VDI 2463 Blatt 7-2014 Particulate matter measurement - Determination of suspended particulate matter and gaseous chemical compounds in ambient air and indoor air - Active sampling .pdf

1、ICS 13.040.20 VDI-RICHTLINIEN Mai 2014 May 2014 VEREIN DEUTSCHER INGENIEURE Messen von Partikeln Erfassung von Schwebstaub und gasfrmigen chemischen Verbindungen in Auenluft und Innenraumluft Aktive Probenahme mittels Low-Volume-Sampler (LVS) Particulate matter measurement Determination of suspended

2、 particulate matter and gaseous chemical compounds in ambient air and indoor air Active sampling via low-volume sampler (LVS) VDI 2463 Blatt 7 / Part 7 Ausg. deutsch/englisch Issue German/English Der Entwurf dieser Richtlinie wurde mit Ankndigung im Bundesanzeiger einem ffentlichen Einspruchsverfahr

3、en unterworfen. Die deutsche Version dieser Richtlinie ist verbindlich. The draft of this standard has been subject to public scrutiny after announcement in the Bundesanzeiger (Federal Gazette). The German version of this standard shall be taken as authori-tative. No guarantee can be given with resp

4、ect to the English translation. Kommission Reinhaltung der Luft im VDI und DIN Normenausschuss KRdL Fachbereich Umweltmesstechnik VDI/DIN-Handbuch Reinhaltung der Luft, Band 4: Analysen- und Messverfahren I Vervielfltigungauchfrinnerbetriebliche Zwecke nicht gestattet /Reproductionevenforinternaluse

5、not permittedFrhere Ausgaben:08.82;12.12 Entwurf,deutschFormereditions: 08/82;12/12 Draft,in German onlyZu beziehen durch / Available atBeuth Verlag GmbH,10772 BerlinAlle Rechte vorbehalten / Allrightsreserved Verein DeutscherIngenieuree.V.,Dsseldorf2014Inhalt Seite Contents Page Vorbemerkung . 2 Ei

6、nleitung . 2 1 Anwendungsbereich . 2 2 Begriffe 3 3 Gerte und Materialien . 4 3.1 Low-Volume-Sampler (LVS) 4 3.2 Probenahmesystem 4 4 Grundlage des Verfahrens . 5 5 Technische Beschreibung . 6 6 Anforderungen an das Probenluftvolumen 7 7 Wartung . 8 Schrifttum 9 Preliminary note . 2 Introduction 2 1

7、 Scope . 2 2 Terms and definitions 3 3 Apparatus and materials 4 3.1 Low-volume sampler (LVS) 4 3.2 Sampling system 4 4 Principle of the method 5 5 Technical description . 6 6 Requirements to the sample air volume . 7 7 Maintenance 8 Bibliography 9 B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCAB7EF8BD9NormC

8、D - Stand 2014-05 2 VDI 2463 Blatt 7 / Part 7 Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2014 Vorbemerkung Der Inhalt dieser Richtlinie ist entstanden unter Beachtung der Vorgaben und Empfehlungen der Richtlinie VDI 1000. Alle Rechte, insbesondere die des Nachdrucks, der Fot

9、okopie, der elektronischen Verwendung und der bersetzung, jeweils auszugsweise oder vollstn-dig, sind vorbehalten. Die Nutzung dieser VDI-Richtlinie ist unter Wah-rung des Urheberrechts und unter Beachtung der Lizenzbedingungen (www.vdi.de/richtlinien), die in den VDI-Merkblttern geregelt sind, mgli

10、ch. Allen, die ehrenamtlich an der Erarbeitung dieser VDI-Richtlinie mitgewirkt haben, sei gedankt. Eine Liste der aktuell verfgbaren Bltter dieser Richtlinienreihe ist im Internet abrufbar unter www.vdi.de/2463. Preliminary note The content of this standard has been developed in strict accordance w

11、ith the requirements and rec-ommendations of the standard VDI 1000. All rights are reserved, including those of reprint-ing, reproduction (photocopying, micro copying), storage in data processing systems and translation, either of the full text or of extracts. The use of this standard without infrin

12、gement of copyright is permitted subject to the licensing con-ditions specified in the VDI Notices (www.vdi.de/ richtlinien). We wish to express our gratitude to all honorary contributors to this standard. A catalogue of all available parts of this series of standards can be accessed on the Internet

