Emissionsprognosen. Marktplatz Meersburg

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1 Dipl.-Ing. Norbert Honisch Ing.-Büro für Umweltstreß-Analytik Messung, Analyse und Beratung Untersuchung von Haus, Wohnung und Arbeitsplatz Emissionsprognosen Aufgabenstellung: Berechnung hochfrequenter Mobilfunkstrahlung im Umfeld bestehender und geplanter Mobilfunk-Sendeanlagen zur Versorgung der Unterstadt Meersburg. ¾ Auftraggeber: Stadt Meersburg Marktplatz Meersburg ¾ Auftragsdatum: 24. Mai 2006 Datum des Berichtes: 17. Juni 2006 Umfang: 18 Seiten inkl. Deckblatt Norbert Honisch, Birkenstr. 6, D St. Johann, Tel./Fax: , norbert.honisch@web.de.../2

2 Seite 2 zum Bericht vom 17. Juni 2006 Emissionsberechnungen der Strahlungsdichte elektromagnetischer Felder im Umfeld bestehender und geplanter Mobilfunk-Sendeanlagen zur Versorgung der Unterstadt Meersburg 1. Hintergrund des Gutachtens Zur Mobilfunk-Versorgung der Unterstadt Meersburg sind aktuell im Unterstadttor GSM-Sendeanlagen der beiden Betreiber T-Mobile und Vodafone D2 installiert. Beide Betreiber planen, diese Anlagen mit der neuen Systemtechnik UMTS zu erweitern. Weiterhin haben die beiden Betreiber E-Plus und O2 der Stadt Meersburg angekündigt, ihre Versorgungsqualität und Teilnehmer-Kapazität in diesem Stadtbereich ebenfalls durch den Neubau von GSM- und UMTS-Sendeanlagen zu verbessern. Um die dadurch entstandenen Bedenken in Teilen der Bevölkerung einerseits und die funktechnischen, aber auch wirtschaftlichen Interessen der Betreiber andererseits in einem koordinierten Abstimmprozeß zu diskutieren und den Versuch zu unternehmen, mit allen Beteiligten zu einem akzeptierten Kompromiß zu kommen, wurde von der Stadt Meersburg ein Runder Tisch einberufen. Daran sind neben der Stadt Meersburg auch Vertreter aller Betreiber und des AK Mobilfunk beteiligt. Anläßlich der 2. Sitzung des Runden Tisches wurde beschlossen, als Diskussions- und Entscheidungsgrundlage entsprechende Emissionsprognosen der aktuell vorgeschlagenen Standortszenarien von mir anfertigen zu lassen. Diese sollen bei der nächsten Sitzung des Runden Tisches am 19. Juni 2006 vorgestellt und diskutiert werden. Für die folgenden Szenarien wurden von mir Emissionsprognosen erarbeitet: 1. Aktuelle Situation Unterstadttor GSM-Anlagen von T-Mobile und Vodafone 2. Ausbau 1 Unterstadttor Zusätzlich UMTS-Anlagen von T-Mobile und Vodafone (Unterdach) 3. Ausbau 2 Unterstadttor Zusätzlich zu Ausbau 1 GSM- und UMTS-Anlagen von E-Plus und O2 (Unterdach) 4. Ausbau 3 Grethaus Statt Ausbau 2 Aufbau der E-Plus- und O2- Sendeanlagen im Grethaus (Unterdach) Die technischen Daten der Bestandsanlagen und die vorläufigen Daten der geplanten Anlagen wurden mir von den Betreibern zur Verfügung gestellt und für die Prognosen verwendet..../3

