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Ausbreitungsrechnung mit Kühltürmen

Ausbreitungsrechnung mit Kühltürmen

Der Einfluss von Kühltürmen auf die Ausbreitung von Luftbeimengungen besteht a

  • Der Wirkung des Kühlturmes als Baukörper (z.B. 160 m hoch, 70 m Durchmesser) und in Wechselwirkung mit den ebenfalls recht hohen Kesselhäusern. Es entstehen ausgedehnte Um- und Überströmungseffekte.
  • Dem im Vergleich zu Kaminen deutlich anders geartete Aufsteigen des Kühlturmschwadens nach Freisetzung mit zunehmendem Abstand vom Kühlturm aufgrund seiner Dynamik und des Wärmeinhaltes.
  • Der inneren Dynamik des Kühlturmschwadens (zwei gegenläufige Rotoren mit Aufstieg im Zentrum und Absinken an den Rändern).

Falls Rauchgase aus Kaminen frei gesetzt werden, so werden diese Effekte lediglich bei bestimmten äußeren Bedingungen (Windrichtung, Windgeschwindigkeit, Stabilität) die Ausbreitung beeinflussen. Wenn Rauchgase über die Kühltürme und mit den Kühlturmschwaden selbst frei gesetzt werden, so wirken die o.g. Phänomene permanent auf die Ausbreitung.

Der erste Punkt wurde früher, zu Zeiten des Gauß-Modells der TA Luft 86, oft durch Windkanalversuche berücksichtigt, bei denen – für Einzelfälle – Verstärkungsfaktoren größer 1 bestimmt wurden, die im berechneten Immissionsfeld zu berücksichtigen waren. Mit der heutigen Modelltechnik sind derartige Windkanalversuche nicht mehr obligatorisch, da die Gebäudeeffekte im Modell explizit berechnet werden können. In der Modellierung ist man zudem nicht mehr auf wenige Einzelfälle beschränkt, sondern hat zu jeder Stunde des Jahres die entsprechenden gebäudeinduzierten Effekte als Bestandteil der Lösung bereits enthalten.

Der Punkt 2 wird in der Ausbreitungsrechnung durch Vorgabe einer speziellen, von Kaminen unterschiedlichen Überhöhungsformel für Kühltürme abgedeckt. Diese Formel berücksichtigt auch downwash-Effekte im Leebereich eines Kühlturmes bei hohen Windgeschwindigkeiten.

Die Darstellung der Rotor-Dynamik im Rahmen einer Jahres-Ausbreitungsrechnung (Punkt 3) ist mit der bestehenden Modelltechnik bislang nicht möglich und damit Gegenstand aktueller Forschung. Die iMA arbeitet gegenwärtig an einer entsprechenden Untersuchung. Da die Dynamik insbesondere im Zentrum des Kühlturmschwadens für ein Aufsteigen und damit für eine im Kernbereich in etwas größeren Höhen statt findende Verlagerung sorgt, ist es nicht unwahrscheinlich, dass die Nicht-Berücksichtigung dieses Effektes in den Modellen eher zu einer Überschätzung der Immissionskonzentrationen führt.

Die iMA berücksichtigt in ihren Arbeiten die Effekte von Kühltürmen routinemäßig in umfassender Weise nach dem Stand der Modelltechnik. Falls Sie Fragen dazu haben, melden Sie sich einfach bei uns, wir beraten Sie gerne.

Hinweis:

Im Zusammenhang mit Kühltürmen werden häufig auch Fragen nach Verschattung durch Kühlturmschwaden und lokalklimatischen Effekten (z.B. Niederschlagsbildung) gestellt. Auch auf diesem Gebiet hat die iMA entsprechende Modelltechnik entwickelt und kann Ihnen insbesondere für die Verschattungsfragestellung flächenhafte, quantitative Informationen erarbeiten.

Eindrücke zur Ausbreitungsrechnungen Kühltürme

Ausbreitungsrechnung mit Kühltürmen 1
Ausbreitungsrechnung mit Kühltürmen 2
Ausbreitungsrechnung mit Kühltürmen 3
Ausbreitungsrechnung mit Kühltürmen 4
Ausbreitungsrechnung mit Kühltürmen 5