13、 at www.vdi.de/2463. Einleitung Probenahmen und Messungen von Partikeln sowie gasfrmigen chemischen Verbindungen werden in der Auenluft seit Jahrzehnten durchgefhrt (siehe z. B. 1). Sie sind zum Teil im Bundes-Immis-sionsschutzgesetz (BImSchG) sowie in Verord-nungen (BImSchV) und Verwaltungsvorschri

14、ften, die auf Grundlage des BImSchG erlassen wurden, geregelt. Whrend bei der berwachung und Regulierung der Partikel- und Schadgasbelastung der Auenluft in den letzten Jahrzehnten teilweise groe Fort-schritte erzielt wurden, fehlen bisher noch konkrete rechtliche Vorgaben zur Begrenzung der Partike

15、l- und Schadgaskonzentration in der Innenraumluft und zur Begrenzung der Konzentration von Bioae-rosolen. Durch Hausstaub und Schadstoffe wie PCB (polychlorierte Biphenyle) und organische Lsemitteldmpfe sowie durch Bioaerosole in der Innenraumluft knnen Hygieneprobleme, Allergien und weitere negativ

16、e Gesundheitseffekte von weit-reichender Bedeutung auftreten. Die berwachung der Schwebstaubfraktionen mit aerodynamischen Partikeldurchmessern 10 m und 2,5 m ist wegen der gesetzlichen Anforde-rungen in den Vordergrund gerckt. Die nicht frak-tionierende Probenahme ist daneben fr Messun-gen von Haus

17、staub, Staubinhaltsstoffen und Bioae-rosolen einschlielich mikrobieller Luftverunreini-gungen sowohl in der Auen- als auch in der In-nenraumluft nach wie vor von Bedeutung. Introduction Sampling and measurement of particulate matter as well as gaseous chemical compounds have been conducted in ambien

18、t air for decades (for example see 1). They are partially regulated in the Federal Immission Control Act (BImSchG) as well as in bylaws (BImSchV) and administrative regulations that have been enacted on the grounds of the BImSchG. While great progress was partially achieved with monitoring and contr

19、ol of ambient air pollution with particulate matter and gaseous pollutants dur-ing the past decades, tangible legal guidelines for the limitation of particulate matter and gaseous pollutants concentrations in indoor air as well as of the concentration of bioaerosols have been lacking so far. Hygieni

20、c problems, allergies or other nega-tive impacts on health of wide-reaching importance can occur due to domestic dust and pollutants like PCBs (polychlorinated biphenyls) and vapours of organic solvents as well as due to bioaerosols in indoor air. Monitoring of fractions of suspended particulate mat

21、ter with aerodynamic particle diameters 10 m and 2,5 m has been given priority for legal demands. In addition, sampling without frac-tioning is still relevant for measurements of do-mestic dust, dust ingredients and bioaerosols in-cluding microbial air pollutants in both ambient and indoor air. 1 An

22、wendungsbereich Diese Richtlinie spezifiziert gertetechnische Vor-gaben im Hinblick auf die aktive Probenahme zur 1 Scope This standard VDI 2463 Part 7 specifies equip-ment-related presets in respect of the active sam-B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCAB7EF8BD9NormCD - Stand 2014-05All rights res

23、erved Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2014 VDI 2463 Blatt 7 / Part 7 3 Untersuchung von Schwebstaub, Staubinhaltsstof-fen sowie ausgewhlten gasfrmigen Substanzen (z. B. polychlorierten Dioxinen) in der Auen- und Innenraumluft mittels eines Low-Volume-Samplers (LVS). Sie legt die grundstz

24、lichen Anforderungen an Komponenten sowie zulssige Toleranzen des Volumenstroms des LVS fest (2,3 m3/h bis 3,0 m3/h), der in der beschriebenen Funktionsweise und unter Verwendung eines geeigneten Probenahmesystems (nicht Bestandteil des LVS) zur reproduzierbaren Probenahme eingesetzt werden kann. Di

25、e Anwendung der aktiven Probenahme zur Unter-suchung von Schwebstaub, Staubinhaltsstoffen so-wie ausgewhlten, gasfrmigen Substanzen in der Auen- und Innenraumluft setzt die Verwendung geeigneter Probenahmesysteme voraus (beschrieben z. B. in VDI 2267 Blatt 1, Blatt 2 und Blatt 12, VDI 2463 Blatt 8,

