Immissionsschutz-Gutachten

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1 Immissionsschutz-Gutachten Schornsteinhöhenberechnung nach TA Luft für eine Anlage zur Feuerbestattung in Dülmen Auftraggeber Stadt Dülmen Overbergplatz Dülmen Immissionsprognose Nr vom 3. Juli 2013 Verfasser B. Eng. Alexander Ehler Umfang Textteil 23 Seiten Anhang 8 Seiten Ausfertigung als PDF-Dokument

2 Inhalt Textteil Zusammenfassung Grundlagen Veranlassung und Aufgabenstellung Grundlage für die Ermittlung der Schornsteinhöhen BImSchV TA Luft Ziffer TA Luft Ziffer TA Luft Ziffer TA Luft Hohe Einzelgebäude Ableitung bei geringen Emissionsmassenströmen Andere als Feuerungsanlagen Feuerungsanlagen Beschreibung des Vorhabens Schornsteinhöhenberechnung Emissionsdaten Schornsteinhöhenberechnung nach Ziffer TA Luft Schornsteinhöhenberechnung nach Ziffer TA Luft Berechnung der Einzelkamine Summenbetrachtung Schornsteinhöhenberechnung nach Ziffer TA Luft Schornsteinhöhenberechnung für Schornsteine im Einflussbereich hoher Einzelgebäude Schornsteinhöhenberechnung unter Berücksichtigung unebener Geländeformen Zusammenfassung und Diskussion der Ergebnisse Inhalt Anhang A B Lageplan II. Änderung des Bebauungsplanes Nr. 95/4 Industriegebiet Dernekamp - Teil VII Gutachten-Nr.: Textteil -Inhalt Projekt: Schornsteinhöhenberechnung für eine Anlage zur Feuerbestattung Seite 2 von 23

3 Abbildungsverzeichnis Abbildung 1: Zusammensetzung der Schornsteinhöhe H20 7 Abbildung 2: Nomogramm zur Bestimmung der Schornsteinhöhe 9 Abbildung 3: Diagramm zur Ermittlung des Wertes J 12 Abbildung 4: Schematische Darstellung zur erforderlichen Schornsteinhöhe im Nahbereich eines hohen Einzelgebäudes 13 Abbildung 5: Mindestanforderungen nach VDI Abbildung 6: Übersicht über die II. Änderung des Bebauungsplanes Nr. 95/4 Industriegebiet Dernekamp - Teil VII. (ohne Maßstab) 16 Tabellenverzeichnis Tabelle 1: Zusammenfassung von zwei oder mehreren Quellen 11 Tabelle 2: Eingangsdaten für Schornsteinhöhenberechnung nach TA Luft, Einzelbetrachtung 18 Tabelle 3: Emissionsmassenströme und Q/S-Werte, Einzelbetrachtung 19 Tabelle 4: Eingangsdaten für Schornsteinhöhenberechnung nach TA Luft, Summenbetrachtung 20 Tabelle 5: Emissionsmassenströme und Q/S-Werte, Summenbetrachtung 21 Gutachten-Nr.: Textteil -Inhalt Projekt: Schornsteinhöhenberechnung für eine Anlage zur Feuerbestattung Seite 3 von 23

4 Zusammenfassung Gegenstand des vorliegenden Gutachtens zum Immissionsschutz ist der Betrieb einer Anlage zur Feuerbestattung gemäß der 27. BImSchV. im Rahmen des Bebauungsplanverfahrens II. Änderung des Bebauungsplanes Nr. 95/4 Industriegebiet Dernekamp - Teil VII. Den Anlass für das Planverfahren bildet ein Rechtstreit um die Zulässigkeit der Feuerbestattungsanlage, aufgrund der baurechtlichen Ausweisung des Anlagengeländes als Gewerbe. Im Ergebnis einer Entscheidung des Bundesverwaltungsgerichtes fehlt es der Feuerbestattungsanlage seither an einer rechtskräftigen Baugenehmigung. Da das Anlagengelände aber grundsätzlich als geeignet für die Unterbringung der Feuerbestattungsanlage angesehen und die Anlage bereits seit dem Jahr 2008 störungsfrei betrieben wird, soll das Gebiet durch die Änderung des Bebauungsplans als Sondergebiet mit der Zweckbestimmung Krematorium ausgewiesen werden. Die Untersuchungen zum Immissionsschutz haben Folgendes ergeben: Die gegebenen Kamine entsprechen mit einer Höhe von 11,3 m über Grund in ihrem aktuellen baulichen Zustand den Anforderungen der 27. BImSchV und der TA Luft. Gutachten-Nr.: Textteil -Kurzfassung Projekt: Schornsteinhöhenberechnung für eine Anlage zur Feuerbestattung Seite 4 von 23

