VDI 3782 Blatt 7-2003 Environmental meteorology - Determination of the emission from motor vehicles - Air pollution.pdf

1、VEREIN DEUTSCHERINGENIEUREUmweltmeteorologieKfz-EmissionsbestimmungLuftbeimengungenEnvironmental meteorologyDetermination of the emissionfrom motor vehiclesAir pollutionVDI 3782Blatt 7 / Part 7Ausg. deutsch/englischIssue German/EnglishVDI/DIN-Handbuch Reinhaltung der Luft, Band 1bVDI-RICHTLINIENZu b

2、eziehen durch / Available from Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin Alle Rechte vorbehalten / All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 2003Vervielfltigung auchfr innerbetriebliche Zwecke nicht gestattet / Reproduction even for internal use not permittedDer Entwurf dieser Richtlinie wurd

3、e mit Ankndigung im Bundes-anzeiger einem ffentlichen Einspruchsverfahren unterworfen.Die deutsche Version dieser Richtlinie ist verbindlich.ICS 13.040.01; 13.040.50 November 2003The draft of this guideline has been subject to public scrutinyafter announcement in the Bundesanzeiger (Federal Gazette)

4、The German version of this guideline shall be taken as authorita-tive. No guarantee can be given with respect to the English trans-lation.Inhalt SeiteVorbemerkung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3Glossar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4Symbol- und Abkrzungsverzeichnis . . . . . . 1

5、41 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181.1 Ziel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181.2 Methodik . . . . . . . . . . . . . . . . . 191.3 Emittenten. . . . . . . . . . . . . . . . . 221.4 Verkehrs- und Infrastrukturdaten . . . . . 251.5 Ermittlung der Eingabedaten . . . . . . . 271

6、6 Ergebnisse und Unsicherheiten . . . . . . 272 Methodik der Emissionsbestimmung . . . . 282.1 Verkehrs- und Infrastrukturdaten . . . . . 292.2 Flottenzusammensetzung . . . . . . . . . 472.3 Emissionsfunktionen und -faktoren. . . . 502.4 Startzuschlge . . . . . . . . . . . . . . . 762.5 Verkehrsflu

7、ssmodellierung und Emissionsberechnung . . . . . . . . . . . 882.6 Verkehrsflussparametrisierung und Emissionsberechnung . . . . . . . . . . . 912.7 Eingabedaten fr die Ausbreitungs-rechnung . . . . . . . . . . . . . . . . . 1033 Unsicherheiten . . . . . . . . . . . . . . . . 1043.1 Einflussgren und

8、 Fehlerquellen bei derEmissionsbestimmung . . . . . . . . . . 1053.2 Fehlerarten . . . . . . . . . . . . . . . . 1083.3 Fehler der Eingangsgren . . . . . . . . 1113.4 Ermittlung des Gesamtfehlers. . . . . . . 1123.5 Bewertung des mittleren Gesamtfehlers . 113Contents PagePreliminary note . . . . . .

9、 . . . . . . . . . . . 3Glossary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4Symbols and abbreviations. . . . . . . . . . . . 141 Introduction. . . . . . . . . . . . . . . . . . 181.1 Purpose . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181.2 Methods. . . . . . . . . . . . . . . . . . 191.3 Emitters . . . . .

10、 . . . . . . . . . . . . . 221.4 Traffic and infrastructure data . . . . . . 251.5 Collecting the input data . . . . . . . . . 271.6 Results and uncertainties . . . . . . . . . 272 Methods for determining the emissions . . 282.1 Traffic and infrastructure data . . . . . . 292.2 Fleet composition. .

