VDI 3788 Blatt 1-2000 Environmental meteorology - Dispersion of odorants in the atmosphere - Fundamentals.pdf

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1、VEREIN DEUTSCHERINGENIEUREUmweltmeteorologieAusbreitung von Geruchsstoffen in derAtmosphre GrundlagenEnvironmental meteorologyDispersion of odorantsin the atmosphere FundamentalsVDI 3788Blatt 1 / Part 1Ausg. deutsch/englischIssue German/EnglishKommission Reinhaltung der Luft (KRdL) im VDI und DIN No

2、rmenausschussAusschuss Ausbreitung von Geruchsstoffen in der AtmosphreVDI/DIN-Handbuch Reinhaltung der Luft, Band 1bVDI-RICHTLINIENZu beziehen durch / Available from Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin Alle Rechte vorbehalten / All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 2000Vervielfltigu

3、ng auchfr innerbetriebliche Zwecke nicht gestattet / Reproduction even for internal use not permittedDer Entwurf dieser Richtlinie wurde mit Ankndigung im Bundes-anzeiger einem ffentlichen Einspruchsverfahren unterworfen.Die deutsche Version dieser Richtlinie ist verbindlich.ICS 13.040.10Juli 2000Ju

4、ly 2000The 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 transla-tion. The German version of this guideline shall be taken asauthoritative.Inhalt SeiteVorbemerkung . . . . .

5、. . . . . . . . . . . . . . . 2Zielsetzung und Geltungsbereich . . . . . . . . . . 31 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 Der Prozess der Geruchsstoffausbreitung . . 72.1 Emission . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82.2 Transmission . . . . . . . . . . . . . . . . 82.3 Immission

6、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92.4 Wirkung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113 Modellierungstechniken . . . . . . . . . . . . 134 Modellanforderungen . . . . . . . . . . . . . . 155 Qualittssicherung . . . . . . . . . . . . . . . 195.1 Verifikation . . . . . . . . . . . . . . . . . 205.

7、2 Validierung . . . . . . . . . . . . . . . . . 216 Begriffe und Definitionen. . . . . . . . . . . . 22Formelzeichen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23Schrifttum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25Contents PagePreliminary note . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2Objective and s

8、cope . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 Introduction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 The process of odorant dispersion. . . . . . . 72.1 Emission . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82.2 Transmission . . . . . . . . . . . . . . . . . 82.3 Ambient air pollution . . . . . . . . . . . . 9

9、2.4 Effect . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113 Modelling techniques . . . . . . . . . . . . . . 134 Model requirements . . . . . . . . . . . . . . . 155 Quality assurance . . . . . . . . . . . . . . . . 195.1 Verification . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205.2 Validation. . . . . . . .

10、. . . . . . . . . . . 216 Terms and definitions . . . . . . . . . . . . . . 22Symbols. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25Frhere Ausgabe: 10.98 Entwurf,deutschFormer edition: 10/98 draft, in German onlyB55EB1B3E14C22109E918E8EA43E

11、DB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 2000 2 VDI 3788 Blatt 1 / Part 1VorbemerkungIn der Kommission Reinhaltung der Luft (KRdL) imVDI und DIN Normenausschuss erarbeiten Fach-leute aus Wissenschaft, Industrie und Verwaltung infreiwilliger S

12、elbstveran twortung VDI-Richtlinienund DIN-Normen zum Umweltschutz. Diese be-schreiben den Stand der Technik bzw. Stand der Wis-senschaft in Deutschland und dienen als Entschei-dungshilfen bei der Erarbeitung und Anwendung vonRechts- und Verwaltungsvorschriften. Die Arbeits-ergebnisse der KRdL fliee

13、n ferner als gemeinsamerdeutscher Standpunkt in die europische technischeRegelsetzung bei CEN (Europisches Komitee frNormung) und in die internationale technischeRegelsetzung bei ISO (Internationale Organisationfr Normung) ein.Folgende Themenschwerpunkte werden in vier Fach-bereichen behandelt:Fachb

14、ereich I Umweltschutztechnik“Produktionsintegrierter Umweltschutz; Verfahrenund Einrichtungen zur Emissionsminderung;ganzheitliche Betrachtung von Emissionsminde-rungsmanahmen unter Bercksichtigung vonLuft, Wasser und Boden; Emissionswerte frStube und Gase; anlagenbezogene messtechni-sche Anleitunge

15、n; Handhabung brennbarerStube; Minderung der Exposition gegenber luft-fremden Stoffen am Arbeitsplatz; Umweltschutz-kostenrechnungFachbereich II Umweltmeteorologie“Ausbreitung von Luftverunreinigungen in derAtmosphre; strfallbedingte Freisetzungen;mikro- und mesoskalige Windfeldmodelle; Wech-selwirk

16、ung 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 Mensch,Tier, Pflanze, Bode