5 1 Grundlagen [1] Gesetz zum Schutz vor schädlichen Umwelteinwirkungen durch Luftverunreinigungen, Geräusche, Erschütterungen und ähnliche Vorgänge (Bundes-Immissionsschutzgesetz - BImSchG) in der aktuellen Fassung [2] Siebenundzwanzigste Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (Verordnung über Anlagen zur Feuerbestattung BImSchV) in der aktuellen Fassung [3] Erste Allgemeine Verwaltungsvorschrift zum Bundes-Immissionsschutzgesetz (Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft TA Luft) Juli 2002 [4] VDI 2280 Blatt 2: Ableitbedingungen für organische Lösungsmittel; August 2005 [5] VDI 3781 Blatt 2: Ausbreitung luftfremder Stoffe in der Atmosphäre, Schornsteinhöhenberechnung unter Berücksichtigung unebener Geländeform August 1981 [6] Merkblatt SHB: Merkblatt Schornsteinhöhenberechnung, Hessisches Landesamt für Umwelt und Geologie, September 2010 Weitere verwendete Unterlagen: Deutsche Grundkarte 1:5.000, Lageplan des Betriebsgeländes, Angaben der Stadt Dülmen. Informationen und Unterlagen wurden zur Verfügung gestellt durch: die Stadt Dülmen. Gutachten-Nr.: Textteil -Grundlagen Projekt: Schornsteinhöhenberechnung für eine Anlage zur Feuerbestattung Seite 5 von 23

6 2 Veranlassung und Aufgabenstellung Gegenstand des vorliegenden Gutachtens zum Immissionsschutz ist der Betrieb einer Anlage zur Feuerbestattung gemäß der 27. BImSchV. im Rahmen des Bebauungsplanverfahrens II. Änderung des Bebauungsplanes Nr. 95/4 Industriegebiet Dernekamp - Teil VII. Den Anlass für das Planverfahren bildet ein Rechtstreit um die Zulässigkeit der Feuerbestattungsanlage, aufgrund der baurechtlichen Ausweisung des Anlagengeländes als Gewerbe. Im Ergebnis einer Entscheidung des Bundesverwaltungsgerichtes fehlt es der Feuerbestattungsanlage seither an einer rechtskräftigen Baugenehmigung. Da das Anlagengelände aber grundsätzlich als geeignet für die Unterbringung der Feuerbestattungsanlage angesehen und die Anlage bereits seit dem Jahr 2008 störungsfrei betrieben wird, soll das Gebiet durch die Änderung des Bebauungsplans als Sondergebiet mit der Zweckbestimmung Krematorium ausgewiesen werden. Nach dem Bundes-Immissionsschutzgesetz sind genehmigungsbedürftige und nicht genehmigungsbedürftige Anlagen so zu errichten und zu betreiben, dass schädliche Umwelteinwirkungen nicht hervorgerufen werden können bzw. verhindert werden, wenn sie nach dem Stand der Technik vermeidbar sind. Zur Vermeidung schädlicher Umwelteinwirkungen sind Abgase so abzuleiten, dass ein ungestörter Abtransport mit der freien Luftströmung ermöglicht wird. Kriterien zur Ermittlung des freien Abtransportes von Abgasen sind unter anderem in der 27. BImSchV [2], der TA Luft [4]und dem Merkblatt SHB [11] definiert. Für die Genehmigung der Anlage ist eine Berechnung der erforderlichen Schornsteinhöhen der Feuerbestattungsanlage erforderlich. Hierzu wird eine Schornsteinhöhenberechnung erstellt, in der auf Grundlage der zur Verfügung gestellten Daten und mit Hilfe der anzuwendenden technischen Regelwerke die erforderlichen Schornsteinhöhen zu ermitteln sind. Projekt: Schornsteinhöhenberechnung für eine Anlage zur Feuerbestattung Seite 6 von 23

7 3 Grundlage für die Ermittlung der Schornsteinhöhen BImSchV Gemäß 5 der 27. BImSchV [2] soll der Schornstein von Feuerbestattungsanlagen 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 Zugrundelegung einer Neigung von 20 zu berechnen. 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: Mit: Abbildung 1: Zusammensetzung der Schornsteinhöhe H 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 Ziffern bis der TA Luft [4] zu bestimmen ist. Die genannten Regelungen finden bei geringen Emissionsmassenströmen sowie in den Fällen, in denen nur innerhalb weniger Stunden des Jahres aus Sicherheitsgründen Abgase emittiert werden, keine Anwendung. In diesen Fällen sind die in der Richtlinie VDI 3781 Blatt 4 [7] oder in der Richtlinie VDI 2280 [5] angegebenen Anforderungen sinngemäß so Projekt: Schornsteinhöhenberechnung für eine Anlage zur Feuerbestattung Seite 7 von 23