11、 . . . . . . . . . . 472.3 Emission functions and factors . . . . . . 502.4 Start additions. . . . . . . . . . . . . . . 762.5 Modelling the traffic flow and computing the emissions . . . . . . . . . . . . . . . 882.6 Parameterising the traffic flow and computing the emissions . . . . . . . . . 912

12、7 Input data for dispersion modelling . . . 1033 Uncertainties . . . . . . . . . . . . . . . . . 1043.1 Input data and sources of errors of the determination of emissions . . . . . . . . 1053.2 Kinds of errors . . . . . . . . . . . . . . 1083.3 Errors of the input data . . . . . . . . . . 1113.4 Ca

13、lculating the total error. . . . . . . . . 1123.5 Evaluating the mean total error . . . . . . 113Kommission Reinhaltung der Luft im VDI und DIN Normenausschuss KRdLArbeitsgruppe Kfz-EmissionsmodellierungAusschuss LuftqualittFrhere Ausgabe: 07.02 EntwurfFormer edition: 07/02 draft, in German onlyB55E

14、B1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 2003 2 VDI 3782 Blatt 7 / Part 7SeiteAnhang A Beispiel Ermittlung eines auf regionalen Fahrleistungsverteilungenberuhenden Pkw-Emissionsfaktorsmit Hilfe des Handbuch Emissions-f

15、aktoren des Straenverkehrs Version 1.2 von 1999“ . . . . . . . . . 115Anhang B Tagesgang der Lufttemperatur fr dieBundesrepublik Deutschland zurBercksichtigung von Kaltstart-zuschlgen bei der Emissionsbestim-mung von Kraftfahrzeugen . . . . . . 119Anhang C Beispielrechnung Fehleranalyse. . . . 122C1

16、 Stndliche Emissionen eines Autobahn-abschnitts . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122C2 Fehlerbandbreiten der Eingangsdaten. . . . 123C3 Fehlerauswirkungen auf die Emissionsdaten . . . . . . . . . . . . . . . 126C4 Gesamtfehlerabschtzung . . . . . . . . . . 127Anhang D Temperatur der Umgebung der

17、Kfz . . 129Anhang E Bestimmung der Kalt- bzw.Khlstartanteile aller Fahrten . . . . . 130Anhang F Fahrtweitenverteilung . . . . . . . . . 137Anhang G Rechenbeispiel zum Kalt-/Khlstartsowie Auswirkungen von verndertenEingangsdaten auf das Emissions-ergebnis . . . . . . . . . . . . . . . . 143Anhang H

18、Beispiel Berechnung der Gesamt-emission . . . . . . . . . . . . . . . . 148Anhang I Fahrzeugkonzepte und Fahrzeug-schichten . . . . . . . . . . . . . . . . 151Anhang J Verkehrssituationen und Fahrmuster-mixe nach 16 . . . . . . . . . . . . . 159Anhang K Emissionen in (Tief-)Garagen. . . . . . . . .

19、 . . . . . . . . . . . 176Schrifttum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174PageAnnex A Example for the determination of theemission factor of passenger cars bymeans of data on the regional distribution of mileages and the”Handbook of Emission Factors inRoad Traffic Version 1.2 of 1999“. . 115A

20、nnex B Diurnal variation of the air temperaturein the Federal Republic of Germanyused for determining the cold startadditions when computing emissionsof motor vehicles . . . . . . . . . . 119Annex C Example of an error analysis . . . . 122C1 Hourly emissions on a section of motorway. . . . . . . . .

21、 . . . . . . . . 122C2 Error ranges of the input data . . . . . . 123C3 Effects of the errors on the emission data . . . . . . . . . . . . . . . 126C4 Estimation of the total error . . . . . . . 127Annex D Air temperature in the environment of the motor vehicles . . . . . . . . 129Annex E Determinin

22、g the cold and cool startportions of all trips. . . . . . . . . . 130Annex F Distribution of travelled distances . . 137Annex G Example of calculating cold andcool start additions and the effectsof variations of the input data on the resulting emissions . . . . . . . 143Annex H Example of the comput

23、ation of thetotal emission . . . . . . . . . . . . 148Annex I Vehicle concepts and vehicle layers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151Annex J Traffic situations and driving patternsaccording to 16. . . . . . . . . . . 160Annex K Emissions in garages and underground car parks . . . . . . . . .

