ČESKÝ HYDROMETEOROLOGICKÝ ÚSTAV SYMOS 97. Systém modelování stacionárních zdrojů. Metodická příručka

Transkript

1 ČESKÝ HYDROMETEOROLOGICKÝ ÚSTAV SYMOS 97 Sstém modelování stacionárníc drojů Metodická příručka Praa 998 aktualiace únor 04

2

3 Autoři: ČESKÝ HYDROMETEOROLOGICKÝ ÚSTAV PRAHA RNDr. Jiří Bubník RNDr. Josef Keder, CSc. RNDr. Jan Macoun, P.D. EKOAIR PRAHA RNDr. Jan Maňák ATEM (kap ) Mgr. Radek Jareš Mgr. Jan Karel Bc. Eva Smolová Úprava metodik SYMOS 97 (r. 03): ČESKÝ HYDROMETEOROLOGICKÝ ÚSTAV PRAHA Ing. Marek Hladík Ing. Lenka Janatová Bc. Hana Škácová Mgr. Ondřej Vlček Jiří Bubník, Josef Keder, Jan Macoun, Jan Maňák i

4 OBSAH SEZNAM TABULEK...iv. ÚVOD.... Interpretace výsledků výpočtu lavníc carakteristik nečištění ovduší.... Úprav metodik.... VSTUPNÍ ÚDAJE Vstupní údaje o drojíc Bodové droje Plošné droje Liniové droje Výpočet nečištění ovduší při klidu a inveríc Cladící věže tepelnýc elektráren Podrobný výpočet dob trvání nečištění pro jeden droj Procentuální astoupení PM0 a PM,5 v emisíc tuýc nečišťujícíc látek.... Meteorologické a klimatické vstupní údaje..... Klimatické údaje pro běžné výpočt nečištění ovduší..... Údaje pro výpočet imisníc koncentrací a inverí a bevětří Klimatické údaje pro výpočet nečištění ovduší od cladícíc věží Údaje o referenčníc bodec, terénu a budovác Údaje o referenčníc bodec Údaje o topografii terénu Údaje pro výpočet nečištění v ástavbě Údaje pro výpočet nečištění při bevětří a inveríc Údaje o imisníc limitec a přípustnýc imisníc koncentracíc nečišťujícíc látek METODIKA VÝPOČTU ZNEČIŠTĚNÍ OVZDUŠÍ Základní rovnice pro výpočet nečištění ovduší pro vlněný terén Plnné nečišťující látk Výpočet příemní imisní koncentrace plnné nečišťující látk bodovéo droje Výpočet příemní imisní koncentrace plnné nečišťující látk plošnéo droje Výpočet příemní imisní koncentrace plnné nečišťující látk liniovéo droje Pevné nečišťující látk Výpočet příemní imisní koncentrace pevné nečišťující látk bodovéo droje Výpočet příemní imisní koncentrace pevné nečišťující látk plošnéo droje Výpočet příemní imisní koncentrace pevné nečišťující látk liniovéo droje Definice jednotlivýc proměnnýc a parametrů Souřadná soustava souřadnic Horiontální souřadnice Vertikální souřadnice Koeficient vlivu terénu Efektivní výška droje Základní výpočet pro jednotlivý droj... 4 ii

5 3..3. Převýšení vlečk v případě více blíkýc drojů Rclost a směr větru Vertikální profil větru Změna směru větru s výškou Roptlové parametr Roptlové parametr pro bodové droje Roptlové parametr pro plošné droje Roptlové parametr pro liniové droje Zarnutí depoice a transformace nečišťujícíc látek Zeslabení vlivu níkýc drojů na nečištění ovduší na orác Pádová rclost prašnýc částic Výpočet lavníc carakteristik nečištění ovduší Výpočet maximálníc krátkodobýc imisníc koncentrací Výpočet průměrnýc ročníc imisníc koncentrací Výpočet dob překročení volenýc imisníc koncentrací DALŠÍ APLIKACE VÝPOČTU ZNEČIŠTĚNÍ OVZDUŠÍ Stanovení výšk komína nebo výducu (dále jen komína) Stanovení výšk komína v terénu Korekce vpočtené výšk komína na okolní ástavbu Obecná pravidla Výpočet spadu pracu Spad pracu pro bodový droj Spad pracu pro plošný droj Spad pracu pro liniový droj Roční spad nečišťující látk Měsíční spad nečišťující látk Výpočet podílů jednotlivýc drojů na nečištění ovduší Výpočet dob překročení volenýc imisníc koncentrací pro droj se seónně proměnnou emisí Výpočet imisníc koncentrací NO Výpočet denníc imisníc koncentrací částic PM 0 a SO Výpočet maximálníc denníc imisníc koncentrací Výpočet počtu případů překročení stanovenýc odnot a rok Překročení 4odinovéo imisnío limitu pro suspendované částice PM SPECIÁLNÍ POSTUPY VÝPOČTU ZNEČIŠTĚNÍ OVZDUŠÍ Výpočet extrémnío nečištění ovduší při inveríc a bevětří Roptl exalací cladícíc věží tepelnýc elektráren ROZPTYLOVÉ PODMÍNKY DLE STABILITNÍ KLASIFIKACE BUBNÍKA A KOLDOVSKÉHO SEZNAM SYMBOLŮ LITERATURA iii

6 SEZNAM TABULEK tabulka. Množství spalin K 3 v m 3 na jeden kg nebo jeden m 3 spálenéo paliva... 5 tabulka. Konstant pro výpočet tepelné vdatnosti podle empirickéo vorce (.) tabulka.3a Průměrné výřevnosti paliv q dle [0]... 7 tabulka.3b Průměrné výřevnosti paliv q (dle [], průměr a rok 996 0)... 8 tabulka.4 Koeficient Kj pro přepočet 4odinové intenit doprav na denní maximum odinové intenit. Údaje vcáí e sčítání doprav ŘSD tabulka.5 Definice tříd rclosti větru.... tabulka.6 Stabilitní klasifikace podle Bubníka a Koldovskéo.... tabulka.7 Romeí rclostí větru a výskt jednotlivýc tříd rclosti větru pro jednotlivé tříd stabilit ovduší tabulka.8 Matice odnot g rt tabulka 3. Hodnot konstant K s, K m a ε pro výpočet efektivní výšk tabulka 3. Hodnot konstant A a B pro výpočet efektivníc výšek drojů tabulka 3.3 Hodnota exponentu p mocninovéo profilu větru tabulka 3.4a Hodnot konstant pro výpočet roptlovýc parametrů pro odinové odnot imisníc koncentrací tabulka 3. 4b Hodnot konstant pro výpočet roptlovýc parametrů pro osmiodinové odnot imisníc koncentrací tabulka 3.5 Maximální délka stran plošnéo elementu tabulka 3.6 Maximální délka stran délkovéo elementu tabulka 3.7 Hodnot koeficientu odstraňování k u... 3 tabulka 3.8 Kumulativní četnosti výsktu inverí mei emí a výškovou ladinou 850 Pa tabulka 3.9 Romeí rclostí větru pro výpočet maximálníc krátkodobýc imisníc koncentrací tabulka 4. Hodnot koeficientu přírůstku NO tabulka 5. Hodnot vertikálnío teplotnío gradientu v I., II, a III. třídě stabilit používané ve výpočtec imisníc koncentrací exalací cladícíc věží iv

