Mikroskalige Untersuchungen mit dem Modell GRAL am Beispiel von Lärmschutzwänden und Straßenschluchten

Mikroskalige Berechnungen stellen eine relativ neue Anwendung des Ausbreitungsmodells GRAL dar. Mit diesen geht die Gebäudeauflösung einher, wodurch auch die vertikale Achse der Schadstoffausbreitung an Bedeutung gewinnt. Folglich wurde die Schadstoffausbreitung in Form von Vertikalprofilen dargestellt, sodass eine rasche Abschätzung der Schadstoffkonzentrationen in verschiedenen Höhen und Distanzen realisiert werden kann. Im Rahmen dieser Arbeit wurden mikroskalige Untersuchungen und eine Parameterstudie mit dem Ausbreitungsmodell GRAL durchgeführt, wofür Lärmschutzwände und Straßenschluchten herangezogen wurden. Methodisch wurden die mikroskaligen Berechnungen hinsichtlich der horizontalen Gitterauflösung, der Bodenrauigkeit sowie dem Berechnungsansatz zur Berücksichtigung der Gebäude in der Windfeldberechnung betrachtet. Zur Abschätzung der Immissionsbelastung im Nahbereich der Gebäude wird die Anwendung des prognostischen Windfeldes empfohlen. Für die Lärmschutzwände wurden die Einflüsse verschiedener Parameter (Höhe, Meteorologie) auf deren Schadstoffreduktionspotential analysiert. Dieses steigt mit zunehmender Höhe der Lärmschutzwand an und bleibt auf der gesamten Betrachtungsdistanz erhalten. Für die Straßenschluchten wurde die Relevanz der Gebäudeberücksichtigung in der Ausbreitungsmodellierung untersucht, wofür die bodennahen Schadstoffkonzentrationen in einer Straßenschlucht mit jenen ohne Gebäudebegrenzung verglichen wurden. Diese unterscheiden sich für eine schmale Straßenschlucht (8 m) um das Vier- bis Sechsfache, für eine breite Straßenschlucht (20 m) um das Zwei- bis Dreifache. Zusätzlich gilt, je größer das Breiten-Höhen-Verhältnis, umso geringer die Schadstoffbelastung in der Straßenschlucht.Microscale calculations represent a relatively new area in the dispersion model GRAL. With them the resolution of buildings became possible, making the vertical axis of pollution dispersion interesting as well. Consequently, the pollution dispersion is illustrated by vertical profiles, offering a quick estimation of pollution exposure at different distances and at different heights. In the context of this work microscale calculations and a parameter study were operated with the dispersion model GRAL by using noise barriers and street canyons. Methodic considerations refer to the horizontal grid resolution, the surface roughness and methods for considering the effects of building in wind field calculations. For estimating pollutant concentrations close to obstacles the prognostic windfield has to be applied. Concerning noise barriers influences of meteorological conditions and their height were examined due to their pollution reduction potential. Generally, with increasing height of the noise barrier the pollution reduction is rising leeward and stays for the entire distance considered. Comparing ground level pollutant concentrations in street canyons and without buildings, differences of four to six times were found for small street canyons (8 m) and of two to three times for broad street canyons (20 m). Additionally, an increasing width-height-ratio leads to a decrease in pollutant concentration in street canyons.Carina Harringer, BScZusammenfassungen in Deutsch und EnglischAbweichender Titel laut Übersetzung des Verfassers/der VerfasserinKarl-Franzens-Universität Graz, Masterarbeit, 2015(VLID)125545