24、 . . . . . 176Bibliography . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 2003 VDI 3782 Blatt 7 / Part 7 3 VorbemerkungIn der Kommission Reinhaltung der Luft im VDI undDIN No

25、rmenausschuss KRdL erarbeiten Fach-leute aus Wissenschaft, Industrie und Verwaltung infreiwilliger Selbstverantwortung VDI-Richtlinienund DIN-Normen zum Umweltschutz. Diese be-schreiben den Stand der Technik bzw. den Stand derWissenschaft in der Bundesrepublik Deutschlandund dienen als Entscheidungs

26、hilfen bei der Erarbei-tung und Anwendung von Rechts- und Verwaltungs-vorschriften. Die Arbeitsergebnisse der KRdL flie-en ferner als gemeinsamer deutscher Standpunkt indie europische technische Regelsetzung bei CEN(Europisches Komitee fr Normung) und in dieinternationale technische Regelsetzung bei

27、 ISO(Internationale Organisation fr Normung) ein.Folgende Themenschwerpunkte werden in vier Fach-bereichen behandelt:Fachbereich I Umweltschutztechnik“Produktionsintegrierter Umweltschutz; Verfahrenund Einrichtungen zur Emissionsminderung;ganzheitliche Betrachtung von Emissionsminde-rungsmanahmen un

28、ter Bercksichtigung vonLuft, Wasser und Boden; Emissionswerte frStube und Gase; anlagenbezogene messtechni-sche Anleitungen; UmweltschutzkostenrechnungFachbereich II Umweltmeteorologie“Ausbreitung von Luftverunreinigungen in derAtmosphre; strfallbedingte Freisetzungen;mikro- und mesoskalige Windfeld

29、modelle; Wech-selwirkung zwischen Atmosphre und Oberfl-chen; meteorologische Messungen; angewandteKlimatologie; Lufthygienekarten; human-bio-meteorologische Bewertung von Klima und Luft-hygiene; bertragung meteorologischer DatenFachbereich III Umweltqualitt“Wirkung von Luftverunreinigungen auf Mensc

30、h,Tier, Pflanze, Boden, Werkstoffe und Atmosphre;wirkungsbezogene Mess- und Erhebungsverfah-ren; Erfassung und Wirkung mikrobieller Luftver-unreinigungen; Olfaktometrie; UmweltsimulationFachbereich IVUmweltmesstechnik“Emissions- und Immissionsmesstechnik fr anor-ganische und organische Gase sowie fr

31、 Partikel;optische Fernmessverfahren; Messen von Innen-raumluftverunreinigungen; Messen von Boden-luftverunreinigungen; Verfahren zur Herstellungvon Referenzmaterialien; Prfplne fr Mess-gerte; Validierungsverfahren; Messplanung; Aus-Preliminary noteIn the Commission on Air Pollution Prevention ofVDI

32、 and DIN Standards Committee KRdL ex-perts from science, industry and administration, act-ing on their own responsibility, establish VDI guide-lines and DIN standards in the field of environmentalprotection. These describe the state of the art in sci-ence and technology in the Federal Republic of Ge

33、r-many and serve as a decision-making aid in the pre-paratory stages of legislation and application of legalregulations and ordinances. KRdLs working resultsare also considered as the common German point ofview in the establishment of technical rules on theEuropean level by CEN (European Committee f

34、orStandardization) and on the international level byISO (International Organization for Standardization).The following topics are dealt with in four subdivi-sions: Subdivision I ”Environmental Protection Techniques“Integrated pollution prevention and control for in-stallations; procedures and instal

35、lations for emis-sion control; overall consideration of measures foremission control with consideration given to theair, water and soil; emission limits for dusts andgases; plant-related measurement instructions; en-vironmental industrial cost accountingSubdivision II ”Environmental Meteorology“Disp

36、ersion of pollutants in the atmosphere; emis-sions from accidental releases; micro- and meso-scale wind field models; interaction between theatmosphere and surfaces; meteorological measure-ments; applied climatology; air pollution maps;human-biometeorological evaluation of climateand air hygiene; tr