7 . ÚVOD SYMOS 97 Metodická příručka (dále jen metodika ) je příručkou uživatele metodik výpočtu nečištění ovduší a obsauje návod pro praktický postup při modelovýc výpočtec imisníc koncentrací nečišťujícíc látek, šířícíc se bodovýc, liniovýc nebo plošnýc drojů. Obsauje stručný popis potřebnýc vstupníc údajů, ákladní rovnice výpočtu, přeled vtaů použitýc pro stanovení potřebnýc parametrů, postup výpočtu lavníc carakteristik nečištění ovduší a některé další speciální aplikace. Metodika výpočtu nečištění ovduší vcáí nejnovějšíc dostupnýc ponatků ískanýc domácím i araničním výkumem, navauje na dříve vdanou publikaci Metodika výpočtu nečištění ovduší pro stanovení a kontrolu tecnickýc parametrů drojů, kterou v roce 979 vdalo tedejší Ministerstvo lesnío a vodnío ospodářství ČSR [], a podstatným působem ji rošiřuje. Metodika výpočtu nečištění ovduší umožňuje: výpočet nečištění ovduší plnnými i tuými látkami bodovýc, liniovýc a plošnýc drojů výpočet nečištění od většío počtu drojů stanovit carakteristik nečištění v usté geometrické síti referenčníc bodů a připravit tímto působem podklad pro náorné kartografické pracování výsledků výpočtů brát v úvau statistické roložení směru a rclosti větru vtažené ke třídám stabilit mení vrstv ovduší podle klasifikace Bubníka a Koldovskéo odad imisní koncentrace nečišťujícíc látek při bevětří a pod inverní vrstvou ve složitém terénu. Pro každý referenční bod umožňuje metodika výpočet těcto ákladníc carakteristik nečištění ovduší: maximální možné krátkodobé (odinové) odnot imisníc koncentrací nečišťujícíc látek, které se moou vsktnout ve všec třídác rclosti větru a stabilit ovduší maximální možné krátkodobé (odinové) odnot imisníc koncentrací nečišťujícíc látek be oledu na třídu stabilit a rclost větru maximální možné 8odinové a 4odinové odnot imisníc koncentrací nečišťujícíc látek roční průměrné imisní koncentrace dobu trvání imisníc koncentrací převšujícíc určité předem adané odnot (např. imisní limit). Jako doplňkové carakteristik je podle metodik možno stanovit výšku komína s oledem na splnění imisníc limitů stanovit podíl drojů nečištění ovduší na celkovém nečištění do vdálenosti 00 km od drojů stanovit dob překročení volenýc imisníc koncentrací pro droj se seónně proměnnou emisí vpočítat spad pracu vodnotit roptl exalací vpouštěnýc cladicími věžemi.

8 . Interpretace výsledků výpočtu lavníc carakteristik nečištění ovduší Metodika je určena především pro vpracování roptlovýc studií jakožto podkladů pro odnocení kvalit ovduší. Přestože bli autoři metodik vedeni snaou o maximální věroodnost všec použitýc postupů, je řejmé, že ákladem metodik je matematický model, který již svou podstatou namená jednodušení a nemožnost popsat všecn děje v atmosféře, které ovlivňují roptl nečišťujícíc látek. Proto jsou i vpočtené výsledk nutně atížené nějakou cbou a nedají se interpretovat cela striktně. Klimatické vstupní údaje namenají průměrované odnot jednotlivýc veličin a delší časové období. Skutečný průbě meteorologickýc carakteristik v daném určitém roce se může od průměru načně lišit (např. větrná růžice nebo výskt inverí). Obecným výpočtem podle metodik není možné do výsledků arnout vliv kumulace nečišťujícíc látek pod inveremi. Základníc rovnic modelu nele použít pro výpočet nečištění pod inverní vrstvou a při bevětří. Pro tento účel je nutno použít postupů uvedenýc v kapitole 5.. Výpočetní rovnice bl stanovené a předpokladu maximální vdálenosti referenčnío bodu od droje 00 km a ted ani výpočet podle této metodik nele použít pro vdálenosti větší než 00 km od droje. Při výběru referenčníc bodů nele většinou postinout podrobně všecn nerovnosti terénu. Protože program vodnocující terénní profil pracuje poue s nadmořskými výškami v místec referenčníc bodů a drojů, může se stát, že se nějaký terénní útvar (např. úké údolí) "tratí". Metodika ted není použitelná pro výpočet nečištění ovduší ve velmi členitém terénu a uvnitř městské ástavb pod úrovní střec budov (např. na křižovatkác nebo v kaňonec ulic). V metodice se nepočítá s poaďovým nečištěním ovduší. Vpočtené imisní koncentrace jsou poue příspěvk imisníc koncentrací působené emisními droji arnutými do výpočtu. Stejně tak metodika neoledňuje nečištění látkami, které vnikají cemickými a fikálními přeměnami v atmosféře a moou tvořit neanedbatelnou část v celkové imisní átěže dané látk.. Úprav metodik První úprav metodik vdané v roce 998 proběl v roce 003 v souvislosti se scválením ákona č. 86/00 Sb. a vládnío naříení č. 350/00 Sb. a bl uveden v doplňku k metodické příručce. Doplněk reagoval mj. na nové imisní limit pro PM 0, posktnul návod pro výpočet průměrnýc denníc koncentrací PM 0 a SO maximálníc odinovýc koncentrací těcto látek a umožnil odnocení imisnío příspěvku NO (dříve poue NO x ). V úpravě 03 (vdáno ve Věstníku MŽP 03/8) bl pro přelednost sloučen doplněk s původní metodikou a bl brán řetel na aktuální legislativu (např. aktualiované imisní limit) a nové ponatk v oblasti ocran čistot ovduší. Bl upraven tabulk průměrnýc výřevností paliv, odstraněn tabulk poměrů NO a PM 0, aktualiován koeficient pro liniové droje, aktualiován vorce pro výpočet maximálníc denníc

9 imisníc koncentrací PM 0 a SO a upraven vta pro výpočet přeměn NO na NO. Bl doplněn postup pro výpočet počtu dní překračujícíc 4odinový limit suspendovanýc částic PM 0 emitovanýc liniovýc drojů (silnic). 3

10 . VSTUPNÍ ÚDAJE Vstupní údaje potřebné k výpočtu nečištění ovduší le rodělit na tto kategorie: A) Údaje o drojíc. B) Meteorologické a klimatické podklad. C) Údaje o topografickém roložení referenčníc bodů, ve kterýc se bude výpočet provádět, informace o výšce a romístění budov v ájmovém úemí. D) Údaje o imisníc limitec a přípustnýc imisníc koncentracíc nečišťujícíc látek Potřebné vstupní údaje se dále liší podle tpu droje (bodové, plošné, liniové, cladící věže atd.) a podmínek v atmosféře modelovanýc výpočtem (výpočet a běžnýc podmínek nebo a bevětří). Nejčastěji používaným souřadným sstémem, používaným při popisu umístění drojů a referenčníc nebo ulovýc bodů, je pravoúlý sstém, kd osa X míří k výcodu, osa Y míří k severu a osa Z míří k enitu a představuje nadmořské výšk nebo výšk budov.. Vstupní údaje o drojíc.. Bodové droje Za bodové droje se považují ejména komín a výduc, jejicž roměr je anedbatelný oproti vdálenostem, ve kterýc se počítá nečištění ovduší. U bodovýc drojů je nutné nát tto údaje:. Polou droje, tj. souřadnice x, [m] ve volené souřadné síti. Nadmořskou výšku [m] terénu v místě droje 3. Výšku H [m] korun komína nebo konce výducu nad terénem ( výška komína ). Tato veličina však může být teprve požadovaným výsledkem výpočtu u projektovanýc drojů emisí. 4. U spalovacíc procesů informace o palivu a jeo spotřebě: a) Množství spálenéo paliva a odinu S [kg -, m 3 - ] při instalovaném tepelném výkonu spalovacío aříení b) Roční množství spálenéo paliva S r [kg r -, m 3 r - ] c) Kvalita paliva (výřevnost, cemické složení apod.) 5. U tecnologií roční provoní dobu P r [od r - ] 6. Objemový tok spalin (u spalovacíc procesů) nebo vdušin (u tecnologií) V s [Nm 3 s - ] komína nebo výducu přepočtený na normální podmínk (teplotu 0 C (73,5 K) a tlak 035 Pa). Přepočet na normální podmínk se provádí podle vtau: V s 73, 5 p = V (.) 735, t 035 s Normální metr krclový [Nm 3 ] onačuje objem vtažený k normálním podmínkám, tn. teplotě 0 C a tlaku 035 Pa 4

