 60 60 60 [mg/m³]

Geruchsstoff ca. 3.700 ca. 3.700 ca. 3.700 [GE/m³]

Tabelle 3: Emissionsparameter der Anlagen (2)



In den nachfolgenden Tabellen ist die Ermittlung der Massenströme und Q/S-Werte

zur Bewertung der Emissionen in Bezug auf die TA Luft Nr. 5.5.3 [15]

zusammengefasst:

Parameter je Anlage je Kessel (1 - 2) je BHKW (1 - 3) Einheit

Massenströme

Schwebstaub 0,10 0,004 [kg/h]

Stickstoffdioxid 0,15 0,07 [kg/h]

Schwefeldioxid 0,02 - [kg/h]

Kohlenmonoxid 0,54 0,13 [kg/h]

Formaldehyd - 0,01 [kg/h]

Geruchsstoff 2,15 0,73 [MGE/h]

S-Werte gemäß TA Luft Anhang 7

Schwebstaub 0,08 0,08 [-]

Stickstoffdioxid 0,10 0,10 [-]

Schwefeldioxid 0,14 0,14 [-]

Kohlenmonoxid 7,50 7,50 [-]

Formaldehyd 0,05 0,05 [-]

Gerüche entfällt entfällt [-]

Q/S-Werte

Schwebstaub 1,21 0,05 [kg/h]

Stickstoffdioxid 1,47 0,67 [kg/h]

Schwefeldioxid 0,12 - [kg/h]

Kohlenmonoxid 0,07 0,02 [kg/h]

Formaldehyd - 0,24 [kg/h]

Geruchsstoff entfällt entfällt [kg/h]

Tabelle 4: Massenströme und Q/S-Werte



3.6 Zusammenfassen von Emissionen

Die Emissionen der Anlagen sollen über einen mehrzügigen Kamin bzw. im Bündel

angeordnete Züge abgeleitet werden, die am Betriebsgebäude errichtet werden. Die

Anordnung erfolgt in der Form (Abstand der Züge zueinander < 5 D), so dass ein

gemeinsamer Impuls entsprechend den Vorgaben des LAI angenommen werden

kann (siehe Kapitel 2.2.5). Somit ergeben sich entsprechend der Methode 2 folgende

Emissionsparameter:

Parameter Wert Einheit

Volumenstrom (Nm³, trocken) 2.743 [m³/h]

Mischungstemperatur des Abgases (an der Mündung) 94 [°C]

äquivalenter Kamindurchmesser (an der Mündung) 0,46 [m]

Massenströme

Schwebstaub 0,21 [kg/h]

Stickstoffdioxid 0,49 [kg/h]

Schwefeldioxid 0,03 [kg/h]

Kohlenmonoxid 1,46 [kg/h]

Formaldehyd 0,04 [kg/h]

Geruchsstoff 6,49 [MGE/h]

Q/S-Werte

Schwebstaub 2,57 [kg/h]

Stickstoffdioxid 4,94 [kg/h]

Schwefeldioxid 0,25 [kg/h]

Kohlenmonoxid 0,19 [kg/h]

Formaldehyd 0,71 [kg/h]

Tabelle 5: Massenströme und Q/S Werte



3.7 Bebauung und Gelände

Die geschlossene, vorhandene oder nach einem Bebauungsplan zulässige Bebauung

von mehr als 5 vom Hundert der Fläche des Beurteilungsgebietes wird mit 12 m

über Grund angesetzt. Dahingehend maßgebend verfügt die Altstadt von Neuerburg

über ein bis dreigeschossige Wohnbebauung mit Giebeldächern. Die Höhe des

Bewuchses kann der umliegenden Waldflächen kann durchaus 20 m betragen. Der

Standort befindet sich im Sinne der TA Luft [15] in unebenem Gelände, d.h.

Wellenform mit Höhenunterschieden zum Standort, die bis 150 m betragen können.

Damit ergeben für Anlagen, deren Emissionen maßgeblich nach dem Nomogramm

der TA Luft zu bewerten sind (Q/S-Wert > 10 kg/h) erhebliche Korrekturen, so dass

Schornsteinbauhöhen von mehr als 40 m erforderlich wären. Der maximale Q/S-

Wert beträgt für die Komponente Stickstoffdioxid 4,94 kg/h, so dass die Emissionen

im Sinne der TA Luft als gering bezeichnet werden können und rein geometrische

Bedingungen die erforderliche Schornsteinhöhe bestimmen. D.h. es muss im Sinne

der TA Luft, der 1. BImSchV sowie anzuwendender VDI Richtlinien [8], [9]

sichergestellt werden, dass ein ungestörter Abtransport der Emissionen mit der

freien Luftströmung möglich ist.

Ungeachtet der genehmigungsrechtlichen Zuordnung ist aufgrund des Emissions-

verhaltens und der Nachbarschaft (öffentliche Schulgebäude) zu empfehlen die

Vorgaben der 1. BImSchV heranzuziehen, die bei den vorliegenden Massenströmen

auch den Vorgaben der TA Luft [15] entsprechen.