3 Seite 3 zum Bericht vom 17. Juni Berechnungsmethodik Diese technischen Daten wurden in einem geeigneten Berechnungsprogramm (NIRView, Fa. Strapetz, Salzburg) für jeden Standort eingegeben und für die Prognose- Berechnungen (Simulationen) herangezogen. Nachdem die verwendeten Antennentypen sehr unterschiedliche Strahlungseigenschaften besitzen, wurden für die Berechnungen jeweils die vom Antennenhersteller (Fa. Kathrein) offiziell dokumentierten Antennendaten als Datensatz eingefügt und somit individuell berücksichtigt. Für die Wellenausbreitung ist die Topographie der Landschaft mit von entscheidender Bedeutung. Um auch hier möglichst realitätsnahe Prognosen zu erhalten, wurde ein 3-dimensionales Höhenmodell der Stadt Meersburg für die Berechnungen herangezogen. Die Ergebnisse berücksichtigen somit den entsprechenden Geländeverlauf im Bereich der durchgeführten Simulationen. Nicht berücksichtigt wurden die Einflüsse von Bebauung und Bewuchs. Insbesondere in städtischen Bereichen durch ihre dichte Bebauung ist deren Einfluß auf die Wellenausbreitung von großer Bedeutung. Es treten hier u. a. Dämpfungs-, Beugungsund Reflexionseffekte auf, die nur durch extrem aufwendige Berechnungs- und Simulationsmethoden annähernd berücksichtigt werden können. Erforderlich ist für diese Berechnungen auch zusätzlich noch ein 3-dimensionales Bebauungsmodell des untersuchten Bereiches, was ebenfalls nur unter einem sehr hohen Kostenaufwand zu erstellen ist. Auch mit diesen komplexen Emissionsberechnungen ist der Bewuchs durch Bäume und Büsche und deren erhebliche Einflüsse auf die Wellenausbreitung nicht erfaßbar, so daß die Ergebnisse im Vergleich zu durchgeführten Messungen teilweise sehr hohe Abweichungen besitzen. Im vorliegenden Fall wurde daher aus Aufwandsgründen auf diese komplexe Berechnungsmethodik verzichtet und folglich nur die vorhandene Gelände-Topographie bei ansonsten freier und ungehinderter Wellenausbreitung berücksichtigt. Die Simulationsergebnisse stellen somit den schlechtestmöglichen Fall (Worst-Case) dar, also die bestehenden Strahlungsdichten bei freier Sicht auf die Sendeanlagen. Die zusätzliche Abweichung der realen Wellenausbreitung von den theoretischen Berechnungen wird noch durch einen entsprechenden Faktor in den Emissionsprognosen berücksichtigt. Die Prognosen wurden für die Höhen von 1,5 m, 5 m und 10 m ü. Grund durchgeführt. Ergänzend möchte ich ausdrücklich betonen, daß alle Simulationen grundsätzlich nur orientierenden Charakter haben. Keinesfalls lassen sich daraus exakt auf den betrachteten Ort im Prognosegebiet bezogene Strahlungsdichten ablesen. Trotzdem geben sie einen guten Gesamtüberblick über die grundsätzliche Emissionssituation wieder. Der Verlauf der Strahlungsdichten wurde jeweils farblich bestimmten Werten zugeordnet. Ich habe für die Emissionsberechnungen folgende Grenz- und Richtwerte farblich differenziert in den Ergebnis-Grafiken berücksichtigt:.../4

4 Seite 4 zum Bericht vom 17. Juni 2006 a) 26. Verordnung zum Bundesimissionsschutzgesetz (BImSchV.), Deutschland Die in Deutschland geltenden Grenzwerte sind frequenzabhängig und betragen für die hier betrachteten Mobilfunk-Sendeanlagen: 900 MHz (GSM-900 und GSM-R) ca µw/m² MHz (GSM-1800) ca µw/m² MHz (UMTS) ca µw/m² Für gemischt-bestückte Mobilfunkanlagen (GSM-900/GSM-R), GSM-1800 und UMTS liegt der Grenzwert bei ca µw/m². Nachdem dieser aber in der Praxis nur im unmittelbaren Umfeld weniger Meter um die Sendeanlagen auftreten kann, wird er in der Praxis meist um mehr als 90 % unterschritten. In den Prognosen habe ich den Grenzwert daher nicht extra farblich berücksichtigt. b) Verordnung über den Schutz vor nichtionisierender Strahlung (NISV), Schweiz Dieser Grenzwert liegt bei 1 % der in Deutschland geltenden Strahlungsdichten, also bei gemischt-bestückten Anlagen bei ca µw/m². In den Grafiken sind die Bereiche, in denen dieser Grenzwert eingehalten wird, in der Farbe rot dargestellt. c) Empfehlungen des ECOLOG-Instituts, Hannover Dieser Richtwert liegt aktuell für die Summe aller Mobilfunksignale bei µw/m². In den Grafiken sind die Bereiche, in denen dieser Richtwert eingehalten wird, in der Farbe gelb dargestellt. d) Empfehlung der Salzburger Resolution Dieser Richtwert liegt bei µw/m² für die Summe aller gepulster Mobilfunksignale. In den Grafiken sind die Bereiche, in denen dieser Richtwert eingehalten wird, in der Farbe grün dargestellt. Darüber hinaus habe ich zur besseren Ergebnis-Differenzierung noch weitere Farbabstufungen gewählt, deren Werte aus der Legende hervorgehen. Weiterhin sind die Strahlungsdichten noch explizit an ca. 20 in bebauten Bereichen gewählten Punkten ausgewiesen..../5