11 kde t s p V je teplota odcáejícíc exalací v koruně komína nebo výducu [ C], je tlak vducu [Pa], je objemový tok spalin nebo vdušin komína nebo výducu a skutečnýc podmínek (při teplotě t s a tlaku p). Objemový tok spalin a normálníc provoníc podmínek le u spalovacíc procesů vpočítat e spotřeb paliva podle následujícío vorce: V s K S = kde S je spotřeba paliva v kg nebo m 3 a odinu K 3 je konstanta, která nabývá odnot podle tabulk. (.) Objemový tok spalin le ve výpočtu anedbat, pokud se výpočt neprovádějí blíkosti komínu (výducu). tabulka. Množství spalin K 3 v m 3 na jeden kg nebo jeden m 3 spálenéo paliva Palivo K 3 jednotk emní pln,8-3 m 3 m nědé ulí Tříděné 7,55 - m 3 kg Prac 5,89 - m 3 kg černé ulí Tříděné 0,77 - m 3 kg Prac 8,93 - m 3 kg topný olej 0,87 - m 3 kg dřevo 5,0 - m 3 kg 7. Množství nečišťující látk M [g s - ] odcáející komínem (výducem) a normálnío tlaku a teplot. a) Pokud je náma koncentrace K E [mg Nm -3 ] nečišťující látk ve spalinác a normálníc podmínek, stanoví se M jako 3 M = 0 K E V S (.3) Koncentrace nečišťujícíc látek ve spalinác (vdušině) se často udává přepočtená na referenční spalin, tj. sucé a s referenčním obsaem kslíku O r [%]. V takovém případě se a V s do vtau (.3) dosauje odnota V sr, která udává objemový tok spalin přepočtený na sucý pln a referenční obsa kslíku. Pro její výpočet je nutné nát navíc obsa vodní pár ve skutečnýc spalinác (vdušině) W [%] a obsa kslíku ve skutečnýc spalinác O s [%]. Pokud je O s udán vledem k vlkým skutečným spalinám, spočte se V sr jako V sr = V s W O 00 O r s (.4) 5

12 Pokud je O s udán vledem k sucým skutečným spalinám, spočte se V sr jako V sr = V s W O 00 O s (.5) b) V ostatníc případec se M stanoví odinovéo množství spálenéo paliva S [kg -, m 3 - ] při jmenovitém výkonu spalovacío aříení a emisnío faktoru f E [g kg -, g m -3 ]: S f M = 3600 E η 00 r (.6) kde η [%] je účinnost opatření omeujícíc únik nečišťující látk (tj. odsiřovacío aříení, odlučovačů popílku, filtrů aj.). V případě emisí SO a pracu e spalovacíc procesů ávisí emisní faktor na jakostníc nacíc paliva, konkrétně na procentuálním motnostním obsau popelovin A p a sír S p v původním vorku pevnéo paliva nebo na obsau sír v kapalném palivu. U pevnýc paliv se odnot A p, S p vpočtou obsau popelovin A s a sír S s v sušině a obsau vod W p [%] podle vtaů A p W p = As (.7) 00 S p Wp = S s (.8) 00 Pokud se emisní faktor vtauje k jiným jednotkám než k množství spálenéo paliva, pak η M = A P f E (.9) 00 kde P je počet jednotek, na které je emisní faktor vtažený A je převodní roměrový koeficient určený tak, ab M blo udáno v g s Teplotu t s [ C] spalin nebo vdušin v koruně komína (výducu). 9. Pokud je t s < 80 C, je navíc nutno nát vnitřní průměr komína (výducu) D v [m]. 0. Tepelnou vdatnost Q [MW], která se stanovuje a) Na ákladě předcoíc vstupníc dat podle vorce Q = ( t ) 3 0 Vs cs s t0 kde V s je objemový tok spalin nebo vdušin komína nebo výducu a normálníc podmínek [Nm 3 s - ], c s je měrné teplo exalací o odnotě,37 kj m -3 K -, t s je teplota odcáejícíc exalací v koruně komína nebo výducu ve stupníc Celsia, (.0) 6

13 t 0 je teplota okolníc vducu. Obvkle předpokládáme, že teplota okolí je 0 C. b) V případě, že není k dispoici údaj o V s, počítá se podle vorce: Q = K ( q ) S (.) K kde q je výřevnost paliva; u pevnéo a kapalnéo paliva v kj kg -, u plnnýc paliv v kj m -3, S je maximální průměrná odinová spotřeba paliva v tunác a odinu pro pevná a kapalná paliva v 0 3 m 3 a odinu pro plnná paliva, K, K jsou konstant ávisející na tpu a výkonu topeniště a na skupenství paliva. Hodnot konstant jsou uveden v tabulce.. tabulka. Konstant pro výpočet tepelné vdatnosti podle empirickéo vorce (.). dru topeniště výkon [MW] 0 5 K K roštová 3,8 3, > 3,8, granulační be omeení, tavící pec be omeení, kapalná paliva 3,8 3,560 4 > 3,8, plnná paliva 3,8, > 3,8, Pokud nejsou nám přesné odnot výřevnosti paliv, le s určitým přiblížením použít orientační odnot uvedené v tabulkác.3a a.3b. tabulka.3a Průměrné výřevnosti paliv q dle [0] Palivo q Jednotk Zemní pln kj m -3 Zemní pln karbonský - důlní 300 kj m -3 Propan kj kg - Generátorový pln 5860 kj m -3 Koksárenský pln 560 kj m -3 Vsokopecní pln 380 kj m -3 Svítipln 4500 kj m -3 Leký topný olej 4300 kj kg - Těžký topný olej 4060 kj kg - Motorová nafta 460 kj kg - Benín automobilový kj kg - Dřevo palivové 460 kj kg - Dřevěné briket 60 kj kg - Hnědé ulí pracové Most 70 kj kg - Hnědé ulí tříděné Most 780 kj kg - Hnědé ulí pracové - Sokolov 0490 kj kg - 7

14 Hnědé ulí tříděné Sokolov 470 kj kg - Černé ulí pracové - Ostrava 780 kj kg - Černé ulí energetické - Ostrava 90 kj kg - Černé ulí pracové Kladno 5570 kj kg - Černé ulí energetické - Kladno 60 kj kg - UVKP Ostrava 750 kj kg - Kal Ostrava 670 kj kg - Proplástek Ostrava 4790 kj kg - Koks otopový 7490 kj kg - Lignit 8790 kj kg - Briket 3050 kj kg - Sláma obilná 5500 kj kg - Komunální odpad 90 kj kg - Papír 40 kj kg - Pržový odpad 3490 kj kg - tabulka.3b Průměrné výřevnosti paliv q (dle [], průměr a rok 996 0) Palivo q jednotk HU tříděné 7894 kj kg - HU energetické 55 kj kg - Briket 354 kj kg - Lignit 8694 kj kg - ČU tříděné 87 kj kg - ČU energetické 4007 kj kg - Proplástek 838 kj kg - ČU kal 988 kj kg - Koks 7053 kj kg -. V případě výpočtu nečištění ovduší pracovými částicemi se vjde poměru astoupení požadovanýc frakcí PM uvedenýc v platném poknu MŽP. Vstupní údaje 6), 7) a 8) se v případě spalovacíc procesů udávají při jmenovitém výkonu spalovacío aříení... Plošné droje Výpočet nečištění ovduší plošnýc drojů se provádí tak, že se plošný droj rodělí na dostatečný počet čtvercovýc elementů ploc a výsledné nečištění se vpočítá jako součet příspěvků od všec elementů. Pro každý element je proto třeba nát následující údaje:. Polou jeo středu, tj. souřadnice x, [m] středu ve volené souřadné síti.. Nadmořskou výšku [m]. 3. Roměr elementu, tj. délku stran čtverce 0 [m]. Pokud jsou element stejně veliké, namená 0 ároveň vdálenost středů sousedníc elementů. 8