8 anzuwenden, dass eine ausreichende Verdünnung und ein ungestörter Abtransport der Abgase mit der freien Luftströmung sichergestellt sind Ziffer TA Luft Gemäß Ziffer 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 Zugrundelegung einer Neigung von 20 zu berechnen; die Schornsteinhöhe soll jedoch das 2fache der Gebäudehöhe nicht übersteigen. Die Berechnung erfolgt analog zu Kapitel Ziffer TA Luft Entsprechend der Ziffer ist zur Bestimmung der Schornsteinhöhe das Nomogramm aus TA Luft anzuwenden. Es bedeuten: H' d t R Q S in m; Schornsteinhöhe aus Nomogramm; in m; Innendurchmesser des Schornsteins oder äquivalenter Innendurchmesser der Querschnittfläche; in C; Temperatur des Abgases an der Schornsteinmündung; in m³/h; Volumenstrom des Abgases im Normzustand nach Abzug des Feuchtgehaltes an Wasserdampf in kg/h; Emissionsmassenstrom des emittierten luftverunreinigenden Stoffes aus der Emissionsquelle; für Fasern ist die je Zeiteinheit emittierte Faserzahl in einen Massenstrom umzurechnen; Faktor für die Schornsteinhöhenbestimmung; für S sind in der Regel die in Anhang 7 festgelegten Werte einzusetzen Projekt: Schornsteinhöhenberechnung für eine Anlage zur Feuerbestattung Seite 8 von 23

9 Abbildung 2: Nomogramm zur Bestimmung der Schornsteinhöhe Für t, R und Q sind jeweils die Werte einzusetzen, die sich beim bestimmungsgemäßen Betrieb unter den für die Luftreinhaltung ungünstigsten Betriebsbedingungen ergeben, insbesondere hinsichtlich des Einsatzes der Brenn- bzw. Rohstoffe. Für S kann die zuständige oberste Landesbehörde in nach 44 Abs. 3 BImSchG [1] festgesetzten Untersuchungsgebieten und in den Fällen nach Ziffer 4.8 kleinere Werte vorschreiben. Sie sollen 75 vom Hundert der in Anhang 7 festgelegten S-Werte nicht unterschreiten. Wenn die Bestimmung der Schornsteinhöhe nach Ziffer TA Luft (Nomogramm) wegen geringer Emissionsmassenströme (Q/S < 10 kg/h) nicht möglich ist, erfolgt auch keine Korrektur der Schornsteinhöhe nach Ziffer TA Luft. Projekt: Schornsteinhöhenberechnung für eine Anlage zur Feuerbestattung Seite 9 von 23

10 Ungünstige Betriebsbedingungen Gemäß Ziffer 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 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 Zusammenfassung von zwei oder mehreren Quellen Ergeben sich mehrere etwa gleich hohe Schornsteine, ist gemäß Ziffer TA Luft zu prüfen, inwieweit deren Emissionen bei der Bestimmung der Schornsteinhöhe zusammenzufassen sind. Hierzu gibt es gemäß dem Merkblatt SHB [10] zwei Methoden: Methode 1: Behandlung wie mehrzügiger Schornstein, also 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 einzügiger Schornstein, also Addition der Massen- und Volumenströme und Bildung eines fiktiven äquivalenten Schornsteindurchmessers. Projekt: Schornsteinhöhenberechnung für eine Anlage zur Feuerbestattung Seite 10 von 23