5 Seite 5 zum Bericht vom 17. Juni Emissionsprognosen Für die folgenden Szenarien wurden Emissionsprognosen erstellt: 1. Aktuelle Situation (Unterstadttor) T-Mobile GSM 2 Sektoren Vodafone GSM 2 Sektoren 2. Ausbau 1 des Bestandsstandortes (Unterstadttor Unterdach) T-Mobile GSM/UMTS jeweils 2 Sektoren Vodafone GSM/UMTS jeweils 2 Sektoren 3. Ausbau 2 des Bestandsstandortes (Unterstadttor Unterdach) T-Mobile GSM/UMTS jeweils 2 Sektoren Vodafone GSM/UMTS jeweils 2 Sektoren E-Plus GSM/UMTS jeweils 2 Sektoren O2 GSM/UMTS jeweils 2 Sektoren 4. Ausbau 3 des Bestandsstandortes (Unterstadttor) und Grethaus T-Mobile GSM/UMTS jeweils 2 Sektoren (Unterstadttor Unterdach) Vodafone GSM/UMTS 2 jeweils Sektoren (Unterstadttor Unterdach) E-Plus GSM/UMTS jeweils 2 Sektoren (Grethaus Unterdach) O2 GSM/UMTS jeweils 2 Sektoren (Grethaus Unterdach) Für die Unterdachlösungen im Unterstadttor und im Grethaus wurde die Zusatzdämpfung der Eindeckung mit einem Faktor von 3 db berücksichtigt. Zu jeder Prognose habe ich für die beiden Versorgungsbereiche Autofähre und Unterstadt jeweils die höchsten ausgewiesenen Strahlungsdichten aufgeführt..../6

6 Seite 6 zum Bericht vom 17. Juni Aktuelle Situation (Unterstadttor) Bild 1: Emissionsberechnung Worst-Case 1,5 m ü. Grund Bild 2: Emissionsberechnung Worst-Case 5 m ü. Grund.../7

7 Seite 7 zum Bericht vom 17. Juni 2006 Bild 3: Emissionsberechnung Worst-Case 10 m ü. Grund Mobilfunk-Sendeanlagen werden durch eine aktive Leistungsregelung dem jeweils bestehenden Nutzungsbedarf angepaßt. Das bedeutet, daß in Zeiten geringer Auslastung die Sendeleistungen bzw. die Anzahl der aktiven Funkkanäle auf ein Minimum heruntergeregelt werden. Dieser Betriebszustand tritt üblicherweise in längeren Phasen während der Nachtzeit auf, wenn nach Meinung von Wissenschaftlern und Medizinern die betroffenen Menschen eine erhöhte Empfindlichkeit aufweisen sollen. Um auch diese Situation zu begutachten, wurde für eine Höhe von 5 m ü. Grund zusätzlich eine entsprechende Prognose erstellt:.../8