15 4. Emisi M E [g s - ] nečišťující látk elementu. Pokud je adána plošná intenita emise M p [g m - s - ] pro dané místo, vpočítá se M E : 0 M E = M p (.) 5. Pokud se emitující ploca nenacáí na povrcu emě, je nutné nát výšku p [m] nad emí, ve které emitující ploca je. Pokud se a plošný droj považuje část obce se ástavbou s lokálními topeništi, odpovídá p průměrné efektivní výšce, do které se exalace lokálníc topenišť dostanou a stanoví se jako střední výška budov v plošném elementu výšená o 0 m...3 Liniové droje Za liniové droje se považují převážně komunikace s automobilovým provoem. Podobně jako u plošnýc drojů se rodělí na dostatečný počet délkovýc elementů a výsledné nečištění se vpočítá jako součet příspěvků od všec elementů. Pro každý element je nutné nát tto údaje:. Souřadnice počátku a konce elementu, tj. souřadnice x, [m] a x, [m] ve volené souřadné síti.. Nadmořskou výšku počátku a konce elementu a [m]. 3. Šířku komunikace x 0 [m]. 4. Emisi M E [g s - ] nečišťující látk elementu. Pokud je adána délková intenita emise pro dané místo M L [g m - s - ], vpočítá se M E : M E = M L 0 (.3) Délka elementu 0 se vpočte e souřadnic x, x,,. Délková intenita emisí nečišťujícíc látek automobilovéo provou se určí na ákladě emisníc faktorů pro růné tp voidel. Pro daný úsek komunikace je ted třeba nát ustotu provou jednotlivýc tpů voidel. Intenita provou jednotlivýc skupin motorovýc voidel na daném úseku komunikace se většinou uvádí v počtu voidel a den (4 odin). Pro účel výpočtu emisní intenit provou roenáváme 4 tp motorovýc voidel:. osobní automobil. dodávkové a leké nákladní automobil 3. těžké nákladní automobil 4. autobus Onačíme-li počet projíždějícíc voidel j-té skupin a den N j a emisní faktor pro j-tou skupinu voidel E Fj, pak pro délkovou intensitu emise dané nečišťující látk platí = 86,4 0 M L 6 N j E j Fj [g m - s - ] (.4) 9

16 Tato odnota namená průměrnou denní intenitu emise. Pokud nejsou k dispoici podrobnější informace o denním codu frekvence aut, použije se pro výpočet maximálnío nečištění vorec N max j = K j N j (.4a) kde N max j je denní maximum odinové intenit doprav pro daný tp voidel a K j je odnota tabulk.4 (pro daný tp komunikace a daný tp voidel). tabulka.4 Koeficient Kj pro přepočet 4odinové intenit doprav na denní maximum odinové intenit. Údaje vcáí e sčítání doprav ŘSD 00. Dálnice Komunikace. a. tříd Osobní automobil 0,6 0,4 Leké nákladní automobil 0, 0,0 Těžké nákladní automobil 0,4 0,0 Autobus 0,7 0,4..4 Výpočet nečištění ovduší při klidu a inveríc Při výpočtu nečištění ovduší při klidu a inveríc je, podle kapitol 5., třeba nát standardní vstupní data o drojíc stejné jako v částec..,..,..3 a Cladící věže tepelnýc elektráren Pokud se používá u některé tepelné elektrárn vpouštění spalin pomocí cladícíc věží, pak jsou nutné následující vstupní údaje:. Počet cladícíc věží N.. Jejic polou, tj. souřadnice x, [m] ve volené souřadné síti. 3. Nadmořskou výšku terénu [m] v místě cladícíc věží. 4. Výšku cladící věže H [m]. 5. Dob v roce, po které jsou v činnosti: cladící věž... P r [od a rok] cladící věže... P r [od a rok]... N-tá cladící věž... P rn [od a rok] 6. Objemový tok spalin V s [m 3 s - ] vpouštěnýc do každé cladící věže. V s se udává při teplotě t s, ted nepřepočtený na normální podmínk. 7. Teplota t s [ C] spalin vpouštěnýc do cladící věže. 8. Množství nečišťující látk M [g s - ] odcáející každou cladící věží. Pokud odnot M neuvede adavatel, určí se stejným působem jako v případě komínů bodovýc drojů. 9. Průměr cladící věže D v [m] v koruně. 0. Při výpočtu nečištění ovduší pracovými částicemi podíl částic PM 0 resp. PM,5 v emisíc tuýc nečišťujícíc látek. 0

17 . Závislost teplot t c [ C] vlkéo vducu opouštějícío cladící věž (be avedení spalin do věže) na vnější teplotě t e a relativní vlkosti r.. Závislost objemovéo toku V c [m 3 s - ] vlkéo vducu opouštějícío cladící věž (be avedení spalin do věže) na vnější teplotě t e a relativní vlkosti r. Pokud ávislosti ) a ) nejsou k dispoici, pak postačí 4 odnot t c a V c : pro níkou t e a níkou r pro níkou t e a vsokou r pro vsokou t e a níkou r pro vsokou t e a vsokou r...6 Podrobný výpočet dob trvání nečištění pro jeden droj V případě podrobnéo výpočtu dob trvání nečištění ovduší pro droj nečištění (komín nebo výduc) jsou třeba stejné vstupní údaje jako pro bodový droj (část..), avšak údaje v bodec 4), 6), 7) a 8) je nutné nát při všec provoníc režimec droje. Jednotlivé provoní režim se určí časové křivk výkonu (vtížení) dané provoní jednotk běem roku...7 Procentuální astoupení PM 0 a PM,5 v emisíc tuýc nečišťujícíc látek Pokud je náma přímo odnota emise PM 0, resp. PM,5, danéo droje, použije se tato pro výpočet. Obvkle však tto informace nejsou k dispoici a jako vstupní odnota je udávána poue celková odnota emisí pracu (např. v REZZO). V takovém případě je nutné použít údaje o procentuálním astoupení jednotlivýc frakcí v celkovýc emisíc tuýc nečišťujícíc látek uvedené v platném Metodickém poknu MŽP ke pracování roptlovýc studií.. Meteorologické a klimatické vstupní údaje Meteorologické a klimatické údaje potřebné pro výpočt nečištění ovduší se obvkle týkají období několika let. Poue při některýc speciálníc aplikacíc této metodik je možné použít údaje pro jednotlivé seón nebo jiný konkrétní časový úsek. V takovýc případec je však nutné před vlastním výpočtem připravit i tto klimatické údaje, protože nebývají běžně k dispoici, na rodíl od standardníc týkajícíc se ročnío období. Poornost je třeba věnovat rovněž tomu, da jsou údaje té které meteorologické nebo klimatické stanice repreentativní pro dané místo výpočtu. Posouení této repreentativnosti je však áležitost načně komplikovaná, ávisí nejen na topografii terénu a vdálenosti stanice od místa výpočtu, ale i na tpu klimatickýc údajů a spadá spíše do oboru "odbornýc odadů v klimatologii", takže nemůže být součástí metodik... Klimatické údaje pro běžné výpočt nečištění ovduší Běžnými výpočt nečištění ovduší roumíme výpočt od drojů, jejicž carakteristik nejsou přímo ovlivňované meteorologickými podmínkami (ted od bodovýc, plošnýc a