11 Als Handlungsempfehlung für die Zusammenfassung von Emissionsmassen- und Volumenströmen bei der Schornsteinhöhenberechnung hat der Länderausschuss Immissionsschutz im Jahre 1992 die folgende Regelung gebilligt: Tabelle 1: Zusammenfassung von zwei oder mehreren Quellen Schornsteinabstand Berechnungsmethode Bemerkung 1,4 H bis 5 D Methode 1 ggf. Einzelfalluntersuchung kleiner 5 D Methode 2 Fallgestaltung/Situation Berechnungsmethode Bemerkung Schornsteinhöhe entspricht in etwa Bebauung und Bewuchs hohe Volumenströme mit kleinen Massenkonzentrationen, auch bei Abständen größer 5 D Methode 1 Methode 2 oder Methode 1 auch bei Abständen kleiner 5 D 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 Diese Regelung wurde konzipiert, um dem Interesse von Anlagenbetreibern entgegenzuwirken, 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 Nachbarschaft 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 im Zusammenhang mit Immissionsvorbelastungsmessungen und die daraus resultierenden Immissionsbetrachtungen liefern Ziffer TA Luft 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 Ziffer bestimmte Schornsteinhöhe H' um den Zusatzbetrag J erhöht. Der Wert J in m ist aus der folgenden Abbildung zu ermitteln. Projekt: Schornsteinhöhenberechnung für eine Anlage zur Feuerbestattung Seite 11 von 23

12 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 3: Diagramm zur Ermittlung des Wertes J Die Korrektur der Schornsteinhöhe nach Ziffer 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 Fünfzigfachen der nach Nomogramm ermittelten Schornsteinhöhe bzw m bei Schornsteinhöhen kleiner als 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 Ziffer 5.5 TA Luft nicht geregelt. Hier kann ein atypischer Fall vorliegen, der einer gesonderten Beurteilung bedarf. 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 [6] vorliegen, ist die nach den Ziffern und bestimmte Schornsteinhöhe entsprechend zu korrigieren. Projekt: Schornsteinhöhenberechnung für eine Anlage zur Feuerbestattung Seite 12 von 23

13 3.2.4 Hohe Einzelgebäude Befinden sich in der Nähe eines Schornsteins, dessen Höhe nach Ziffer TA Luft auszulegen ist, Bebauung oder Bewuchs, so sind die Vorgaben der Ziffer 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, kann der pragmatische Ansatz aus Kapitel 3 des Merkblatts SHB [10] zur Berechnung der Schornsteinhöhe im Nahbereich eines Einzelgebäudes herangezogen werden. Der Ansatz ist in der folgenden Abbildung schematisch dargestellt. Abbildung 4: Schematische Darstellung zur erforderlichen Schornsteinhöhe im Nahbereich eines hohen Einzelgebäudes Eine Schornsteinhöhenkorrektur nach der oben beschriebenen Konvention gilt für Gebäude, deren Höhe (inklusive 20 -Regel) größer als die ermittelte Schornsteinbauhöhe ist und die sich im nahen oder fernen Nachlauf befinden. Sie kommt insbesondere dann 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. Projekt: Schornsteinhöhenberechnung für eine Anlage zur Feuerbestattung Seite 13 von 23

14 3.3 Ableitung bei geringen Emissionsmassenströmen In vielen Fällen können wegen der geringen Emissionsmassenströme weder das Nomogramm zur Ermittlung der Schornsteinhöhe nach Ziffer TA Luft noch das Diagramm zur Ermittlung des Wertes J zur Berücksichtigung von Bebauung und Bewuchs nach Ziffer TA Luft angewendet werden. Von geringen Emissionsmassenströmen 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 Ziffer TA Luft zitierten Richtlinien VDI 3781 Blatt 4 und VDI Dabei sollte zwischen Anlagen mit einem Q/S-Verhältnis zwischen 1 kg/h und 10 kg/h sowie einem Q/S- Verhältnis von weniger als 1 kg/h differenziert werden. Für diese Fälle wird auf die Anforderungen der Richtlinien VDI 2280 (für 1 kg/h < Q/S < 10 kg/h) oder VDI 3781 Blatt 4 (für Q/S < 1 kg/h) verwiesen: 1 kg/h < Q/S < 10 kg/h: 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 Die Ableitung muss jedoch mindestens 10 m über dem Erdboden erfolgen. Zur besseren Verteilung der Abgase ist eine Austrittsgeschwindigkeit von mindestens 7 m/s senkrecht nach oben anzustreben. Projekt: Schornsteinhöhenberechnung für eine Anlage zur Feuerbestattung Seite 14 von 23

