Titelaufnahme

Titel
Emissions- und Übertragungsfunktionen für die Modellierung der Auslaugung von Bauprodukten / von Olaf Tietje (Gruppe Mathematik, HSR Hochschule für Technik, Rapperswil), Michael Burkhardt, Mirko Rohr (Institut für Umwelt und Verfahrenstechnik, HSR Hochschule für Technik, Rapperswil), Nicole Borho (Dr. Robert‐Murjahn‐Institut (RMI), Ober‐Ramstadt), Ute Schoknecht (Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM), Berlin) ; im Auftrag des Umweltbundesamtes ; Durchführung der Studie: HSR Hochschule für Technik Rapperswil ; Redaktion: Fachgebiet III 1.4 Stoffbezogene Produktfragen Outi Ilvonen
VerfasserTietje, Olaf ; Burkhardt, Michael ; Rohr, Mirko ; Borho, Nicole ; Schoknecht, Ute
BeiträgerIlvonen, Outi
KörperschaftDeutschland ; HSR Hochschule für Technik Rapperswil
ErschienenDessau-Roßlau : Umweltbundesamt, April 2018
Umfang1 Online-Ressource (57 Seiten, 2,99 MB) : Illustrationen, Diagramme
Anmerkung
Abschlussdatum: November 2017
Quellenverzeichnis: Seite 54-55
Sprache der Zusammenfassung: Deutsch, Englisch
SpracheDeutsch
SerieTexte ; 2018, 28
URNurn:nbn:de:gbv:3:2-1067988 
Zugriffsbeschränkung
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Emissions- und Übertragungsfunktionen für die Modellierung der Auslaugung von Bauprodukten [2.99 mb]
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Keywords
Die wetterbedingte Auslaugung von Stoffen aus Bauteilen kann zu einer Belastung von Boden Grundwasser oder Oberflächengewässern führen. Die physikalischen und chemischen Prozesse die dem Stofftransport an die Materialoberfläche zu Grunde liegen sind dynamisch und multidimensional. Um die Stoffauswaschung besser zu verstehen und das damit verbundene Umweltrisiko besser einschätzen zu können wurde das Simulationsmodell COMLEAM (COnstruction Material LEAching Model) eingesetzt. COMLEAM ist eine Software mit der der Transportpfad vom beregneten Bauteil bis zum Umweltkompartiment berechnet wird. Ein Teil dieses Modells sind Emissionsfunktionen die die Abhängigkeit der Stoffemission vom Wasserabfluss beschreiben. Die Emissionsfunktionen fassen eine Reihe von Verteilungs- und Transformationsprozessen zusammen die wiederum stark von einer zufälligen Variation von Einflussfaktoren abhängen. Von den hier angewendeten fünf Funktionen die an drei Felddatensätzen mit der Substanz Terbutryn in verputzten Fassaden umfassend getestet wurden ist eine Vorhersage mit der logarithmischen Emissionsfunktion als die derzeit bestmögliche Schätzung zu betrachten. Die logarithmische Emissionsfunktion konnte die verwendeten drei Messdatensätze (Felddaten zur Auswaschung von Terbutryn aus Fassadenputz) mit einem akzeptablen residualen Standardfehler (rse von 3 % bis 6 % der im jeweiligen Datensatz maximalen kumulativen Emission) beschreiben. Die logarithmische Emissionsfunktion hat den Vorteil dass sie bei der Extrapolation tendenziell nur zu einer leichten Überschätzung der Emissionen führt. Bei anderen Funktionen muss bei der zeitlichen Extrapolation der Messdaten mit großen Überschätzungen gerechnet werden (diffusionsgetriebene und doppelt loglineare Emissionsfunktion) oder damit dass die Daten stark unterschätzt werden (Emissionsfunktionen begrenztes Wachstum und Langmuir-Emissionsfunktion). In einer Sensitivitätsanalyse zur Höhe eines Gebäudes bzw. der Fassaden wurde gezeigt dass neben der Wahl der Emissionsfunktion die Ausrichtung einer Fassade als Eingangsgröße des Modells den größten Einflussfaktor für die Extrapolation von Daten sowie bei der abgeschätzten Gewässerbelastung darstellt. Eine Übertragungsfunktion mit der die Gewässerbelastung aufgrund der Auswaschung am Gebäude abgeschätzt werden soll kann daher mit einem Standardgebäude eventuell unter Berücksichtigung von zwei Gebäudehöhen und unter Berücksichtigung der Ausrichtung der Bauteile umgesetzt werden.
Keywords (Englisch)
The leaching behaviour of substances from construction products and buildings influence their occurrence in soil groundwater and surface waters. The physical and chemical processes underlying mass transfer to the material surface are dynamic and multidimensional. In order to better understand the leaching of substances and to be able to better assess the associated environmental risk the simulation model COMLEAM (COnstruction Material LEAching Model) was used. COMLEAM is a software that calculates the transport path from the component to the environment. Part of this model are emission functions describing the relation between the substance emission and runoff. The emission functions combine a series of distribution and transformation processes which depend strongly on a random variation of influencing factors. Out of the five emission functions extensively tested with three field data sets with the substance Terbutryn (biocide) in plastered facades the logarithmic emission function is considered to give the best predictions. The logarithmic emission function was able to describe the three measured data sets used (field data for leaching of Terbutryn from facade plaster) with an acceptable residual standard error (rse from 3 % to 6 % of the maximum cumulative emission in the respective data set). Moreover this function has the advantage to overestimate the extrapolated emissions only slightly. For other functions the measured data were largely overestimated (diffusion-controlled and double-loglinear emission function) or greatly underestimated (emission functions limited growth and Langmuir emission function). In a sensitivity analysis for the height of a building or facades it could be demonstrated that in addition to the choice of the emission function the orientation of a façade as the input variable of the model is the most important factor influencing the extrapolation of data as well as the estimated water pollution. A transfer function designed to estimate the water pollution due to leaching at the building can therefore be implemented with a standard building possibly taking into account two building heights and taking into account the orientation of the building components as a requirement.