26、VDI 2464 Blatt 1 und Blatt 2, VDI 2465 Blatt 1 und Blatt 2, VDI 3498 Blatt 2, VDI 4252 Blatt 2, VDI 4301 Blatt 2, DIN EN 12341, DIN EN 14902, DIN EN 15549 und DIN ISO 16000-13); dies ist nicht Gegenstand die-ser Richtlinie. pling for investigation of suspended particulate matter, dust ingredients, a

27、s well as selected gase-ous substances (e.g. polychlorinated dioxins) in ambient and indoor air by means of a low-volume sampler (LVS). It sets the basic requirements of components as well as the admissible tolerances of the volumetric flow rate of the LVS (2,3 m3/h up to 3,0 m3/h) that can be imple

28、mented in the described operation mode and under application of a suitable sampling system (not included in the LVS) for reproducible sampling. Implementation of active sampling for investigation of suspended particulate matter, dust ingredients as well as selected gaseous substances in ambient and

29、indoor air implies the application of suitable sam-pling systems (described, e.g., in VDI 2267 Part 1, Part 2 and Part 12, VDI 2463 Part 8, VDI 2464 Part 1 and Part 2, VDI 2465 Part 1 und Part 2, VDI 3498 Part 2, VDI 4252 Part 2, VDI 4301 Part 2, DIN EN 12341, DIN EN 14902, DIN EN 15549 and DIN ISO

30、16000-13); this is not sub-ject of this standard. 2 Begriffe Fr die Anwendung dieser Richtlinie gelten die folgenden Begriffe: LVS (Low-Volume-Sampler) Kleinfiltergert (abgelehnt) Probenahmegert mit geregelten oder ungeregelten Volumenstrmen im Bereich von 2,3 m3/h bis 3,0 m3/h. Anmerkung 1: Der Wer

31、t des Volumenstroms ist abhngig von der Aufgabenstellung. Anmerkung 2: Die Bezeichnung LVS wurde anstelle der bisherigen Bezeichnung Kleinfiltergert (VDI 2463 Blatt 7: 1982-08) eingefhrt. Anmerkung 3: Der in der vorliegenden Richtlinie beschrie-bene LVS erlaubt den Betrieb sowohl mit konstant gerege

32、lten Volumenstrmen als auch mit maximalem, ungeregeltem Volumenstrom. Probenahmesystem System mit integriertem Probenahmekopf zur Pro-benahme von Partikeln und ausgewhlten gasfr-migen Substanzen. Probenahmekopf Vorrichtung zur Ansaugung der Probenluft und gegebenenfalls Fraktionierung des angesaugte

33、n Schwebstaubs. Schwebstaub Alle von Luft umgebenen Partikel in einem gege-benen, ungestrten Luftvolumen. 2 Terms and definitions For the purposes of this standard, the following terms and definitions apply: LVS (low-volume sampler) Small filter unit (rejected) Sampling device with closed or open-lo

34、op volu-metric flow rates in the range of 2,3 m3/h to 3,0 m3/h. Note 1: The value of the volumetric flow rate depends on the setting of tasks. Note 2: The term LVS was introduced in place of the previ-ous term small filter unit (VDI 2463 Part 7:1982-08). Note 3: The LVS described in this standard en

35、ables the opera-tion with both constant closed-loop volumetric flow rates and a maximum open-loop volumetric flow rate as well. Sampling system System with integrated sampling head for the sam-pling of particles as well as selected gaseous sub-stances. Sampling head Device for suction of sample air

36、and fractioning of the sucked suspended particulate matter, if re-quired. Suspended particulate matter Notion of all particles surrounded by air in a given, undisturbed volume of air. B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCAB7EF8BD9NormCD - Stand 2014-05 4 VDI 2463 Blatt 7 / Part 7 Alle Rechte vorbeha

37、lten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2014 3 Gerte und Materialien 3 Apparatus and materials 3.1 Low-Volume-Sampler (LVS) Der LVS1)2 beinhaltet ein Volumenstrommessgert zur Messung des aktuellen Volumenstroms (z. B. mittels Mess-blende oder thermischem Massendurchfluss-messgert) mit Kompa