15 Abbildung 5: Mindestanforderungen nach VDI 2280 Q/S < 1 kg/h: Bei Emissionsmassenströmen mit einem Q/S-Wert kleiner 1 kg/h werden die Anforderungen der Richtlinie VDI 3781, Blatt 4 herangezogen. Diese Richtlinie enthält ebenfalls gebäude- und umgebungsbedingte Anforderungen an die Schornsteinhöhe. Bei einem Dachneigungswinkel größer oder gleich 20 soll die Schornsteinmindesthöhe 0,4 m bis 1,0 m über First liegen. Bei einem Dachneigungswinkel kleiner 20 soll die Schornsteinmindesthöhe 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 Ziffer TA Luft, lediglich in begründeten Ausnahmefällen in Betracht Feuerungsanlagen Die Anwendung der in Ziffer TA Luft zitierten VDI-Richtlinien kommt bei Feuerungsanlagen nicht zum Tragen. Im Falle genehmigungsbedürftiger Feuerungsanlagen mit geringen Emissionen sind die Anforderungen aus Ziffer TA Luft jedoch ohne die Vorschriften nach Ziffer und Ziffer zu erfüllen. Das heißt, es gelten die Mindestanforderungen an die Schornsteinhöhe von 10 m über der Flur und 3 m über Dachfirst unter Beachtung der 20 -Regel. Projekt: Schornsteinhöhenberechnung für eine Anlage zur Feuerbestattung Seite 15 von 23

16 4 Beschreibung des Vorhabens Die Feuerbestattung Dülmen GmbH & Co. KG betreibt am Grote Busch 10 in Dülmen eine Anlage zur Feuerbestattung, genehmigungspflichtig gemäß 27. BImSchV. Im Zuge des Bauplanverfahrens II. Änderung des Bebauungsplans Nr. 95/4 Industriegebiet Dernekamp - Teil VII sollen die Ableitbedingungen der Anlage auf Übereinstimmung mit den Vorgaben der TA Luft geprüft werden. Die Emissionen der Anlage gehen von zwei baugleichen Kaminen mit einer Ableithöhe von jeweils 11,3 m über Grund aus. Die kontinuierliche Messtechnik innerhalb der Anlage überprüft dabei die Einhaltung der Emissionsgrenzwerte nach 4 der 27. BImSchV. Der Bebauungsplan sieht eine Ausweisung des Anlagengeländes als Sondergebiet mit der Zweckbestimmung Krematorium vor. Die umliegenden Flächen im Süden und Westen des Anlagengeländes werden als Gewerbegebiete ausgewiesen. Nördlich bzw. nordwestlich schließen sich direkt Waldgebiete, bzw. Biotopflächen an. Die als Gewerbegebiet ausgewiesenen Flächen umfassen die 2008 errichtete Feuerbestattungsanlage, einen glasverarbeitenden Betrieb und eine Betriebsleiterwohnung in Verbindung mit einer momentan brachliegenden Erweiterungsfläche eines Holzhandelsbetriebes. Die Anlage ist im Rahmen des Bauplanverfahrens auf die Einhaltung der aktuellen Genehmigungsvoraussetzungen zu prüfen. Abbildung 6: Übersicht über die II. Änderung des Bebauungsplanes Nr. 95/4 Industriegebiet Dernekamp - Teil VII. (ohne Maßstab) Projekt: Schornsteinhöhenberechnung für eine Anlage zur Feuerbestattung Seite 16 von 23

17 5 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 27. BImSchV [2] und Ziffer 5.5 TA Luft [4] entsprechende Anforderungen und Verfahren zur Ermittlung der Schornsteinhöhe beschrieben. Einige dieser Formulierungen lassen jedoch einen Interpretationsspielraum zu. Dieser wird über das ergänzende Merkblatt SHB [11] konkretisiert. 5.1 Emissionsdaten Die Auslegungsdaten für die Berechnung der Emissionen und der erforderlichen Schornsteinhöhen wurden anhand der Unterlagen durchgeführt, die seitens der Stadt Dülmen vorgelegt wurden. Die berücksichtigten Emissionskonzentrationen entsprechen den Grenzwerten nach 4 der 27. BImSchV. Die Randparameter der Abgaskamine entsprechen den baulichen Gegebenheiten vor Ort, wobei der angesetzte Volumenstrom zur Berechnung des Emissionsmassenstroms als konservativer Absatz den Ventilatorangaben des Messberichtes Nr des Gewerblichen Institutes für Fragen des Umweltschutzes GmbH NL Umweltanalytik Saalfeld vom entnommen wurde. Die Abgase der zwei baugleichen Einäscherungsanlagen werden durch zwei baulich getrennte Kamine in einer Höhe von 11,3 m abgeführt. Die Kamine haben einen Abstand von ca. 3 m, was dem 6,7-fachen ihres Durchmessers entspricht. Die Emissionen sind somit nach Methode 2 (beschrieben in ) zusammenzufassen. 5.2 Schornsteinhöhenberechnung nach Ziffer TA Luft Gemäß Ziffer TA Luft 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 Zugrundelegung einer Neigung von 20 zu berechnen; die Schornsteinhöhe soll jedoch das 2fache der Gebäudehöhe nicht übersteigen. Die Anforderungen des 5 der 27. BImSchV an die Ableitbedingungen für Abgase von Feuerbestattungsanlagen sind somit identisch zu den in Ziffer genannten Anforderungen. Projekt: Schornsteinhöhenberechnung für eine Anlage zur Feuerbestattung Seite 17 von 23