3.8 Einzeln stehende hohe Gebäude

Gemäß den Berechnungen in Bezug auf den Einfluss einzeln stehender hoher

Gebäude nach dem Merkblatt [16] ergibt sich folgender potentieller Einfluss auf den

Abtransport der Emissionen durch folgende Gebäude (siehe Lageplan):

(1) Mädcheninternat, (2) Jungeninternat, (3) Wirtschaftsgebäude (4) Aufbaugymna-

sium, (5) Schwimmhalle, (6) Realschule.

Die Berechnungen gemäß Merkblatt Schornsteinhöhenberechnung haben ergeben,

dass die Gebäude 1, 2, 3, 4, und 6 nur geringen Einfluss auf das Ausbreitungs-

verhalten ausüben. D.h. der geplante Schornsteinstandort befindet sich im der

fernen Nachlaufzone. Damit ist in Verbindung mit den im Sinne der TA Luft geringen

Emissionen keine Korrektur der unter Nr. 3.3 ermittelten Höhe erforderlich.

Die Berechnungen zu Gebäude (5) Schwimmhalle zeigen , dass der geplante Kamin



sich in der nahen Nachlaufzone befindet.

Abstand: ca. 30 m

Gebäudehöhe: ca. 12 m

Gebäudebreite: ca. 19 m (nur hoher Teil)

effektive Gebäudebreite: ca. 45 m

Damit errechnet sich eine Länge der nahen Nachlaufzone von ca. 41 m und es sind

in Bezug auf die gebäudebedingten Parameter in Bezug auf den ungestörten

Abtransport der Emissionen die Abmessungen der Schwimmhalle zu berücksichtigen

(und nicht des Betriebsgebäudes). Dahingehend berechnet sich eine erforderliche

Schornsteinhöhe aufgrund der 20° Regel (vgl. Kapitel 3.3) von 18.5 m.

Da der Standort sich in unebenem Gelände befindet wird noch ein Höhenunterschied

zwischen GOK der Schwimmhalle und dem Betriebsgebäude von ca. 2 m

berücksichtigt.

Somit ist aufgrund der Forderung eines ungestörten Abtransportes der Emissionen

von einer hinreichenden Schornsteinbauhöhe von 20,5 m auszugehen.

Anmerkung:

Da es sich um Emissionen mit nicht unerheblichen Geruchsemissionen handelt wurden im Rahmen

weitergehender Untersuchungen (hier nicht explizit dokumentiert) die Anforderungen der

Geruchsimmissionsrichtlinie in Bezug auf die erforderliche Schornsteinmindesthöhe überprüft. Diese

Vorgaben werden bei o.g. Höhe in Verbindung mit den beschriebenen Emissionsansätzen eingehalten.



3.9 Festlegung der Schornsteinhöhe

Im Rahmen der Festlegung der erforderlichen Schornsteinbauhöhe kann für das

geplante Vorhaben entsprechend der Anwendung der Vorgaben der 1. BImSchV § 19

[18] in Verbindung mit der Nr. 5.5 der TA Luft [15] und den Anforderungen

aufgrund hoher Einzelgebäude eine Schornsteinhöhe von

20,5 m über Grund

als ausreichend bezeichnet werden.

4 Bewertung der Schornsteinbauhöhe

Ungeachtet der genehmigungsrechtlichen Zuordnung des geplanten Vorhabens ist

aufgrund des Emissionsverhaltens und der Nachbarschaft (öffentliche Schulgebäude)

zu empfehlen die Vorgaben der 1. BImSchV heranzuziehen, die bei den vorliegenden

Massenströmen auch den Vorgaben der TA Luft entsprechen. Dahingehend ist ein

hinreichend ungestörter Abtransport der Emissionen mit der freien Luftströmung zu

erwarten wenn o.g. Schornsteinbauhöhe realisiert wird. Zur Validierung wurden

weiterhin die Vorgaben der Geruchsimmissionsrichtlinie und Ergebnisse aus

Windkanaluntersuchungen herangezogen, die gemäß dem aktuellen Stand von

Veröffentlichungen [21] auch in der bevorstehenden Novellierung der VDI Richtlinie

3781 Blatt 4 [8] für kleine Feuerungsanlagen zu erwarten sind.



5 Hinweise

Der Unterzeichner bestätigt, dieses Gutachten unabhängig jeglicher Weisung und

nach bestem Wissen und Gewissen erstellt zu haben.

Als Grundlage für die Feststellungen und Aussagen des Sachverständigen dienen die

vorgelegten und im Gutachten erwähnten Unterlagen sowie die Auskünfte der

Beteiligten. Die Ergebnisse beziehen sich ausschließlich auf den Prüfungsumfang.

Ein auszugsweises Vervielfältigen des Gutachtens ist ohne die Genehmigung des

Verfasser nicht zulässig.

Berlin/Brühl, 04.04.2014

Erstellt durch: Geprüft und freigegeben durch:

Dipl.-Met. Wolfram Bahmann



Anhang

I. Literatur.............................................................................................................36II. Anhang Lagepläne.............................................................................................38III. Anhang topografische Karte..............................................................................40



I. Literatur

[1] Hansmann, Klaus: TA-Luft. Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft.