38、rator zum Vergleich des Istwerts mit dem Sollwert des Volumenstroms und zur Ableitung der Regelgre, eine Vakuumpumpe2), die auch bei hoher Fil-terbeladung im Dauerbetrieb ber 24 h einen Luftvolumenstrom von bis zu 3,0 m3/h gewhr-leistet, auch bei Verwendung von Filtern, die aufgrund ihres hohen Strm

39、ungswiderstands einen Druckverlust von bis zu 30 kPa hervorru-fen knnen (z. B. in Membranfiltern) (vorzugs-weise eine Drehschieber-Vakuumpumpe), ein Stellglied (z. B. Frequenzumrichter, Motor-Bypassventil) zur Regelung der Saugleistung der Vakuumpumpe, einen Abscheider3)fr den Kohleabrieb der Drehsc

40、hieber-Vakuumpumpe, eine Anzeigeeinheit zur Wiedergabe des ange-saugten Probenluftvolumens, des Volumen-stroms und der Probenahmedauer sowie ein Schutzgehuse. Der Aufbau des LVS mit smtlichen Komponenten und angeschlossenem Probenahmesystem ist in Bild 1 schematisch dargestellt. 3.1 Low-volume sampl

41、er (LVS) The LVS1)2 includes: a volumetric flow meter for measurement of the current volumetric flow (e.g. by means of a calibrated orifice or a thermal mass flow meter) with a comparator for comparison of the actual value with the nominal value of the volumetric flow, as well as for derivation of t

42、he control variable, a vacuum pump2)that even under high filter loading at continuous operation, guarantees an air volumetric flow rate of up to 3,0 m3/h at continuous operation of 24 hours, also under application of filters which, due to their high flow resistance, may build up a pressure loss of u

43、p to 30 kPa (e.g. membrane filters) (preferably a rotary slide vacuum pump), an actuator (e.g. frequency converter, motor bypass valve) for control of the vacuum pump suction capacity, a separator3)for the carbon abrasion of the ro-tary slide vacuum pump, a display unit for representation of the suc

44、ked sample air volume, the volumetric flow and the sampling duration, and a protective housing. The LVS setup with all components and the con-nected sampling system is shown schematically in Figure 1. 3.2 Probenahmesystem Das Probenahmesystem ist nicht Bestandteil des LVS und besteht aus dem Probena

45、hmekopf, entsprechenden Verbindungsleitungen sowie einem Wetterschutzdach. 3.2 Sampling system The sampling system is not part of the LVS and comprises the sampling head, the respective connection lines, as well as a weather shelter. 1)Hersteller / Manufacturers: z. B. / e.g. Ingenieurbro Norbert De

46、renda, 14532 Stahnsdorf; Sven Leckel Ingenieurbro GmbH, 10829 Berlin 2)Hersteller / Manufacturers: z. B. / e.g. Gebr. Becker GmbH, 42279 Wuppertal; Gardner Denver Thomas GmbH, 87700 Memmingen 3)Hersteller / Manufacturers: z. B. / e.g. Krone Filter Solutions GmbH, 28832 Achim B55EB1B3E14C22109E918E8E

47、A43EDB30F09DCAB7EF8BD9NormCD - Stand 2014-05All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2014 VDI 2463 Blatt 7 / Part 7 5 Bild 1. Schematische Darstellung des LVS mit Probenahmesystem 1 Probenahmesystem 2 Volumenstrommessgert mit Komparator 3 Vakuumpumpe 4 Abscheider 5 Stellglied

48、6 Schutzgehuse 7 Anzeigeeinheit TGTemperatur im Volumenstrommessgert pGabsoluter Druck im Volumenstrommessgert TAAuenlufttemperatur pAAuenluftdruck VBProbenluftvolumen (bezogen auf TAund pA) BVVolumenstrom (bezogen auf TAund pA) t Probenahmedauer Figure 1. Schematic diagram of the LVS with a samplin

49、g system 1 sampling system 2 volumetric flow meter with comparator 3 vacuum pump 4 separator 5 actuator 6 protective housing 7 display unit TGtemperature in the volumetric flow meter pGabsolute pressure in the volumetric flow meter TAambient air temperature pAambient air pressure VBsample air volume (relative to TAand pA) BVvolumetric flow rate (relative to TAand pA) t sampling duration Der Probenahmekopf besteht aus dem Ansaugteil m