8 Seite 8 zum Bericht vom 17. Juni 2006 Bild 4: Emissionsberechnung (Minimum) 5 m ü. Grund Für die Referenzbereiche Autofähre und Unterstadt ergeben sich aktuell folgende minimale und maximale Strahlungsdichten (gerundet): Bereich 1,5 m ü. G. (max) 5 m ü. G. (max.) 10 m ü. G. (max.) 5 m ü. G. (min.) Autofähre max µw/m² µw/m² µw/m² 990 µw/m² Unterstadt max µw/m² µw/m² µw/m² 870 µw/m² Die Berechnungen zeigen folgende Ergebnisse: 1. Die höchsten maximalen Strahlungsdichten (Farbe gelb/orange) treten in die Hauptstrahlrichtungen der Antennen im näheren Umfeld auf, wobei diese mit der Höhe ü. Grund ansteigen. 2. Der in Deutschland für die Zulassung der Sendeanlagen geltende Grenzwert der BImSchV. wird um mehr als 99,9 % unterschritten. Der in der Schweiz geltende Anlagen-Grenzwert wird um mindestens ca. 96 % unterschritten. Die Empfehlungen des ECOLOG-Institutes und der Salzburger Resolution können leicht überschritten werden. 3. Während der auslastungsarmen Nachtzeit werden aktuell in einer Höhe bis zu 5 m ü. Grund auch die Empfehlungen des ECOLOG-Institutes und der Salzburger Resolution unterschritten. Hinzu kommt noch die Gebäudedämpfung als reduzierender Faktor, wobei diese erfahrungsgemäß die Mobilfunk-Strahlung meist um mindestens 10 db entsprechend Faktor 10 verringert..../9

9 Seite 9 zum Bericht vom 17. Juni Ausbau 1 des Bestandsstandortes (Unterstadttor Unterdach) Bild 5: Emissionsberechnung Worst-Case 1,5 m ü. Grund Bild 6: Emissionsberechnung Worst-Case 5 m ü. Grund.../10

10 Seite 10 zum Bericht vom 17. Juni 2006 Bild 7: Emissionsberechnung Worst-Case 10 m ü. Grund Mobilfunk-Sendeanlagen werden durch eine aktive Leistungsregelung dem jeweils bestehenden Nutzungsbedarf angepaßt. Das bedeutet, daß in Zeiten geringer Auslastung die Sendeleistungen bzw. die Anzahl der aktiven Funkkanäle auf ein Minimum heruntergeregelt werden. Dieser Betriebszustand tritt üblicherweise in längeren Phasen während der Nachtzeit auf, wenn nach Meinung von Wissenschaftlern und Medizinern die betroffenen Menschen eine erhöhte Empfindlichkeit aufweisen sollen. Um auch diese Situation zu begutachten, wurde für eine Höhe von 5 m ü. Grund zusätzlich eine entsprechende Prognose erstellt:.../11

11 Seite 11 zum Bericht vom 17. Juni 2006 Bild 8: Emissionsberechnung (Minimum) 5 m ü. Grund Für die Referenzbereiche Autofähre und Unterstadt ergeben sich aktuell folgende minimale und maximale Strahlungsdichten (gerundet): Bereich 1,5 m ü. G. (max) 5 m ü. G. (max.) 10 m ü. G. (max.) 5 m ü. G. (min.) Autofähre max µw/m² µw/m² µw/m² 300 µw/m² Unterstadt max µw/m² µw/m² µw/m² 700 µw/m² Die Berechnungen zeigen folgende Ergebnisse: 1. Die höchsten maximalen Strahlungsdichten (Farbe gelb/orange) treten in die Hauptstrahlrichtungen der Antennen im näheren Umfeld auf, wobei diese mit der Höhe ü. Grund ansteigen. 2. Der in Deutschland für die Zulassung der Sendeanlagen geltende Grenzwert der BImSchV. würde um mehr als 99,9 % unterschritten. Der in der Schweiz geltende Anlagen-Grenzwert würde um mindestens ca. 92 % unterschritten. Die Empfehlungen des ECOLOG-Institutes und der Salzburger Resolution können überschritten werden. 3. Während der auslastungsarmen Nachtzeit würden in einer Höhe bis zu 5 m ü. Grund die Empfehlungen des ECOLOG-Institutes und der Salzburger Resolution noch unterschritten. Hinzu kommt noch die Gebäudedämpfung als reduzierender Faktor, wobei diese erfahrungsgemäß die Mobilfunk-Strahlung meist um mindestens 10 db entsprechend Faktor 10 verringert..../12

12 Seite 12 zum Bericht vom 17. Juni Ausbau 2 des Bestandsstandortes (Unterstadttor Unterdach) Bild 9: Emissionsberechnung Worst-Case 1,5 m ü. Grund Bild 10: Emissionsberechnung Worst-Case 5 m ü. Grund.../13