Kommentar. Verlag C.H.Beck München 2004

[2] LAI-UA-Luftqualität/Wirkungsfragen/Verkehr: Protokoll der 95. Sitzung des

LAI-Ausschusses Luftqualität/Wirkungsfragen/Verkehr vom 24. bis 25.Juli

2008 in Hamburg

[3] LAI-UA-Luft/Technik: Ergebnisniederschrift über die 102. Sitzung des LAI-

Unterausschusses Luft/Technik vom 17. bis 19. September 2002 in Bremen

[4] LAI-UA-Luft/Überwachung: Ergebnis der 77. Arbeitsgruppensitzung am 27.

und 28. März 2000 in Lüneburg

[5] Bericht des BAK Ausbreitungsrechnungen zu TOP 6.3 der Sitzung des LAI UA

Luft/Überwachung am 27./28. März 2000 in Lüneburg

[6] LAI-UA-Luft/Technik: Ergebnis der 68. Arbeitsgruppensitzung am 30. Juni

1992 in Hamburg

[7] Hansmann, Klaus: Zeitschrift für Umwelt und Planungsrecht, 1989/9, S. 325

[8] Richtlinie VDI 3781 Blatt 4, Ausbreitung luftfremder Stoffe in der

Atmosphäre, Bestimmung der Schornsteinhöhe für kleine Feuerungsanlagen,

VDI-Handbuch Reinhaltung der Luft, Band 1, November 1980

[9] Richtlinie VDI 2280, Ableitbedingungen für organische Lösemittel, VDI-

Handbuch Reinhaltung der Luft, Band 2, August 2005

[10] Richtlinie VDI 3783 Blatt 13, Umweltmeteorologie, Qualitätssicherung in der

Immissionsprognose, Anlagenbezogener Immissionsschutz,

Ausbreitungsrechnung gemäß TA Luft, VDI-Handbuch Reinhaltung der Luft,

Band 1b, Januar 2010

[11] Richtlinie VDI 3783 Blatt 10, Umweltmeteorologie, Diagnostische

mikroskalige Windfeldmodelle, Gebäude- und Hindernisumströmung, VDI-

Handbuch Reinhaltung der Luft, Band 1b, März 2010

[12] Feststellung und Beurteilung von Geruchsimmissionen

(Geruchsimmissionsrichtlinie – GIRL) in der Fassung vom 29. Februar 2008

und einer Ergänzung vom 10. September 2008 mit Auslegungshinweisen in

der Fassung vom 29. Februar 2008



[13] Gesetz zum Schutz vor schädlichen Umwelteinwirkungen durch

Luftverunreinigungen, Geräusche, Erschütterungen und ähnliche Vorgänge

(Bundes-Immissionsschutzgesetz - BImSchG) in der Fassung der

Bekanntmachung vom 26. September 2002 (BGBl. I Nr. 71 vom 04.10.2002,

..... 23.10.2007 S. 2470 07) Gl.-Nr.: 2129-8

[14] Vierte Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes

(Verordnung über genehmigungsbedürftige Anlagen - 4. BImSchV) in der

Fassung der Bekanntmachung Fassung vom 14. März 1997 (BGBl. I 1997 S.

504, S. 548; 1998 S. 723... 23.10.2007 S. 2470 07) Gl.-Nr.: 2129-8-4

[15] Erste Allgemeine Verwaltungsvorschrift zum Bundes-Immissionsschutzgesetz

(Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft - TA Luft) - – Juli 2002 –

[16] Merkblatt Schornsteinhöhenberechnung; Herausgeber: Fachgespräch

Ausbreitungsrechnung (LAI); 09.09.2010)

[17] Richtlinie VDI 3781 Blatt 2; Ausbreitung luftfremder Stoffe in der

Atmosphäre; Schornsteinhöhen unter Berücksichtigung unebener

Geländeformen. Ausgabe: 1981

[18] 1. BImSchV - Verordnung über kleine und mittlere Feuerungsanlagen; Erste

Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes; vom

26. Januar 2010 (BGBl. I Nr. 4 vom 01.02.2010 S. 38) Gl.-Nr.: 2129-8-1-3

[19] Fachhilfe für BUBE-Online; Betriebliche Umweltdatenberichterstattung

Emissionsspektren und Emissionsfaktoren für die Berechnung von Emissionen

11. BImSchV; Version 1.4 Stand 20.12.2012

[20] Bayrisches Landesamt für Umwelt 2009; Emissionen von Holzgasmotoren und

Möglichkeit zur Minderung

[21] Kamine kleiner Feuerungsanlagen; Ingenieurbüro Lohmeyer, Dr. Ing.

Wolfgang Bächlin; Hamburg; Juni 2013



II. Anhang Lagepläne





III. Anhang topografische Karte


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Ermittlung der Schornsteinmindesthöhe · oder in der Richtlinie VDI 2280 Abschnitt 3 (Ausgabe August 1977) angegebenen Anforderungen sinngemäß so anzuwenden, dass eine ausreichende