17、n, Werkstoffe und Atmosphre;wirkungsbezogene Mess- und Erhebungsverfah-ren; Erfassung und Wirkung mikrobieller Luftver-unreinigungen; Olfaktometrie; UmweltsimulationFachbereich IV Umweltmesstechnik“Emissions- und Immissionsmesstechnik fr anor-ganische und organische Gase sowie fr Partikel;optische F

18、ernmessverfahren; Messen von Innen-Preliminary noteIn the Commission on Air Pollution Prevention 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 environmental

19、protection. These describe the state of the art in sci-ence and technology in the Federal Republic 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 Germa

20、n point ofview in the establishment of technical rules on theEuropean level by CEN (European Committee forStandardization) and on the international level byISO (International Organization for Standardization).The following topics are dealt with in four subdivi-sions: Subdivision I ”Environmental Pro

21、tection Techniques“Integrated pollution prevention and control for instal-lations; procedures and installations for emissioncontrol; overall consideration of measures for emis-sion control with consideration given to the air, waterand soil; emission limits for dusts and gases; plant-related measurem

22、ent instructions; the safe processingof combustible dusts; reduction of exposure to airpollutants in the workplace atmosphere, environmen-tal industrial cost accountingSubdivision II ”Environmental Meteorology“Dispersion of pollutants in the atmosphere; emis-sions from accidental releases; micro- an

23、d 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; transfer of meteorological dataSubdivision III ”Environmental Quality“Effects of air pol

24、lutants on man, farm animals,vegetation, soil, materials, and the atmosphere;methods for the measurement and evaluation ofeffects; determination of microbial air pollutantsand their effects; olfactometry; environmental sim-ulation Subdivision IV ”Environmental Measurement Techniques“Techniques for e

25、mission and ambient air measure-ments of inorganic and organic gases as well asparticulate matter; optical open-path measurementB55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 2000 VDI 3788 Blatt 1 / Part 1 3 raumluft

26、verunreinigungen; Messen von Boden-luftverunreinigungen; Verfahren zur Herstellungvon Referenzmaterialien; Prfplne fr Mess-gerte; Validierungsverfahren; Messplanung; Aus-werteverfahren; QualittssicherungDie Richtlinien und Normen werden zunchst alsEntwurf verffentlicht. Durch Ankndigung im Bun-desan

27、zeiger und in der Fachpresse erhalten alle inte-ressierten Kreise die Mglichkeit, sich an einemffentlichen Einspruchsverfahren zu beteiligen.Durch dieses Verfahren wird sichergestellt, dassunterschiedliche Meinungen vor Verffentlichungder endgltigen Fassung bercksichtigt werden kn-nen.Die Richtlinie

28、n und Normen sind in den sechs Bn-den des VDI/DIN-Handbuches Reinhaltung der Luftzusammengefasst.Zielsetzung und GeltungsbereichZum Schutz vor erheblichen Belstigungen durchGerche kann es erforderlich sein, sowohl bei der Ge-nehmigung neuer emittierender Anlagen als auch beibestehenden Anlagen zur F

29、eststellung von Immis-sionssituationen durch Anwendung von Ausbrei-tungsmodellen die Wahrnehmung von Gerchen zuprognostizieren.Die vorliegende Richtlinie beschreibt Anforderun-gen, Konzepte und Anwendungsbereiche von analy-tischen und numerischen Modellen, die erforder-lichen Eingangsgren sowie die

30、Ergebnisgren beiAusbreitungsrechnungen fr Geruchsstoffe. DesWeiteren werden die zur Qualittssicherung vonModellen unerlsslichen Kriterien zur Verifikationund Validierung erlutert. Die physikalische Model-lierung der Geruchsstoffausbreitung mit Hilfe desWindkanals ist nicht Gegenstand dieser Richtlin

31、ien-reihe.In Folgeblttern zu dieser Richtlinie werden ver-schiedene Modelle beschrieben, die in vergleich-barem Mae die Verifikations- und Validierungskri-terien erfllen und besondere Anwendungsbereicheabdecken.Diese Richtlinienreihe beschrnkt sich auf eine Prog-nose der Wahrnehmungen und liefert Au

32、ssagen, dieeine Bewertung ermglichen. Sie hat nicht das Ziel,auftretende Gerche im Hinblick auf Belstigung zubewerten. Sie berhrt auch nicht die in den Richt-linien VDI 3471 und VDI 3472 1; 2 festgelegte Ab-standsregelung. methods; measurement of indoor air pollutants,measurement of soil air polluta

33、nts; procedures forestablishing reference material; test procedures formeasurement devices; validation procedures;measurement planning; evaluation methods; qual-ity assuranceThe guidelines and standards are first published asdrafts. These are announced in the Bundesanzeiger(Federal Gazette) and in p

34、rofessional 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/DI

35、N Reinhaltung der Luft (Air Pollu-tion Prevention) Manual.Objective and scopeTo provide protection from serious annoyance due toodours from new emitting plants undergoing ap-proval and to existing plants, it may be necessary toapply dispersion models in order to predict the per-ception of odours.The

