VDI 4285 Blatt 1-2005 Determination of diffusive emissions by measurement - Basic concepts.pdf

1、VEREIN DEUTSCHERINGENIEUREMesstechnische Bestimmung der Emissionendiffuser QuellenGrundlagenDetermination of diffusive emissions bymeasurementsBasic conceptsVDI 4285Blatt 1 / Part 1Ausg. deutsch/englischIssue German/EnglishVDI/DIN-Handbuch Reinhaltung der Luft, Band 5VDI-RICHTLINIENICS 13.040.40Juni

2、 2005June 2005Inhalt SeiteVorbemerkung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Anwendungsbereich . . . . . . . . . . . . . . 32 Begriffsbestimmungen . . . . . . . . . . . . . 43 Einfhrung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 Beschreibung diffuser Quellen und deren Emissionsverhalten . . . . . .

3、 . . . . . 64.1 Eigenschaften diffuser Quellen . . . . . . . 64.2 Grundtypen . . . . . . . . . . . . . . . . . 64.3 Beispiele der Zuordnung des Quellentyps . 95 Messverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . 115.1 Allgemeines. . . . . . . . . . . . . . . . . 115.2 Punktmessverfahren . . . . . . . .

4、 . . . . 115.3 Fernmessverfahren . . . . . . . . . . . . . 125.4 Meteorologische Messverfahren . . . . . . 156 Methoden zur Bestimmung der Emissionendiffuser Quellen. . . . . . . . . . . . . . . . . 196.1 Allgemeines. . . . . . . . . . . . . . . . . 196.2 Direkte Methoden zur Emissions-ermittlung .

5、. . . . . . . . . . . . . . . . . 206.3 Indirekte Methoden zur Emissions-ermittlung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227 Messplanung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 367.1 Allgemeines. . . . . . . . . . . . . . . . . 367.2 Zuordnung des Quellentyps und der Quellengeometrie . . . . . . . . . .

6、. . . . 377.3 Wahl der Methode zur Ermittlung derEmissionen diffuser Quellen . . . . . . . . 377.4 Allgemeine Anforderungen. . . . . . . . . 387.5 Spezifische Anforderungen . . . . . . . . . 398 Berichterstattung . . . . . . . . . . . . . . . . 44Der Entwurf dieser Richtlinie wurde mit Ankndigung im

7、 Bundes-anzeiger einem ffentlichen Einspruchsverfahren unterworfen.Die deutsche Version dieser Richtlinie ist verbindlich.The draft of this guideline has been subject to public scrutinyafter announcement in the Bundesanzeiger (Federal Gazette).No guarantee can be given with respect to the English tr

8、ansla-tion. The German version of this guideline shall be taken asauthoritative.Kommission Reinhaltung der Luft im VDI und DIN Normenausschuss KRdLArbeitsgruppe Emissionsbestimmung bei diffusen QuellenAusschuss Messtechnische SonderfragenFrhere Ausgabe: 09.02 Entwurf,deutschFormer edition: 09/02 dra

9、ft, in German onlyZu beziehen durch / Available from Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin Alle Rechte vorbehalten / All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 2005Contents PagePreliminary note . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21Scope . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 Terms

10、 and definitions . . . . . . . . . . . . . 43Introduction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 Description of diffuse sources andtheir emission behaviour . . . . . . . . . . . 64.1 Characteristics of diffuse sources . . . . . 64.2 Basic types . . . . . . . . . . . . . . . . . 64.3 Examples of all

11、ocating the type of source . 95 Measurement methods. . . . . . . . . . . . . 115.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115.2 Point-related measurement methods . . . . 115.3 Remote sensing methods . . . . . . . . . . 125.4 Meteorological measurement methods. . . 156 Methods for determining

12、emissionsfrom diffuse sources . . . . . . . . . . . . . . 196.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196.2 Direct methods for determiningemissions . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206.3 Indirect methods for determiningemissions . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227 Measurement planning

13、. . . . . . . . . . . . . 367.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 367.2 Allocating the type and the geometry of the source . . . . . . . . . . . . . . . . 377.3 Selection of the method for determiningemissions from diffuse sources . . . . . . 377.4 General requirements. . . . . . . . . .