13 Seite 13 zum Bericht vom 17. Juni 2006 Bild 11: Emissionsberechnung Worst-Case 10 m ü. Grund Mobilfunk-Sendeanlagen werden durch eine aktive Leistungsregelung dem jeweils bestehenden Nutzungsbedarf angepaßt. Das bedeutet, daß in Zeiten geringer Auslastung die Sendeleistungen bzw. die Anzahl der aktiven Funkkanäle auf ein Minimum heruntergeregelt werden. Dieser Betriebszustand tritt üblicherweise in längeren Phasen während der Nachtzeit auf, wenn nach Meinung von Wissenschaftlern und Medizinern die betroffenen Menschen eine erhöhte Empfindlichkeit aufweisen sollen. Um auch diese Situation zu begutachten, wurde für eine Höhe von 5 m ü. Grund zusätzlich eine entsprechende Prognose erstellt:.../14

14 Seite 14 zum Bericht vom 17. Juni 2006 Bild 12: Emissionsberechnung (Minimum) 5 m ü. Grund Für die Referenzbereiche Autofähre und Unterstadt ergeben sich aktuell folgende minimale und maximale Strahlungsdichten (gerundet): Bereich 1,5 m ü. G. (max) 5 m ü. G. (max.) 10 m ü. G. (max.) 5 m ü. G. (min.) Autofähre max µw/m² µw/m² µw/m² 870 µw/m² Unterstadt max µw/m² µw/m² µw/m² µw/m² Die Berechnungen zeigen folgende Ergebnisse: 1. Die höchsten maximalen Strahlungsdichten (Farbe gelb/orange/rot) treten in die Hauptstrahlrichtungen der Antennen im näheren Umfeld auf, wobei diese mit der Höhe ü. Grund ansteigen. 2. Der in Deutschland für die Zulassung der Sendeanlagen geltende Grenzwert der BImSchV. würde um ca. 99,8 % unterschritten. Der in der Schweiz geltende Anlagen-Grenzwert würde um mindestens ca. 80 % unterschritten. Die Empfehlungen des ECOLOG-Institutes und der Salzburger Resolution können deutlich überschritten werden. 3. Während der auslastungsarmen Nachtzeit würden in einer Höhe bis zu 5 m ü. Grund die Empfehlungen des ECOLOG-Institutes und der Salzburger Resolution in Richtung Unterstadt überschritten. Hinzu kommt noch die Gebäudedämpfung als reduzierender Faktor, wobei diese erfahrungsgemäß die Mobilfunk-Strahlung meist um mindestens 10 db entsprechend Faktor 10 verringert..../15

15 Seite 15 zum Bericht vom 17. Juni Ausbau 3 des Bestandsstandortes (Unterstadttor) und Grethaus (Unterdach) Bild 13: Emissionsberechnung Worst-Case 1,5 m ü. Grund Bild 14: Emissionsberechnung Worst-Case 5 m ü. Grund.../16

16 Seite 16 zum Bericht vom 17. Juni 2006 Bild 15: Emissionsberechnung Worst-Case 10 m ü. Grund Mobilfunk-Sendeanlagen werden durch eine aktive Leistungsregelung dem jeweils bestehenden Nutzungsbedarf angepaßt. Das bedeutet, daß in Zeiten geringer Auslastung die Sendeleistungen bzw. die Anzahl der aktiven Funkkanäle auf ein Minimum heruntergeregelt werden. Dieser Betriebszustand tritt üblicherweise in längeren Phasen während der Nachtzeit auf, wenn nach Meinung von Wissenschaftlern und Medizinern die betroffenen Menschen eine erhöhte Empfindlichkeit aufweisen sollen. Um auch diese Situation zu begutachten, wurde für eine Höhe von 5 m ü. Grund zusätzlich eine entsprechende Prognose erstellt:.../17