18 liniovýc drojů, nikoliv však od cladícíc věží). Pro takové výpočt je nejdůležitějším klimatickým vstupním údajem větrná růžice rolišená podle tříd rclosti větru a teplotní stabilit atmosfér. Výběr větrné růžice provádíme přednostně podle umístění droje, v případě mnoa drojů a větší oblasti je třeba volit větrnou růžici konstruovanou speciálně pro tuto oblast. Rclost roptlu nečišťujícíc látek v atmosféře ávisí ejména na dvou veličinác: rclosti větru a intenitě termické turbulence. Protože intenita termické turbulence je přímo ávislá na teplotní stabilitě atmosfér, je nejdůležitějším klimatickým vstupním údajem větrná růžice rolišená podle rclosti větru a teplotní stabilit atmosfér. Rclost větru se v metodice popisuje pomocí 3 tříd rclosti: tabulka.5 Definice tříd rclosti větru. třída rclosti větru romeí rclosti [m s - ] třídní rclost [m s - ]. slabý vítr od 0 do,5 včetně,7. mírný vítr od,5 do 7,5 včetně 5,0 3. silný vítr nad 7,5,0 Rclostí větru se přitom roumí rclost jišťovaná ve standardní meteorologické výšce 0 m nad emí. Intenita termické turbulence ávisí velmi silně na termické stabilitě atmosfér, tj. na jejím teplotním vrstvení. Tato stabilita se v metodice popisuje pomocí stabilitní klasifikace Bubník-Koldovský odvoené v ČHMÚ. Stabilitní klasifikace obsauje 5 tříd stabilit ovduší. tabulka.6 Stabilitní klasifikace podle Bubníka a Koldovskéo. třída stabilit vertikální teplotní gradient [ C na 00 m] I. superstabilní γ <,6 II. stabilní,6 γ < 0,7 III. iotermní 0,7 γ < 0,6 IV. normální 0,6 γ 0,8 V. konvektivní γ > 0,8 popis silné invere, velmi špatné roptlové podmínk běžné invere, špatné roptlové podmínk slabé invere, iotermie nebo malý kladný teplotní gradient, často se vsktující mírně oršené roptlové podmínk indiferentní teplotní vrstvení, běžný případ dobrýc roptlovýc podmínek labilní teplotní vrstvení, rclý roptl nečišťujícíc látek

19 Vertikální teplotní gradient je přitom definován: kde T() je teplota vducu ávisející na výšce. ( ) T γ = (.5) Ne všecn tříd stabilit atmosfér se vsktují a všec rclostí větru. Následující tabulka obsauje romeí rclostí větru a výskt jednotlivýc tříd rclosti větru při jednotlivýc třídác stabilit ovduší: tabulka.7 Romeí rclostí větru a výskt jednotlivýc tříd rclosti větru pro jednotlivé tříd stabilit ovduší. třída stabilit romeí vsktujícíc se rclostí větru [m s - ] výskt tříd rclostí větru I 0,5 II 0 5,0, III rclost není omeena,, 3 IV rclost není omeena,, 3 V 0 5,0, V praxi se ted může vsktnout kombinací tříd stabilit a tříd rclosti větru. Větrná růžice, která je vstupem pro výpočet nečištění ovduší, musí ted obsaovat relativní četnosti směru větru 8 ákladníc směrů pro těcto růnýc tpů roptlovýc podmínek a kromě too četnost bevětří pro každou třídu stabilit atmosfér. Četnosti se udávají v % s přesností na desetinná místa. Směr větru se v meteorologii určují podle too, odkud vítr vane. Onačování směrů větru ve stupníc ačíná od severu a většuje se postupně ve směru odinovýc ručiček. Vítr, který vane od výcodu, vane e směru 90, od jiu 80, od ápadu 70 a e severu 360 (0 onačuje bevětří). To namená, že větrnou růžici le jednoduše vjádřit v pravoúlé souřadné soustavě, ve které osa X míří k výcodu a osa Y k severu. Uvádějí-li se souřadnice drojů a referenčníc bodů, resp. ulovýc bodů pravidelné sítě v jinýc souřadnýc sstémec, kd osa Y nemíří k severu, (např. v Křovákovýc souřadnicíc) pak je nutno sjednotit všecn používané souřadné sstém v jeden... Údaje pro výpočet imisníc koncentrací a inverí a bevětří Pro výpočet extrémnío nečištění a inverí a bevětří je třeba nát:. výšku L [m] orní ranice invere nad dnem údolí, pro které se výpočet provádí. dobu T [] nepřetržitéo trvání podmínek invere a současnéo bevětří...3 Klimatické údaje pro výpočet nečištění ovduší od cladícíc věží Pro tento výpočet je nutné mít k dispoici stejnou větrnou růžici rodělenou podle tříd stabilit atmosfér a rclosti větru jako u běžnýc výpočtů nečištění. Protože však 3

20 carakteristik droje (objem a teplota vducu odcáejícío cladící věže) ávisí na vnějšíc podmínkác (teplotě a relativní vlkosti okolnío vducu), je nutné nát navíc tto údaje:. Matice odnot g rt pro každou třídu stabilit ovduší Hodnot g rt představují relativní četnosti výsktu situace s teplotou t v dané třídě teplot a s relativní vlkostí r v dané třídě relativní vlkosti a to pro danou třídu stabilit ovduší. Tříd teplot a relativní vlkosti jsou stanoven v následující tabulce. tabulka.8 Matice odnot g rt. teplota vducu t e [ C] interval třídní teplota relativní vlkost vducu r [%] interval < třídní vlkost < g rt > Pro odnot g rt v tabulce (matici) bude pro každou třídu stabilit platit: r t g rt = (.6) Vledem k tomu, že stabilitní klasifikace roenává 5 tříd stabilit ovduší, je třeba mít k dispoici 5 takovýc matic odnot g rt. Hodnot g rt se ískají statistickým pracováním poorování meteorologické stanice, která je pro sledované místo repreentativní.. Matice odnot f rt. Hodnot f rt vjadřují průměrné relativní množství kondenované vodní pár ve vducu při dané kombinaci teplot a vlkosti vducu. V praxi se při výpočtu průměrnýc odnot dají naradit poměrem f rt = D m, rt D rt (.7) kde D m,rt je trvání situací s výsktem ml při teplotě t a relativní vlkosti r a dané období a D rt je celková doba trvání situací s teplotou t a relativní vlkostí r. 4

21 Pro odnot f rt se volí stejné tříd teplot t e a relativní vlkosti r jako pro odnot g rt (tab..8). Včíslení matice f rt se provede stejně jako u g rt statistickým pracováním meteorologickýc poorování..3 Údaje o referenčníc bodec, terénu a budovác.3. Údaje o referenčníc bodec Pro každý referenční bod, pro který se počítá nečištění ovduší, je nutné nát tto údaje:. Náev referenčnío bodu (není povinné, ale u samostatnýc referenčníc bodů užitečné).. Polou referenčnío bodu, tj. souřadnice x r, r [m] ve volené souřadné síti. 3. Nadmořskou výška terénu r [m] v místě referenčnío bodu. 4. Pokud je referenční bod umístěn jinde než v úrovni terénu, (např. na budově), pak jeo výšku l [m] nad terénem (výšku budov)..3. Údaje o topografii terénu Hodnot vpočtenýc imisníc koncentrací v referenčním bodě ávisí mimo jiné na tvaru terénu mei drojem a referenčním bodem. V případě, že terén mei drojem a referenčním bodem není rovinný, je třeba mít informace o jeo tvaru. V praxi se výpočt provádějí obvkle v pravidelné nebo nepravidelné síti referenčníc bodů. Z údajů o jejic poloe a nadmořskýc výškác terénu v jejic místě se vodnocuje tvar a carakteristik terénu ve sledované oblasti. Přesnost výpočtu profilu terénu mei drojem a referenčním bodem ávisí na dostatečné ustotě referenčníc bodů v síti. Hustotu sítě referenčníc bodů je proto nutné volit takovou, ab postila všecn podstatné terénní útvar v daném úemí. Mei drojem a nejbližším referenčním bodem se předpokládá rovinný terén be jakýckoliv výnamnýc terénníc útvarů. Naopak, pokud cceme podrobněji popsat terén mei drojem a nějakým referenčním bodem, je nutné volit mei nimi několik dalšíc referenčníc bodů. I v tomto případě je výodné nát nadmořské výšk nikoliv jen na spojnici mei drojem a referenčním bodem, ale v síti bodů roloženýc kolem této spojnice..3.3 Údaje pro výpočet nečištění v ástavbě Při výpočtu nečištění ovduší v terénu astavěném budovami se referenční bod umísťují na budovác, tj. na orníc ranác jejic fasád. Je vodné umístit některé referenční bod na nejvšší budov v okolí droje (drojů). U podrobnýc výpočtů v malýc vdálenostec a při stanovování potřebnýc výšek komínů nebo výduců je nutné kromě výšek budov ležícíc v okolí droje nát rovněž jejic romístění a půdorsné roměr. Tto údaje le odečíst podrobnýc map. 5