14、 . . 387.5 Specific requirements . . . . . . . . . . . 398 Reporting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 2005 2 VDI 4285 Blatt 1 / Part 1SeiteAnhang A Abkrzungen und F

15、ormelzeichen . . 46Anhang B Exemplarische Darstellung diffuserQuellen . . . . . . . . . . . . . . . . 48Anhang C Windgeschwindigkeitsmessung mittels Laser-Doppler-Anemometrie,Doppler-Sodar, Doppler-Radarund Doppler-Lidar . . . . . . . . . . 60Anhang D Grundlagen der Ausbreitungs-rechnung und Quellte

16、rmrck-rechnung . . . . . . . . . . . . . . . 63Anhang E Praktische Beispiele . . . . . . . . . 67Schrifttum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95VorbemerkungIn der Kommission Reinhaltung der Luft im VDI undDIN Normenausschuss KRdL erarbeiten Fach-leute aus Wissenschaft, Industrie und Verwaltu

17、ng 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 Entscheidungshilfen bei der Erarbei-tung und Anwendung von Rechts- und Verwaltungs-vorschrifte

18、n. Die Arbeitsergebnisse der KRdL flie-en ferner als gemeinsamer deutscher Standpunkt indie europische technische Regelsetzung bei CEN(Europisches Komitee fr Normung) und in die in-ternationale technische Regelsetzung bei ISO (Inter-nationale Organisation fr Normung) ein.Folgende Themenschwerpunkte

19、werden in vier Fach-bereichen behandelt:Fachbereich I Umweltschutztechnik“Produktionsintegrierter Umweltschutz; Verfahrenund Einrichtungen zur Emissionsminderung;ganzheitliche Betrachtung von Emissionsminde-rungsmanahmen unter Bercksichtigung vonLuft, Wasser und Boden; Emissionswerte frStube und Gas

20、e; anlagenbezogene messtechni-sche Anleitungen; UmweltschutzkostenrechnungFachbereich II Umweltmeteorologie“Ausbreitung von Luftverunreinigungen in der At-mosphre; strfallbedingte Freisetzungen; mikro-und mesoskalige Windfeldmodelle; Wechselwir-kung zwischen Atmosphre und Oberflchen; me-teorologisch

21、e Messungen; angewandte Klimatolo-gie; Lufthygienekarten; human-biometeorologi-PageAnnex A Abbreviations and symbols . . . . . . 46Annex B Exemplary presentation of diffuse sources . . . . . . . . . . . . . 48Annex C Measurement of wind velocity using Laser Doppler anemometry,Doppler Sodar, Doppler

22、Radarand Doppler Lidar . . . . . . . . . . . 60Annex D Principles of the dispersion calculationand the reverse dispersion modelling . 63Annex E Examples . . . . . . . . . . . . . . . 67Bibliography . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95Preliminary noteIn the Commission on Air Pollution Prevention

23、ofVDI 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

24、of Ger-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 Commit

25、tee forStandardization) 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 i

26、nstallations 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

27、”Dispersion 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 climateB55EB1B3E14C22

28、109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 2005 VDI 4285 Blatt 1 / Part 1 3 sche Bewertung von Klima und Lufthygiene;bertragung meteorologischer DatenFachbereich III Umweltqualitt“Wirkung von Luftverunreinigungen auf Mensch,Ti

29、er, 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 Par

30、tikel;optische Fernmessverfahren; Messen von Innen-raumluftverunreinigungen; Messen von Boden-luftverunreinigungen; Verfahren zur Herstellungvon Referenzmaterialien; Prfplne fr Messge-rte; Validierungsverfahren; Messplanung; Aus-werteverfahren; QualittssicherungDie Richtlinien und Normen werden zunc

31、hst alsEntwurf verffentlicht. Durch Ankndigung im Bun-desanzeiger und in der Fachpresse erhalten alle inter-essierten Kreise die Mglichkeit, sich an einem f-fentlichen Einspruchsverfahren zu beteiligen. Durchdieses Verfahren wird sichergestellt, dass unter-schiedliche Meinungen vor Verffentlichung d

32、er end-gltigen Fassung bercksichtigt werden knnen.Die Richtlinien und Normen sind in den sechs Bn-den des VDI/DIN-Handbuches Reinhaltung der Luftzusammengefasst.1 AnwendungsbereichDie Richtlinie VDI 4285 beschreibt Verfahren zurmesstechnischen Ermittlung von Emissionen aus dif-fusen Quellen. Als dif

33、fuse Quellen werden im Sinnedieser Richtlinie alle diejenigen Quellen bezeichnet,die nicht zu den gefhrten Quellen gehren. Der Ab-gasstrom wird nicht in einem Kanal gefhrt und istdaher einer Emissionsmessung auf der Basis derRichtlinien VDI 2066 Blatt 1 T3 oder VDI 4200T25 nicht zugnglich. Die Ermit