18 Entsprechend den Anforderungen der Ziffer der TA Luft sind folgende Gebäudeparameter zu berücksichtigen: Relevanter Gebäudeteil: Technikgebäude Gebäudebreite: 11,30 m Gebäudehöhe, Attika: 5,92 m Mindestdachneigung: 20 Theoretische Firsthöhe: 7,96 m Unter Berücksichtigung der Rechenvorschriften aus Ziffer TA Luft ergibt sich damit eine Schornsteinhöhe von 11,0 m (gerundet). 5.3 Schornsteinhöhenberechnung nach Ziffer TA Luft Berechnung der Einzelkamine Entsprechend der Ziffer TA Luft ist zur Bestimmung der Schornsteinhöhe das Nomogramm aus Abbildung 2 der TA Luft anzuwenden. Die aufgeführten Emissionsgrenzwerte entstammen der TA Luft oder den Angaben des Herstellers. Die Anlage kann folgendermaßen charakterisiert werden: Tabelle 2: Eingangsdaten für Schornsteinhöhenberechnung nach TA Luft, Einzelbetrachtung Parameter/Stoff Einheit Wert Volumenstrom m³/h Temperatur des Abgases an der Mündung C Mündungsdurchmesser D m 0,45 1 Abgasgeschwindigkeit m/s -- Wärmestrom MW 0,453 Kohlenmonoxid, Massenkonzentration nach 4, 27. BImSchV mg/m³ 50 S für Kohlenmonoxid - 7,5 Gesamtstaub, Massenkonzentration nach 4, 27.BImSchV mg/m³ 10 S für Schwebstaub² - 0,08 organische Stoffe, angegeben als Gesamtkohlenstoff nach 4, 27. BImSchV mg/m³ 20 S für Stoffe nach Ziffer Gesamtkohlenstoff - 0,1 1: Angabe Ventilatorleistung (Betriebsvolumenstrom) ²: Als konservativer Ansatz wurde der emittierte Gesamtstaub mit Schwebestaub gleichgesetzt Projekt: Schornsteinhöhenberechnung für eine Anlage zur Feuerbestattung Seite 18 von 23

19 Aus den Eingangsdaten ergeben sich folgende Emissionsmassenströme und Q/S-Werte: Tabelle 3: Emissionsmassenströme und Q/S-Werte, Einzelbetrachtung Parameter / Stoff Einheit Wert Kohlenmonoxid, Emissionsmassenstrom Q kg/h 0,1 Kohlenmonoxid, Q/S-Wert kg/h 1,3 Schwebstaub, Emissionsmassenstrom Q kg/h 0,5 Schwebstaub, Q/S-Wert kg/h 0,1 Gesamtkohlenstoff, Emissionsmassenstrom Q kg/h 0,2 Gesamtkohlenstoff, Q/S-Wert kg/h 2,0 Eine Bestimmung der Schornsteinhöhe aus dem Nomogramm in Abbildung 2 unter Ziffer TA Luft ist aufgrund der geringen Emissionsmassenströme nicht möglich. Dadurch entfällt auch eine Anpassung der Schornsteinhöhe nach Ziffer der TA Luft. Es sind aufgrund der geringen Emissionsmassenströme die Mindestanforderungen der TA Luft bzw. der 27. BImSchV einzuhalten. Zusammenfassung der Ergebnisse der Einzelbetrachtung Nach den Rechenvorschriften aus Nr und Nr TA Luft ergibt sich für die Betrachtung eines zu errichtenden Schornsteines ein geringfügiger Emissionsmassenstrom. Laut Punkt der TA Luft findet im Falle geringfügiger Emissionsmassenströme bei anderen als Feuerungsanlagen die Richtlinie VDI 3781 Blatt 4 oder die Richtlinie VDI 2280 Abschnitt 3 Anwendung. Die Anforderungen für diese Richtlinien ergeben eine Schornsteinbauhöhe von 3 m über First oder 5 m über Flach- und Sheddächern, woraus eine Schornsteinbauhöhe aufgrund der Flachdachhöhe von 5,92 m von 10,92 m über Grund entspricht. Da für die Ableitung von Emissionen aus Feuerbestattungsanlagen allerdings die Anforderungen aus 4 der 27. BImSchV anzuwenden sind, in welcher die oben genannten VDI Richtlinien keine Anwendung finden, sind die Anforderungen der 27. BImSchV als maßgeblich für die Schornsteinhöhe der Anlage zu bewerten. Der Abstand der bestehenden Kamine beträgt etwa 3 m und damit weniger als das 1,4fache der Schornsteinbauhöhe und mehr als dem 5-fachen Durchmesser der Kamine. Gemäß Nr TA Luft sind Emissionen der beiden Kamine damit bei der Bestimmung der Schornsteinhöhe zusammenzufassen. Projekt: Schornsteinhöhenberechnung für eine Anlage zur Feuerbestattung Seite 19 von 23