36、 present guideline describes the requirements, ap-proaches and application ranges of analytic andnumeric models, the required input variables and theresult variables in dispersion calculations for odor-ants. For the purposes of assuring model quality, italso explains the indispensable criteria for v

37、erifica-tion and validation. The physical modelling of odor-ant dispersion in a wind tunnel is not covered by thisguideline series.The subsequent parts of this guideline describe vari-ous models which fulfil the verification and valida-tion criteria on a comparable scale and cover specialapplication

38、 ranges.This guideline series is confined to a prediction ofperception and supplies information to facilitate anassessment. It does not set out to assess odours interms of their annoyance. Nor does it concern itselfwith the clearance distances specified in guidelinesVDI 3471 and VDI 3472 1; 2.B55EB1

39、B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 2000 4 VDI 3788 Blatt 1 / Part 11 EinleitungAnlagen sind so zu errichten und zu betreiben, dassschdliche Umwelteinwirkungen (erhebliche Bels-tigungen, erhebliche Nachteile) fr Nac

40、hbarschaftund Allgemeinheit nicht hervorgerufen werden, wo-bei zu unterscheiden ist zwischen genehmigungsbe-drftigen und nicht genehmigungsbedrftigen Anla-gen (siehe 3, 5 bzw. 22).Nicht zuletzt, um schon vor der Errichtung oder einernderung der Anlage oder ihrer Betriebsweise ab-schtzen zu knnen, ob

41、 dieses Ziel erreicht werdenwird, wird ein Prognosewerkzeug bentigt, mit des-sen Hilfe man unter Verwendung von Kenndaten derAnlage und ihrer Betriebsweise ausrechnen kann,wie hufig und wie intensiv von der Anlage herrh-rende Gerche in der Nachbarschaft im Einwirkungs-bereich der Anlage wahrgenommen

42、 werden.Gerche werden ausgelst durch in der Luft enthal-tene Geruchsstoffe, die je nach Quellentyp oft alskomplexes Gemisch verschiedener Einzelstoffe vor-liegen, so dass eine Messung der Stoffkonzentratio-nen mit analytischen Verfahren im Normalfall u.a. oftwegen nicht ausreichender Nachweisgrenzen

43、 derMessverfahren und auch wegen des fehlenden Be-zugs der Konzentrationen eines Gemischs von Ein-zelkomponenten zur Geruchsempfindung nicht mg-lich und auch nicht sinnvoll ist. Statt dessen bedientman sich bei der Geruchsmessung sensorischerMethoden, d.h. der Wirkung von Geruchsstoffen aufden mensc

44、hlichen Geruchssinn 4. Steuergre frdas Auftreten von Gerchen ist die Geruchsstoffkon-zentration whrend eines Atemtaktes (etwa 3 bis 4Sekunden).Die Wirkung kann durch folgende Geruchseigen-schaften beschrieben werden: Wahrnehmbarkeit, Er-kennbarkeit, Geruchsintensitt, hedonische Wirkung,Geruchsqualit

45、t. Mageblich fr die Wahrnehmbar-keit eines Stoffes ist seine Geruchsschwelle. Nach Konvention ist die Geruchsschwelle diejenigeGeruchsstoffkonzentration, die bei 50 % der darge-botenen Riechproben gerade eben zu einer Geruchs-wahrnehmung fhrt (Wahrnehmungsschwelle). Perdefinitionem betrgt die Geruch

46、sstoffkonzentrationan der Geruchsschwelle 1 Geruchseinheit pro Kubik-meter Luft (cGS=1GE/m3). Die Geruchseinheit istein Ma fr die Geruchsstoffmenge. Die Technik derGeruchsschwellenbestimmung ist in den RichtlinienVDI 3881 Blatt 1 bis 4 5 bis 8 beschrieben.Die Geruchsstoffkonzentration einer Gasprobe

47、 wirdmit Hilfe einer Verdnnungsapparatur (Olfaktome-ter) bestimmt. Dabei wird die Gasprobe in einen ge-ruchsneutralen Luftstrom gemischt, bis die Geruchs-schwelle erreicht ist. Aus dem Verhltnis der Volu-1 IntroductionPlants are to be erected and operated in such a waythat harmful environmental effe

48、cts (major annoy-ance, major disadvantages) are not caused to theneighbourhood and the general public; a distinctionmust be made here between plants requiring approvaland plants not requiring approval (see 3, 5 and 22).Before the erection of a new plant or the modificationof an existing plant or its

49、 mode of operation, it is im-portant to be able to determine whether this goal canbe reached. To this end a prediction tool is requiredwith which, by referring to the plants characteristicdata and its mode of operation, it is possible to calcu-late the frequency and intensity with which odoursstemming from the plant are perceived in the neigh-bourhood within the plants impact range.Odours are caused by odorants contained in the ai