34、tlung von Emissionen aus diffusen Quellennach der Richtlinie VDI 4285 beruht auf der Bestim-mung von Messgren wie Stoffkonzentrationen undmeteorologischen Parametern, gegebenenfalls inKombination mit einem Rechenmodell. Messungenan diffusen Quellen werden in der Grenzflche zurAtmosphre oder nach dem

35、 bertritt der zu messen-den Stoffe in die Atmosphre durchgefhrt. and air hygiene; transfer 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 eff

36、ects;determination of microbial air pollutants and theireffects; olfactometry; environmental 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 measurement

37、methods; measurement of indoor air pollutants,measurement of soil air pollutants; procedures forestablishing reference material; test procedures formeasurement devices; validation procedures;measurement planning; evaluation methods; qual-ity assuranceThe guidelines and standards are first published

38、asdrafts. These are announced in the Bundesanzeiger(Federal Gazette) and in professional 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

39、published.The guidelines and standards are published in the six-volume VDI/DIN Reinhaltung der Luft (Air Pollu-tion Prevention) manual.1ScopeGuideline VDI 4285 describes procedures for themeasurement of emissions from diffuse sources. Inthe sense of this guideline, diffuse sources are allthose sourc

40、es that do not belong to conductedsources. The waste gas stream is not conducted in achannel and therefore, the emissions cannot be meas-ured on the basis of the guidelines VDI 2066 Part 1T3 or VDI 4200 T25.The determination of emissions from diffuse sources,as described in guideline VDI 4285, is ba

41、sed on thedetermination of measurands such as substance con-centrations and meteorological parameters and iscombined, where appropriate, with a calculationmodel. Measurements at diffuse sources are carriedout in the interface to the atmosphere or after the pol-lutants to be measured have entered the

42、 atmosphere.B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 2005 4 VDI 4285 Blatt 1 / Part 1Whrend in der Richtlinie VDI 3790 T21; T22 dif-fuse Quellen und Mglichkeiten zur Abschtzung derEmissionen und zur Emissionsvermin

43、derung be-schrieben werden, behandelt die vorliegende Richt-linie die Vorgehensweise zur messtechnischen Er-mittlung diffuser Emissionen. 2 Begriffsbestimmungen2.1 Diffuse QuelleQuelle, die nicht zu den gefhrten Quellen gehrt.2.2 FernmessverfahrenMessverfahren, das eine Messgre in der offenenAtmosph

44、re ohne extraktive Probenahme in rumli-cher Entfernung zum Messgert bestimmt.2.3 Gefhrte QuelleQuelle, deren Emissionen gefhrt werden, beispiels-weise durch Schornsteine oder Rohrleitungen.2.4 KontrollraumGedachter Raum, der die Emissionsquelle vollstn-dig beinhaltet.2.5 KonventionsmessverfahrenVere

45、inbarter Satz von theoretischen und praktischenVerfahrensschritten zur Bestimmung eines oder meh-rerer Luftbeschaffenheitsmerkmale, zu deren Be-stimmung Referenzmaterialien praktisch nicht herge-stellt werden knnen; das ermittelte Messergebnis istvereinbarungsgem der Wert des Luftbeschaffen-heitsmer

46、kmals T29.2.6 PunktmessverfahrenMessverfahren, das eine Messgre durch Probe-nahme an einem festgelegten Ort bestimmt. 2.7 QuellstrkeQuotient aus Masse, Volumen oder Geruch einerEmission und der Zeit.Anmerkung: Die Quellstrke wird bei Gasemissionen als Masseoder Volumen pro Zeit, bei Staubemissionen

47、als Masse pro Zeit undbei Geruchstoffemissionen als Geruchseinheit pro Zeit angegeben.3 EinfhrungManahmen zur Luftreinhaltung G1 hatten in derVergangenheit das vorherrschende Ziel, die Emissio-nen von Massenschadstoffen wie Staub, Kohlenmon-oxid, Schwefeldioxid und Stickstoffoxiden zu ver-mindern, u

48、m akute Gesundheitsgefahren fr die Be-vlkerung, die durch erhebliche berschreitungenvon Immissionsgrenzwerten und durch das AuftretenWhile guideline VDI 3790 T21; T22 describes dif-fuse sources and possibilities to estimate the emis-sions and control them, the present guideline dealswith the determi

49、nation of diffusive emissions bymeasurements. 2 Terms and definitions2.1 Diffuse sourceSource that does not belong to the conducted sources.2.2 Remote sensing methodMeasurement method that determines a measurand inthe open atmosphere without extractive sampling andat a spatial distance to the measurement device.2.3 Conducted sourceSource whose emissions are conducted, for example,through stacks or tubes.2.4 Control spaceImaginary space that completely contain