22 .3.4 Údaje pro výpočet nečištění při bevětří a inveríc Při výpočtu nečištění ovduší při bevětří a inveri se předpokládá, že droje exalují do objemu vducu uavřenéo boků sva údolí a sesora orní ranicí invere. K výpočtu objemu takto uavřenéo vducu je proto nutné map odečíst ploc P() údolí v růnýc výškác nad dnem údolí..4 Údaje o imisníc limitec a přípustnýc imisníc koncentracíc nečišťujícíc látek Vpočtené imisní příspěvk drojů arnutýc do výpočtu (dále jen vpočítané imisní koncentrace) nečišťujícíc látek v referenčníc bodec je možné pro orientaci porovnat s jejic limitními odnotami, ab blo řejmé, da nečištění ovduší v danýc místec nepřekračuje přípustné ranice. Tto limitní odnot jsou určené pomocí imisníc limitů nebo pomocí nejvššíc přípustnýc imisníc koncentrací. Imisní limit pro vbrané nečišťující látk jsou vdané v platné legislativě. Pro ostatní nečišťující látk v ovduší je úkolem Ministerstva dravotnictví (MZ) dle 7, odst. 6 b ákona č. 0/0 Sb. o ocraně ovduší pracovávat a vést senam referenčníc imisníc koncentrací pro účel odnocení těcto látek a říení dravotníc riik. Tuto povinnost delegovalo MZ na Státní dravotní ústav (SZÚ), který senam imisníc referenčníc koncentrací uvádí na ttp:// Pro látku, de neuvedenou je možno požádat SZÚ o stanovení imisní referenční koncentrace. Je třeba ponamenat, že imisní limit mají všší právní sílu než nejvýše přípustné imisní koncentrace. 6

23 3. METODIKA VÝPOČTU ZNEČIŠTĚNÍ OVZDUŠÍ 3. Základní rovnice pro výpočet nečištění ovduší pro vlněný terén V rovnicíc, uváděnýc v odstavci 3., mají jednotlivé smbol následující výnam: α pi [%] procentuální astoupení v jednotlivýc třídác velikosti prašnýc částic c [µg m -3 ] krátkodobá koncentrace nečišťující látk d [m] průměr prašné částice [m] efektivní výška droje be korekce na vliv terénu (vi kap. 3..3) [m] efektivní výška droje po provedení všec korekcí (vi kap. 3..3) gi [m] pokles efektivní výšk droje vlivem pádové rclosti prašnýc částic pro velikost částic o průměru d i (vi kap. 3..) ϑ [-] koeficient pro vlněný terén (vi kap. 3..) K [-] koeficient eslabení vlivu níkýc drojů na referenční bod ve většíc nadmořskýc výškác (vi kap. 3..7) k u [s - ] koeficient odstraňování, arnující sucou a mokrou depoici a cemické transformace (vi kap. 3..6) M [g s - ] množství nečišťující látk odcáející komínem, resp. výducem (vi kap..., bod 7) M E [g s - ] emise nečišťující látk elementu ploc (vi kap..., bod 4) M L [g m - s - ] délková intenita emise nečišťující látk (vi kap...3, bod 5) M [m] obecná emise nečišťující látk P d [] počet odin a den, kd je droj v činnosti (x L ) [m] příčný oriontální roptlový parametr (vi kap ) 0 (x L ) [m] počáteční příčný oriontální roptlový parametr pro plošné a liniové droje (vi kap a ) (x L ) [m] příčný vertikální roptlový parametr (vi kap ) 0 (x L ) [m] počáteční příčný vertikální roptlový parametr pro plošné a liniové droje (vi kap a ) u [m s - ] rclost větru ve výšce (vi kap ) u [m s - ] rclost větru ve výšce (vi kap ) v gi [m s - ] pádová rclost částic o průměru d i (vi kap. 3..8) V s [Nm 3 s - ] objemový tok spalin nebo vdušin komína přepočtený na normální podmínk (0 C, 035 Pa) (vi kap..., bod 6). Normální metr krclový [Nm 3 ] onačuje objem vtažený k normálním podmínkám. x L [m] vdálenost referenčnío (ulovéo) bodu od droje ve směru větru (vi kap. 3...) L [m] vdálenost referenčnío (ulovéo) bodu od droje ve směru kolmém na směr větru (vi kap. 3...) 0 [m] délka čtverce elementu plošnéo droje nebo elementu liniovéo droje 7

24 [m] převýšení referenčnío bodu nad patou komína (výducu) (vi kap. 3...) ' [m] korigovaná vertikální souřadnice referenčnío bodu v členu pro přímý roptl (vi kap. 3...) '' [m] korigovaná vertikální souřadnice referenčnío bodu v členu popisujícím odra v dolním odadu (vi kap. 3...) ''' [m] korigovaná vertikální souřadnice referenčnío bodu v členu popisujícíc odra v orním odadu (vi kap. 3...) 3.. Plnné nečišťující látk Obecná ákladní rovnice pro výpočet imisní koncentrace plnné nečišťující látk exalované e stacionárnío droje ve vlněném terénu a předpokladu Gaussova roložení koncentrace ve vlečce má tvar c = π exp 0 L ( ) ( ) 0 0 u Vs ( 0 ) ' ( ) '' ( ) 6 ( ) 0 M ( ϑ) exp exp ( ) 0 exp k ϑ exp u x u L ''' ( ) K ( ) 0 (3.) kde M je emise nečišťující látk. Pro bodové droje je M rovna motnostnímu toku nečišťující látk a časovou jednotku [g s - ]. Značíme jej M. Pro plošné droje M představuje motnostní tok nečišťující látk a časovou jednotku jednoo plošnéo elementu ploc, [g s - ]. Značíme jej M E. Pro liniové droje M představuje délkovou intensitu motnostnío toku nečišťující látk [g s - m - ] násobenou délkou elementu liniovéo droje. Značíme jej M L. 0, 0 jsou počáteční roptlové parametr (pro x = 0), které souvisí s roměr elementů droje. Pro bodové droje jsou rovn nule. Rovnice pro výpočet imisní koncentrace plnné nečišťující látk exalované e stacionárnío droje ve vlněném terénu a předpokladu Gaussova roložení koncentrace ve vlečce má tvar 8

25 a) pro bodový droj 6 0 M c = π u exp ' ( ) V s exp ( ϑ) L exp exp k x u K '' ( ) ''' ( ) u L ϑ exp (3.) b) pro plošný droj c = π exp 0 M E L ( ) ( ) 0 0 u ( 0 ) ' ( ) '' ( ) 6 ( ) 0 ( ϑ) exp exp ( ) 0 exp k ϑ exp u x u L K ''' ( ) ( ) 0 (3.3) c) pro liniový droj c = π exp 0 6 M L 0 L ( ) ( ) 0 0 u ( 0 ) ' ( ) '' ( ) ( ) 0 ( ϑ) exp exp ( ) 0 exp k ϑ exp u x u L K ''' ( ) ( ) 0 (3.4) 3... Výpočet příemní imisní koncentrace plnné nečišťující látk bodovéo droje Základní rovnice pro výpočet příemní imisní koncentrace plnné nečišťující látk exalované bodovéo stacionárnío droje má tvar 6 0 M c = π u ( ϑ) exp V ( ) s exp L ( ϑ) exp k exp u x u ( ) L K. (3.5) 3... Výpočet příemní imisní koncentrace plnné nečišťující látk plošnéo droje Při výpočtu imisníc koncentrací nečišťujícíc látek šířícíc se plošnéo droje postupujeme tak, že plošný droj rodělíme na dostatečný počet čtvercovýc plošnýc 9