37、ansfer of meteorological dataSubdivision III ”Environmental Quality“Effects of air pollutants on man, farm animals, veg-etation, soil, materials, and the atmosphere; meth-ods for the measurement and evaluation of effects;determination of microbial air pollutants and theireffects; olfactometry; envir

38、onmental simulation Subdivision IV”Environmental Measurement Techniques“Techniques for emission and ambient air measure-ments of inorganic and organic gases as well asparticulate matter; optical open-path measurementmethods; measurement of indoor air pollutants,measurement of soil air pollutants; pr

39、ocedures forestablishing reference material; test procedures formeasurement devices; validation procedures;B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 2003 4 VDI 3782 Blatt 7 / Part 7werteverfahren; QualittssicherungD

40、ie Richtlinien und Normen werden zunchst alsEntwurf verffentlicht. Durch Ankndigung im Bun-desanzeiger und in der Fachpresse erhalten alle inte-ressierten Kreise die Mglichkeit, sich an einemffentlichen Einspruchsverfahren zu beteiligen.Durch dieses Verfahren wird sichergestellt, dassunterschiedlich

41、e Meinungen vor Verffentlichung derendgltigen Fassung bercksichtigt werden knnen.Die Richtlinien und Normen sind in den sechs Bn-den des VDI/DIN-Handbuches Reinhaltung der Luftzusammengefasst.GlossarAbgaskomponenten, limitierteBestandteile der Kfz-Abgase, fr die auf Grundvon gesetzlichen Richtlinien

42、 und VerordnungenGrenzwerte definiert sindAbgasminderungskonzeptVerfahren zur Verringerung der Schadstoffmenge im Motorabgas (z.B. G-Kat)Abgasminderungskonzepte unterscheiden sich durchdie zu Grunde liegenden gesetzlichen Vorschriftenbzw. den technischen Entwicklungsstand der Minde-rungstechnik.Abmi

43、nderungsfaktorKorrekturfaktor fr Khlstarts bezogen auf denKaltstartzuschlag. Hier: das Verhltnis aus Khl- und KaltstartfaktorBelastung einer Strae, zulssigediejenige Verkehrsmenge in Motorfahrzeugen/h aneinem bestimmten Straenquerschnitt, die sowohl einzgiges Fahren erlaubt als auch unzumutbare Nach

44、teile fr Anlieger und Nachbarn vermeidetBemessungsgeschwindigkeitplanerisch angestrebter Mittelwert der Reisege-schwindigkeit aller PkwBemessungsverkehrsstrke Verkehrsstrke, die neben der Bemessungsge-schwindigkeit als magebliche stndliche Verkehrs-strke“ die 2. Eingangsgre beim Entwurf der An-lage

45、 einer Strae darstellt (siehe 55)CetanzahlMa fr die Zndwilligkeit; Qualittszeichen desDiesel-Kraftstoffsmeasurement planning; evaluation methods; qual-ity assuranceThe guidelines and standards are first published asdrafts. These are announced in the Bundesanzeiger(Federal Gazette) and in professiona

46、l publications inorder to give all interested parties the opportunity toparticipate in an official objection procedure. Thisprocedure ensures that differing opinions can be con-sidered before the final version is published.The guidelines and standards are published in the six-volume VDI/DIN Reinhalt

47、ung der Luft (Air Pollu-tion Prevention) manual.Glossaryemission components, limitedcomponents of the automotive emissions, forwhich limit values are defined by ordinances andguidelinesexhaust gas cleaning conceptmethod for reducing the content of harmful compo-nents in automotive emissions, e.g. g-

48、catExhaust gas cleaning concepts differ by the legal re-quirements upon which they are based and by thestate of the art of the cleaning technology.reduction factorcorrection factor for cool starts applied to the coldstart correction; here: ratio of cool start factor over cold start factorrated road

49、capacitythe volume of traffic expressed as number of motorvehicles per hour at a given road cross section that al-lows continuous traffic flow and avoids unreasonabledisadvantages for the neighbourhoodrated speedplanned average cruising speed of all passenger carsrated traffic volumePlanned traffic volume. As the representativenumber of motor vehicles per hour, it is besides the rated speed the second input parameter to the de-si