20 5.3.2 Summenbetrachtung Der Abstand der beiden Kamine zueinander beträgt weniger als das 1,4fache der Schornsteinhöhe und mehr als das 5fache der Schornsteindurchmesser. Gemäß Tabelle 1 sind die Emissionen damit mittels Methode 1 (Addition der Emissionsmassenströme der beiden Doppelmantelstahlschornsteine unter Beibehaltung der übrigen Daten, vgl. Kapitel ) zusammenzufassen. Die Anlage kann unter Berücksichtigung der Vorschriften der Methode 1 aus Kapitel folgendermaßen charakterisiert werden: Tabelle 4: Eingangsdaten für Schornsteinhöhenberechnung nach TA Luft, Summenbetrachtung Parameter/Stoff Einheit Wert Volumenstrom m³/h Temperatur des Abgases an der Mündung C Mündungsdurchmesser D m 0,45 1 Abgasgeschwindigkeit m/s -- Wärmestrom MW 0,453 Kohlenmonoxid, Massenkonzentration nach 4, 27. BImSchV mg/m³ (2 x) 50 S für Kohlenmonoxid - 7,5 Gesamtstaub, Massenkonzentration nach 4, 27.BImSchV mg/m³ (2 x) 10 S für Schwebstaub² - 0,08 organische Stoffe, angegeben als Gesamtkohlenstoff nach 4, 27. BImSchV mg/m³ (2 x) 20 S für Stoffe nach Ziffer Gesamtkohlenstoff - 0,1 1: Angabe Ventilatorleistung (Betriebsvolumenstrom) ²: Als konservativer Ansatz wurde der emittierte Gesamtstaub mit Schwebestaub gleichgesetzt Projekt: Schornsteinhöhenberechnung für eine Anlage zur Feuerbestattung Seite 20 von 23

21 Aus den Eingangsdaten ergeben sich, unter Berücksichtigung der zusammengefassten Emissionsmassenströme der beiden baugleichen Anlagen, folgende Emissionsmassenströme und Q/S-Werte: Tabelle 5: Emissionsmassenströme und Q/S-Werte, Summenbetrachtung Parameter / Stoff Einheit Wert Kohlenmonoxid, Emissionsmassenstrom Q kg/h 0,2 Kohlenmonoxid, Q/S-Wert kg/h 2,5 Schwebstaub, Emissionsmassenstrom Q kg/h 1,0 Schwebstaub, Q/S-Wert kg/h 0,1 Gesamtkohlenstoff, Emissionsmassenstrom Q kg/h 0,4 Gesamtkohlenstoff, Q/S-Wert kg/h 4,0 Durch eine Zusammenfassung der Emissionen der beiden Anlagen unter Beibehaltung der gegebenen Abgasrandbedingungen ergibt sich weiterhin ein geringfügiger Emissionsmassenstrom. Die Ergebnisse der Einzelbetrachtung sind somit auf die Gesamtanlage übertragbar. 5.4 Schornsteinhöhenberechnung nach Ziffer TA Luft Aufgrund des geringen Emissionsmassenstromes, mit einem maximalen Q/S-Wert (Gesamtkohlenstoff) < 10 kg/h, ist eine Anpassung der Schornsteinhöhe nach Ziffer der TA Luft nicht erforderlich Schornsteinhöhenberechnung für Schornsteine im Einflussbereich hoher Einzelgebäude Hohe Einzelgebäude finden bei der Korrektur der Schornsteinhöhe nach Nr TA Luft keine Berücksichtigung. Befinden sich diese jedoch im Einwirkungsbereich des Schornsteins, ist eine Beeinträchtigung der freien Abströmung nicht ausgeschlossen. Im Umfeld der Feuerbestattungsanlage befinden sich keine hohen Einzelgebäude die zu berücksichtigen sind Schornsteinhöhenberechnung unter Berücksichtigung unebener Geländeformen Die Geländeunebenheiten im Beurteilungsgebiet nach Nr TA Luft weisen keine Steigungen von > 1:20 auf. Damit ergibt sich eine unveränderte Schornsteinhöhe von 11,0 m aufgrund der unebenen Geländeform. Projekt: Schornsteinhöhenberechnung für eine Anlage zur Feuerbestattung Seite 21 von 23