26 elementů o délce stran 0. Imisní koncentraci vpočítáme od každéo nic a pak sečteme. Základní rovnice pro výpočet příspěvku jednoo elementu k příemní imisní koncentraci plnné nečišťující látk exalované plošnéo stacionárnío droje má tvar c E = π ( ( ϑ) 6 0 M E ) ( 0 exp ( ) u ( ) 0 0 ) L exp ( ( ϑ) 0 ) exp ( exp k ( ) 0 ) u x u L K (3.6) Výpočet příemní imisní koncentrace plnné nečišťující látk liniovéo droje Při výpočtu imisníc koncentrací nečišťujícíc látek šířícíc se liniovéo droje postupujeme tak, že liniový droj rodělíme na dostatečný počet délkovýc elementů o délce stran 0. Imisní koncentraci vpočítáme od každéo nic a pak sečteme. Základní rovnice pro výpočet příspěvku jednoo elementu příemní imisní koncentraci plnné nečišťující látk exalované liniovéo stacionárnío droje má tvar c E = π ( 0 6 ( ϑ) M 0 L ) ( 0 exp ( 0 ) u ( ) 0 ) exp L ( ) ) ( ϑ) 0 exp ( exp k ( ) 0 ) u x u L K (3.7) 3.. Pevné nečišťující látk Výpočet roptlu částic PM 0 a menšíc se v důsledku anedbatelné sedimentační rclosti (vi též [], tab. 3) provádí stejným působem, jako pro plnné látk s průměrnou dobou setrvání v ovduší 6 dní. U většíc částic apočítáváme pokles os prašné vlečk v důsledku pádové rclosti prašnýc částic v gi, dosaením výrau gi = x L v gi u (3.8) kde index i představuje příslušnost k i-té třídě velikostí prašnýc částic. Pádovou rclost v gi vpočteme postupem stanoveným v kapitole Obecné rovnice pro výpočet imisní koncentrace pracovýc částic exalovanýc bodovéo stacionárnío droje ve vlněném terénu a předpokladu Gaussova roložení koncentrace ve vlečce má tvar 0

27 a) pro bodový droj (3.9) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) = = 6 exp exp exp 00 exp 0 gi gi gi r i pi L s K V u M c c ϑ ϑ α π b) pro plošný droj (3.0) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) = = exp exp exp 00 exp 0 gi gi gi r i pi L E K u M c c ϑ ϑ α π c) pro liniový droj (3.) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) = = exp exp exp 00 exp 0 gi gi gi r i pi L L K u M c c ϑ ϑ α π 3... Výpočet příemní imisní koncentrace pevné nečišťující látk bodovéo droje Základní rovnice pro výpočet příemní imisní koncentrace pracu exalovanéo bodovéo stacionárnío droje má tvar (3.) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) c r = i gi gi gi pi L s α K V u π M c = 6 exp exp exp 00 exp 0 ϑ ϑ

28 3... Výpočet příemní imisní koncentrace pevné nečišťující látk plošnéo droje Základní rovnice pro výpočet příspěvku jednoo elementu příemní imisní koncentraci pracu exalovanéo plošnéo stacionárnío droje má tvar c = π r c i= 0 E L ( ) ( ) ( ) 0 0 u 0 ( ( ) ( ( ) α pi exp 00 6 M ( ) 0 gi exp ϑ exp K ( ) 0 gi ( ϑ) exp ( gi ) ( ) 0 (3.3) Výpočet příemní imisní koncentrace pevné nečišťující látk liniovéo droje Základní rovnice pro výpočet příspěvku jednoo elementu příemní imisní koncentraci pracu exalovanéo liniovéo stacionárnío droje má tvar c = π r c i= 0 6 L ( ) ( ) ( ) 0 0 u 0 ( ( ) ( ( ) α pi exp 00 M L ( ) 0 0 gi exp ϑ exp K ( ) 0 gi ( ϑ) exp ( gi ) ( ) 0 (3.4) 3. Definice jednotlivýc proměnnýc a parametrů 3.. Souřadná soustava souřadnic 3... Horiontální souřadnice Pro vdálenosti x L, L platí přičemž x L =xcosλ L =xsinλ (3.5) x= (x x r ) ( r ) (3.6)

29 kde x, jsou souřadnice droje v ákladním souřadném sstému, x r, r jsou souřadnice referenčnío bodu v ákladním souřadném sstému, λ je úel mei směrem větru a spojnicí droj - referenční bod a počítá se podle postupu uvedenéo v kapitole Uvedené vta platí pro 90 λ Vertikální souřadnice Vertikální proměnné ', '', ''' se stanovují následovně: ' = l pro l, ' = pro l >, '' = l pro l, (3.7) ' ' = pro l >, ' '' = l pro l, ' '' = pro l > Vertikální vdálenost načí převýšení terénu v místě referenčnío bodu nad úrovní terénu v místě komína. Platí kde r l = r (3.8) je nadmořská výška terénu v místě referenčnío bodu [m], je nadmořská výška terénu v místě droje [m], je výška referenčnío bodu nad úrovní terénu, resp. výška budov a pod. [m], je efektivní výška droje (vi kapitola 3..3.) [m]. 3.. Koeficient vlivu terénu Koeficient vlivu terénu ϑ, který bl navržen Maňákem [, 3] pro postižení vlivu vlněnéo terénu, se pro každou dvojici droj - referenční bod určí profilu nadmořské výšk terénu (x ) mei drojem a referenčním bodem takto: x ( ( ) ( )) ( ) ϑ = max 0, x' x' dx' pro r > (3.9) x r 0 ϑ = 0 pro r kde x je vdálenost referenčnío bodu od droje [m], (x ) se spočte následovně: x' = x' x' ( ) ( ) pro ( ) > ( x' ) = 0 pro ( x ) ( x' ) = ( x' ) r pro ( x' ) > r ( x' ) = 0 pro ( x' ) r 3 ' (3.0)

30 Při vpočtu koeficientu ϑ se proloží sítí referenčníc bodů a drojů spojitá ploca, mei každou dvojicí droj - referenční bod provede vertikální ře této ploc a takto vnikléo profilu vpočte integrál ϑ. Výsledkem je matice ϑ ik (i - číslo droje, k - číslo referenčnío bodu), která slouží jako vstupní údaj pro vlastní výpočet imisníc koncentrací Efektivní výška droje Základní výpočet pro jednotlivý droj Efektivní výška droje se rovná stavební výšce droje H většené o převýšení vlečk. Výpočet efektivní výšk v sobě arnuje korekci na teplotní stabilitu atmosfér K s, vliv terénu ε a postupný vnos vlečk v blíkosti droje (parametriovaný pomocí K m ): = m ε pro m > ( ε) = pro ( ε) m (3.) kde m je maximální výška terénu nad úrovní komína mei drojem a referenčním bodem, ε je uvedeno v tabulce 3., = H je efektivní výška be korekce na vliv terénu. Převýšení vlečk se spočte následovně: = ( β),5 wo d K β u H s A Q u H B K m x Q 3 pro x < K m Q (3.) B,5 w ( ) o d Ks A Q = β β pro x K m Q uh uh kde w o je výstupní rclost exalací [m s - ], d je vnitřní průměr korun komína, resp. výducu [m], Q je tepelná vdatnost [MW] (vi kapitola.., bod 0) u H je rclost větru ve výšce korun komína, resp. výducu [m s - ] (vi kapitola 3..4.). K s je korekční koeficient a je definován vtaem K s = 0, γ, kde γ je vertikální teplotní gradient (vi rovnice.5) K m je uvedeno v tabulce 3. β se spočte následovně: o β = pro ts 80 C t s 30 o β = pro 30 < t s < 80 C (3.3) 50 o β = 0 pro ts 30 C kde t s je teplota spalin nebo vdušin v koruně komína nebo výducu [ C]. A, B ávisí na tepelné vdatnosti droje. Jejic odnot jsou uveden v tabulce 3.. 4

