Bestimmung der Schornsteinhöhe

Die Schornsteinhöhenbestimmung nach Nr. 5.5 TA Luft dient der Vorsorge vor schädlichen Umwelteinwirkungen durch die Freisetzung von luftgetragenen Schadstoffen in Abgasen. Dabei sind nach Nr. 5.5.1 TA Luft Abgase so abzuleiten, dass ein ungestörter Abtransport mit der freien Luftströmung und eine ausreichende Verdünnung ermöglicht werden.

S-Wert

Anders als in der TA Luft 2002 ist der S-Wert (s. Anhang 6 TA Luft) nicht dimensionslos, sondern hat die Einheit mg/m³. Dementsprechend hat das Verhältnis Q/S die Einheit (kg/h)/(mg/m³) oder 10⁶ m³/h.

Stand: 22.05.2024

Allgemeines

Vorgaben zum ungestörten Abtransport sind in Nr. 5.5.2.1 enthalten. Nach Absatz 1 soll die Lage und Höhe der Schornsteinmündung den Anforderungen der Richtlinie VDI 3781 Blatt 4 genügen. Von einem ungestörten Abtransport nach Nr. 5.5.1 TA Luft kann bei einer Ableitung außerhalb der Rezirkulationszone ausgegangen werden. Zur Ermittlung der Höhe einer Rezirkulationszone und somit der erforderlichen Schornsteinhöhe für verschiedene Dachformen gibt die VDI-Richtlinie Formeln vor. Grundlage dieser Vorgaben sind unter anderem Windkanaluntersuchungen, aus denen die Entwicklung der Rezirkulationszone ermittelt wurde.

Gebäudebedingte Schornsteinhöhe

Nach Nr. 5.2.2.1 TA Luft (Absatz 2) soll die gebäudebedingte Schornsteinhöhe das Zweifache der Gebäudehöhe nicht überschreiten. Dieser Absatz bezieht sich auf die Schornsteinhöhe nach 20°-Regel. Damit ist sie nicht anzuwenden auf vorgelagerte Gebäude. Die Begrenzung gilt zudem nicht für die für die ausreichende Verdünnung der freigesetzten Abgase erforderliche Schornsteinhöhe (Nr. 5.5.2.2 und 5.5.2.3 TA Luft).

Stand: 22.05.2024

Grundlage für die Berücksichtigung von Bebauung und Bewuchs nach Nr. 5.5.2.3 TA Luft ist die jeweilige Schornsteinhöhe für den einzelnen Schornstein, wie sie beispielsweise mit BESMIN oder mit einer Ausbreitungsrechnung nach Nr. 14 Anhang 2 TA Luft für den einzelnen Schornstein ermittelt wurde: h_BESMIN. Für diese Schornsteinhöhe wird ein Kreis mit Radius r_h = 15•h_BESMIN um den Schornstein betrachtet, bei Schornsteinhöhen von 10 m und weniger ist der Radius 150 m anzusetzen. Die Fläche dieses Kreises ergibt sich aus  pi•r_h².

In diesem Kreis wird der zusammenhängende Bereich mit der größten mittleren Höhe von Bebauung und Bewuchs ermittelt, der 5 % der Kreisfläche umfasst. Dabei ist zu beachten, dass es sich bei der Bebauung nicht um ein zusammenhängendes Gebäude handeln muss. Lücken zwischen Gebäuden, etwa durch Wege, führen nicht zwangsläufig dazu, dass kein zusammenhängender Bereich mehr vorliegt.

Als eine mögliche Vorgehensweise können im ersten Schritt zusammenhängende Bereiche mit Bebauung und / oder Bewuchs ermittelt werden. Für diese Bereiche ist zu prüfen: Ist die Fläche des jeweiligen Bereichs ≥ 5% der Kreisfläche?

Wenn ja, ist für jeden der Bereiche die jeweils maximale mittlere Höhe von zusammenhängender Bebauung und Bewuchs zu ermitteln, die genau 5 % der Kreisfläche einnimmt. Aus den so ermittelten Höhen je Bereich ist der Wert mit maximaler mittlerer Höhe über alle Bereiche zu nehmen. Um diesen Wert ist die Schornsteinhöhe h_BESMIN zu erhöhen. Bei homogener Höhe der Bebauung und Bewuchs kann vereinfacht die Ermittlung der maximalen mittleren Höhe von Bebauung und Bewuchs über die gesamte Fläche erfolgen, auch wenn diese mehr als 5 % der Kreisfläche einnimmt. Liegen unterschiedliche Höhen vor, müssen gegebenenfalls zusammenhängende Teilflächen mit einer Ausdehnung von 5 % der Kreisfläche betrachtet werden.