22 5.4.3 Zusammenfassung und Diskussion der Ergebnisse Die Berechnung der Emissionsmassenströme der Feuerbestattungsanlage Dülmen auf Basis der Grenzwerte der 27. BImSchV und der maximalen Leistung der verwendeten Rauchgasventilatoren ergab einen geringen Emissionsmassenstrom im Sinne der Ziffer der TA Luft. Somit findet Absatz 1 der Ziffer keine Anwendung und die Anforderungen der Richtlinien VDI 3781, Blatt 4 und der VDI 2280 Abschnitt 3 sind zur Auslegung der Schornsteinhöhe zu berücksichtigen. Im Sinne der TA Luft wäre somit eine Schornsteinhöhe von 5 m über dem Flachdach der Anlage von 10,9 m ausreichend. Die Anforderungen an die Ableithöhe der TA Luft gehen somit nicht über die Anforderungen der 27. BImSchV hinaus. Da die Anlage allerdings genehmigungspflichtig nach 27. BImSchV ist, müssen die hier in 5 genannten Anforderungen einer Überragung des Dachfirstes von mindestens 3 m, unter der Berücksichtigung eines fiktiven Dachfirstes unter Zugrundelegung einer Dachneigung von 20, eingehalten werden. Die zur Berechnung des fiktiven Dachfirstes relevante Gebäudebreite bezieht sich in diesem Fall auf die Breite des Gebäudeabschnittes in dem die Kamine untergebracht sind und beträgt 11,3 m. Da daraus eine Schornsteinhöhe von 11,0 m resultiert, kann die gegebene Schornsteinhöhe von 11,3 m als ausreichend betrachtet werden. Die gegebenen Kamine entsprechen mit einer Höhe von 11,3 m über Grund in ihrem aktuellen baulichen Zustand den Anforderungen der 27. BImSchV und der TA Luft. Projekt: Schornsteinhöhenberechnung für eine Anlage zur Feuerbestattung Seite 22 von 23

23 Die Unterzeichner erstellten dieses Gutachten unabhängig und nach bestem Wissen und Gewissen. Als Grundlage für die Feststellungen und Aussagen der Sachverständigen dienten die vorgelegten und im Gutachten zitierten Unterlagen sowie die Auskünfte der Beteiligten. Bericht verfasst durch: Geprüft und freigegeben durch: B. Eng. Alexander Ehler Dipl.-Phys. Ing. Frank Müller Projekt: Schornsteinhöhenberechnung für eine Anlage zur Feuerbestattung Seite 23 von 23

24 Anhang Verzeichnis des Anhangs A B Lageplan II. Änderung des Bebauungsplanes Nr. 95/4 Industriegebiet Dernekamp - Teil VII Gutachten-Nr.: Anhang Projekt: Schornsteinhöhenberechnung für eine Anlage zur Feuerbestattung Seite 1 von 8

25 A Lageplan Gutachten-Nr.: Anhang Projekt: Schornsteinhöhenberechnung für eine Anlage zur Feuerbestattung Seite 2 von 8

26 Gutachten-Nr.: Anhang Projekt: Schornsteinhöhenberechnung für eine Anlage zur Feuerbestattung Seite 3 von 8

27 Gutachten-Nr.: Anhang Projekt: Schornsteinhöhenberechnung für eine Anlage zur Feuerbestattung Seite 4 von 8

28 Gutachten-Nr.: Anhang Projekt: Schornsteinhöhenberechnung für eine Anlage zur Feuerbestattung Seite 5 von 8

29 Gutachten-Nr.: Anhang Projekt: Schornsteinhöhenberechnung für eine Anlage zur Feuerbestattung Seite 6 von 8

30 B II. Änderung des Bebauungsplanes Nr. 95/4 Industriegebiet Dernekamp - Teil VII Gutachten-Nr.: Anhang Projekt: Schornsteinhöhenberechnung für eine Anlage zur Feuerbestattung Seite 7 von 8

31 Gutachten-Nr.: Anhang Projekt: Schornsteinhöhenberechnung für eine Anlage zur Feuerbestattung Seite 8 von 8