31 tabulka 3. Hodnot konstant K s, K m a ε pro výpočet efektivní výšk. třída stabilit náev tříd třídní vertikální teplotní gradient K s K m ε [ C na 00 m] I superstabilní,0 0, ,05 II stabilní, 0, ,0 III iotermní 0,0, ,0 IV normální 0,7, ,30 V konvektivní,,4 4 0,50 tabulka 3. Hodnot konstant A a B pro výpočet efektivníc výšek drojů. tepelná vdatnost konstanta droje v MW 0 < 0 A B 0,7 /3 Při výpočtec pro plošné droje platí ásada, že pokud plošný droj nebo jeo část (element) je tvořen částí obce se ástavbou a lokálními topeništi, a efektivní výšku dosaujeme střední výšku budov v daném elementu výšenou o 0 m Převýšení vlečk v případě více blíkýc drojů Vsktují-li se vedle sebe dva nebo více komínů blíko sebe tak, že jejic kouřové vlečk se moou navájem ovlivňovat, celkové převýšení vleček vrůstá. Necť x s, s a x t, t jsou souřadnice dvou nejvdálenějšíc komínů ve skupině. Pak pro průměrný roestup jednotlivýc N komínů stojícíc v řadě platí x = N ( x x ) ( ) s t s t, (3.4) nebo pro sluk N drojů je maximální roměr sluku L g= (x s x t ) ( s t ) (3.5) 5

32 Necť dále H je vážený průměr výšek komínů H i ve skupině (vaou je tepelná vdatnost droje Q i ): N H i Qi i= H = N Q i= i (3.6) Vlečk komínů se budou navájem ovlivňovat a předpokladu současnéo splnění následujícíc dvou podmínek:. x,5 H nebo,5 H (3.7) L g. 0,5 H H i,5 H (3.8) Výsledná převýšení vrůstu E Ni ' i vleček jednotlivýc drojů pak le vjádřit pomocí faktoru kde i je převýšení vlečk i-téo droje (vi kapitola 3..3.). Efektivní výška droje be korekce na terén je pak = E (3.9) i ' i i i Ni = H (3.30) ' i Faktor vrůstu má tvar 3 N PNi E Ni = (3.3) PNi Parametr P Ni má pro N drojů stojícíc v řadě a sebou s roestup x [m] vjádření ( N ) x a pro sluk N drojů s maximálním roměrem sluku L g [m]: 3 6 P Ni = (3.3) N i 3 6 Lg P Ni = (3.33) N i 6

33 3..4 Rclost a směr větru Vertikální profil větru Při výpočtu imisníc koncentrací potřebujeme nát rclosti větru ve výškác korun komínů (výduců) a v jejic efektivníc výškác. T obdržíme pomocí mocninovéo profilu větru. Rclost větru u H ve výšce H korun komína (výducu) se vpočte podle vorce u H = u 0 pro H 0 m p H u H = u0 pro 0 < H < 00 m (3.34) 0 p u H = u 0 0 pro H 00 m kde u 0 je rclost větru ve výšce 0 m nad povrcem emě. Takto vpočtenou rclost dosaujeme do vorce pro výpočet efektivní výšk droje. Rclost větru u v efektivní výšce komína (výducu) se vpočte podle vorce u = u 0 pro 0 m p u = u0 pro 0 < < 00 m (3.35) 0 p u = u 0 0 pro 00 m. Takto vpočtenou rclost dosaujeme do lavnío výpočtovéo vorce. tabulka 3.3 Hodnota exponentu p mocninovéo profilu větru. třída stabilit p I 0,33 II 0,5 III 0,8 IV 0,4 V 0,0 Pokud a u 0 dosaujeme jiné rclosti, než třídní rclosti, ve kterýc jsou uváděn větrné růžice, pokládáme a minimální rclost větru odnotu u 0 =,5 m s -. Při níkýc rclostec se v atmosféře ačínají uplatňovat jiné proces roptlu nečišťujícíc látek, které nejsou popsán v této metodice a v případě dosaování nižšíc rclostí a u 0 b vpočtené imisní koncentrace rostl nade všecn mee, což odporuje realitě. 7

34 3..4. Změna směru větru s výškou Předpokládá se stáčení směru větru o 4 na 00 m výšk ve směru odinovýc ručiček be oledu na stabilitu ovduší a jiné meteorologické parametr. Pro aimut směru větru ϕ [ ] v efektivní výšce (be korekce na vliv terénu) platí: 0 ϕ = ϕ0 5 pro > 0 m (3.36) ϕ = ϕ 0 pro 0 m kde ϕ 0 je směr větru ve výšce 0 m nad povrcem emě. Jestliže je vpočtený směr ϕ > 360, pak ϕ = ϕ Roptlové parametr Roptlové parametr pro bodové droje Roptlové parametr, popisují rclost rošiřování vlečk od droje v ávislosti na vdálenosti x L od droje ve směru větru. Platí =a x L b =a x L b (3.37) kde koeficient a, b, a, b ávisí na třídě stabilit atmosfér podle následujícíc tabulek. tabulka 3.4a Hodnot konstant pro výpočet roptlovýc parametrů pro odinové odnot imisníc koncentrací. třída stabilit a b a b I 0,97 0,8844 0,673 0,5076 II 0,373 0,8930 0,57 0,5797 III 0,608 0,8986 0,4849 0,6563 IV 0,934 0,908 0,368 0,7549 V 0,339 0,883 0,999 0,979 tabulka 3. 4b Hodnot konstant pro výpočet roptlovýc parametrů pro osmiodinové odnot imisníc koncentrací. třída stabilit a b a b I 0,84 0,8844 0,9508 0,5076 II 0,08 0,8930 0,867 0,5797 III 0,438 0,8986 0,7349 0,6563 IV 0,93 0,908 0,5498 0,7549 V 0,5046 0,883 0,3030 0,979 8

35 3..5. Roptlové parametr pro plošné droje Počáteční roptlové parametr 0, 0 (pro x = 0) souvisí s roměr plošnéo droje. Platí: 0 0 = = a π 0 b 0 (3.38) Velikost délk stran čtverce plošnéo elementu 0 musí důvodu stabilit výpočtu splňovat podmínku: nesmí být větší než nejvšší možná odnota 0 uvedená v následující tabulce. tabulka 3.5 Maximální délka stran plošnéo elementu 0. vdálenost x 0 ' [m] nejbližšío referenčnío bodu nejvšší možná odnota 0 [m] do 00 m x 0 '/ m x 0 '/ m x 0 '/5 nad 900 m x 0 '/6 Velikosti konstant a a b jsou stejné jako pro výpočet ákladníc roptlovýc parametrů pro bodové droje Roptlové parametr pro liniové droje Počáteční roptlové parametr 0, 0 (pro x = 0) souvisí s roměr liniovéo droje. Platí: kde ζ ζ 0 0 = = ζ π, (3.39) ζ π / je průmět délk elementu liniovéo droje ve směru větru, je výška, do které saá přibližně rovnoměrná koncentrace nečišťující látk nad silnicí. Veličin ζ a ζ ískáme výpočtem následujícío vtau: ζ ζ = = 0 0 sinζ x π a 0 cosζ xζ b (3.40) 9