Stand: 22.05.2024

Karte: © GeoBasis-DE / BKG (Jahr des letzten Datenbezugs) CC BY 4.0

Fiktives Beispiel: Errichtung einer Biogasanlage mit BHKW. Die Berechnung mit BESMIN ergibt eine Schornsteinhöhe von 6 m. Daher wird ein Kreis mit Radius 15 m betrachtet (rotbraune Kreislinie, Fläche beträgt gerundet 70685,8 m²; d. h. 5 % entspricht gerundet 3534 m²). Die Höhe der Gebäude liegt - mit einer Ausnahme - bei 10 m bis 14 m. Der angrenzende Wald hat eine Bewuchshöhe von 15 m (lila umrandeter Bereich). Die Fläche dieses Waldbereichs beträgt gerundet 19135 m², das entspricht etwa 27 % der Kreisfläche. Damit ist dieser Bereich zu betrachten. Da die Höhe des Waldbereichs relativ homogen ist, wird vereinfacht die mittlere Höhe über den gesamten Bereich betrachtet und nicht explizit noch einzelne 5%-Teilbereiche untersucht.

Das höhere Gebäude fällt als hohes Einzelgebäude aus der Prüfung nach Nr. 5.5.2.3. Die restlichen Gebäude sind mit 10 m bis 14 m niedriger als der Waldbereich, so dass sie ebenfalls nicht weiter betrachtet werden.

Die Schornsteinhöhe nach Nr. 5.5.2.2 TA Luft mit Korrektur für Bebauung und Bewuchs muss daher 21 m = 6 m (BESMIN) + 15 m (Höhe Bewuchs) sein.

Die Berücksichtigung von unebenem Gelände bei der Schornsteinhöhenbestimmung wird in Nr. 5.5.2.3 Absatz 5 der TA Luft geregelt. Dort heißt es:

"Liegt der Landschaftshorizont, von der Mündung des Schornsteins aus betrachtet, über der Horizontalen und ist sein Winkel zur Horizontalen in einem mindestens 20 Grad breiten Richtungssektor größer als 15 Grad, soll die Schornsteinhöhe so weit erhöht werden, bis dieser Winkel kleiner oder gleich 15 Grad ist."

Für eine erste Überprüfung, ob und wenn ja in welcher Größenordnung an einem Punkt in NRW eine Erhöhung der Schornsteinhöhe aufgrund von Gelände erforderlich ist, hat das LANUV NRW diese Bedingung auf Basis des DGM10 von Geobasis NRW umgesetzt.

Die geländebedingten Schornsteinhöhen werden dabei in Schritten von ganzen Metern über Grund auf Flächen von 10 m x 10 m dargestellt. Die angegebenen Daten sind Orientierungswerte, deren Wertebereich zwischen 0 und 250 m liegt (Nodata -9999 bzw. 255). Die dargestellten Höhenangaben sind vor ihrer Anwendung auf Plausibilität zu überprüfen und gegebenenfalls unter Berücksichtigung weiterer Kenntnisse zu korrigieren. In einem ca. 3 km breiten Streifen entlang der Landesgrenze von NRW liegen aus technischen Gründen keine Daten vor.

Die Daten sind auf unterschiedliche Weise verfügbar. Zum einen werden die so abgeleiteten geländebedingten Schornsteinmindesthöhen als Datensatz hier bereitgestellt. Die Rasterdatei ist außerdem als WMS Dienst mit gängigen GIS-Systemen abrufbar. In TIM-Online NRW kann der Dienst über diesen Link geöffnet werden. Der Layer erscheint hier in Graustufen. Um die geländebedingte Schornsteinhöhe auf einem Gitterpixel von 10 m x 10 m abzurufen, muss der Schnellzugriff "Sachdaten abfragen" (Menü per Rechtsklick) angewählt werden. Durch Klick in das interessierende Pixel wird die Angabe der geländebedingten Schornsteinhöhe in Metern über Grund angezeigt.

Stand: 22.05.2024