17 Seite 17 zum Bericht vom 17. Juni 2006 Bild 16: Emissionsberechnung (Minimum) 5 m ü. Grund Für die Referenzbereiche Autofähre und Unterstadt ergeben sich aktuell folgende minimale und maximale Strahlungsdichten (gerundet): Bereich 1,5 m ü. G. (max) 5 m ü. G. (max.) 10 m ü. G. (max.) 5 m ü. G. (min.) Autofähre µw/m² µw/m² µw/m² 580 µw/m² Unterstadt µw/m² µw/m² µw/m² µw/m² Die Berechnungen zeigen folgende Ergebnisse: 1. Die höchsten maximalen Strahlungsdichten (Farbe gelb/orange/rot) treten in die Hauptstrahlrichtungen der Antennen-Standorte im näheren Umfeld auf, wobei diese mit der Höhe ü. Grund ansteigen. 2. Der in Deutschland für die Zulassung der Sendeanlagen geltende Grenzwert der BImSchV. würde um ca. 99,8 % unterschritten. Der in der Schweiz geltende Anlagen-Grenzwert würde um mindestens ca. 78 % unterschritten. Die Empfehlungen des ECOLOG-Institutes und der Salzburger Resolution können deutlich überschritten werden. 3. Während der auslastungsarmen Nachtzeit würden in einer Höhe bis zu 5 m ü. Grund die Empfehlungen des ECOLOG-Institutes und der Salzburger Resolution im Bereich der Unterstadt überschritten. Hinzu kommt noch die Gebäudedämpfung als reduzierender Faktor, wobei diese erfahrungsgemäß die Mobilfunk-Strahlung meist um mindestens 10 db entsprechend Faktor 10 verringert..../18

18 Seite 18 zum Bericht vom 17. Juni Zusammenfassung Die Ergebnisse der Emissionsprognosen lassen nach meiner Meinung folgende Schlüsse zu: 1. Die Erweiterung des Bestandsstandortes Unterstadttor mit UMTS-Sendeanlagen der Betreiber T-Mobile und Vodafone D2 bei gleichzeitiger Verlagerung der Antennen in den Dachbereich würde im Vergleich zur aktuellen Situation insgesamt in Richtung Autofähre eine Reduzierung der maximalen Strahlungsdichten zur Folge haben, wogegen in Richtung Unterstadt mit einer Erhöhung von 30 % % zu rechnen ist. Allerdings würde sich der Minimalwert (Nachtwert) in beiden Bereichen deutlich reduzieren. 2. Die Installation von GSM/UMTS-Sendeanlagen weiterer Betreiber (E-Plus und O2) zur Versorgung dieser Bereiche zusätzlich im Unterstadttor führt aus Sicht der vergleichenden Emissionssituation zu folgendem Ergebnis: - Im Bereich Autofähre würden sich die minimalen und maximalen Strahlungsdichten in Abhängigkeit von den betrachteten Höhen ü. Grund bis etwa um den Faktor 3 erhöhen. - Im Bereich Unterstadt würden sich die minimalen und maximalen Strahlungsdichten in Abhängigkeit von der betrachteten Höhe ü. Grund bis etwa um den Faktor 2,8 erhöhen. 3. Würden die GSM/UMTS-Sendeanlagen der Betreiber E-Plus und O2 im Sinne einer Standort-Entzerrung im Dachbereich des Grethauses statt zusätzlich im Unterstadttor installiert werden, dann ergäbe sich zu diesem folgende Vergleichssituation: - Im Bereich Autofähre würden sich die minimalen und maximalen Strahlungsdichten in Abhängigkeit von den betrachteten Höhen ü. Grund um bis zu 50 % verringern. - Im Bereich Unterstadt würden sich die minimalen und maximalen Strahlungsdichten bis zu einer Höhe von ca. 5 m ü. Grund um bis zu 30 % verringern, während sie in Höhen darüber um bis zu 10 % ansteigen könnten. Nach meiner Meinung bietet also die Lösung verteilter Standorte das Potential, im Vergleich zur Installation aller Sendeanlagen im Unterstadttor eine Minimierung der Strahlungsdichten zu erreichen. Ein Ansatzpunkt zur weiteren Reduzierung der Strahlungsdichten insbesondere vom Standort Grethaus wäre aus meiner Sicht die Reduzierung der Sendeleistung der dort installierten GSM-Sendeanlagen. Hierüber sollte mit den beiden Betreibern E-Plus und O2 verhandelt werden, denn nur diese können beurteilen, ob damit weiterhin eine qualitativ gute Versorgung gewährleistet wäre. Dipl.-Ing. Norbert Honisch 17. Juni 2006