EMV-Gutachten. Planfeststellungsabschnitt 4.1. Anlage 22, EMV-Gutachten. Eingereicht im Namen und Auftrag von. München, den

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1 EMV-Gutachten Vorhabenbezeichnung: Streckennummer/Strecke: Lückenschluss Erding Flughafen München Planfeststellungsabschnitt / Erding Flughafen München Eingereicht im Namen und Auftrag von Verantwortliche Planungsgemeinschaft Ingenieurgemeinschaft Östliche Schienenanbindung Flughafen München OBERMEYER Planen + Beraten GmbH, Postfach , München München, den Ersteller Datum:..... Unterschrift München, den Stand:

2 Beteiligte Planer und Gutachter: Fachplaner, Gutachter Möhler + Partner Ingenieure AG Beratende Ingenieure für Schallschutz und Bauphysik Paul-Heyse-Straße 27, München DOC Stand: Seite II

3 1 AUFGABENSTELLUNG Der Betrieb der geplanten Bahnanlagen kann zu Umweltauswirkungen auf Menschen sowie zu Auswirkungen auf bauliche Anlagen und deren Einrichtungen durch elektrische und magnetische Felder führen. Nach 50 BImSchG [9] ist bei raumbedeutsamen Planungen darauf zu achten, dass schädliche Umwelteinwirkungen auf ausschließlich oder überwiegend dem Wohnen dienende Gebiete sowie auf sonstige schutzbedürftige Gebiete so weit wie möglich vermieden werden. Der Planfeststellungsabschnitt beinhaltet die Neubaustrecke 5601 Markt Schwaben Bf München Flughafen Terminal von der nordwestlichen Stadtgrenze Erding bei km 18,3+00 bis zum Bf München Flughafen Terminal bei km 27,0+46. Von km 27,0+46 bis km 27,5+93 der Strecke 5601 sowie von km 31,4+86 bis km 33,1+20 der Strecke 5556 sind nach Maßgabe des Bauwerksverzeichnisses weitere Anlagen der eisenbahntechnischen Ausrüstung vorgesehen. Im Rahmen eines Gutachtens über die elektrische und magnetische Verträglichkeit (EMV-Gutachten) sollen die Umwelteinwirkungen durch elektrische und magnetische Felder im Sinne des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (BImSchG) [9] dargestellt und beurteilt werden DOC Stand: Seite 1 von 21

4 2 GRUNDLAGEN Rechtsgrundlage für die Beurteilung der Einwirkung elektrischer und magnetischer Felder auf Menschen ist die Sechsundzwanzigste Verordnung zur Durchführung des Bundes- Immissionsschutzgesetzes (Verordnung über elektromagnetische Felder 26 BImSchV) [1] in der Fassung vom 14. August Mit Beschluss des Länderausschusses für Immissionsschutz (in seiner 107. Sitzung) wurden im Jahr 2004 die Hinweise zur Durchführung der Verordnung über elektromagnetische Felder überarbeitet. Die darin enthaltenen Erläuterungen und Empfehlungen sollen die Verfahrensweise des Vollzugs der 26. BImSchV (i. d. F. vom Dezember 1996) möglichst bundesweit vereinheitlichen. Eine Überarbeitung der Durchführungshinweise zur aktuellen Fassung der 26. BImSchV [1] existiert derzeit noch nicht. Es wird davon ausgegangen, dass die Ausführungshinweise sinngemäß auch für die akuelle Fassung der 26.BImSchV gelten. Nach 26. BImSchV [1] gilt: 1. Hochfrequenzanlagen: ortsfeste Anlagen, die elektromagnetische Felder im Frequenzbereich von 9 Kilohertz bis 300 Gigahertz erzeugen, ausgenommen sind Anlagen, die breitbandige elektromagnetische Impulse erzeugen und der Landesverteidigung dienen, 2. Niederfrequenzanlagen: ortsfeste Anlagen zur Umspannung und Fortleitung von Elektrizität mit einer Nennspannung von 1000 Volt oder mehr, einschließlich Bahnstromfern- und Bahnstromoberleitungen und sonstiger vergleichbarer Anlagen im Frequenzbereich von 1 Hertz bis 9 Kilohertz, 3. Gleichstromanlagen: [ ] Die Grenzwerte der elektrischen Feldstärke und der magnetischen Flussdichte sind in 2 (Hochfrequenzanlagen) und 3 (Niederfrequenzanlagen) mit dem dazugehörigen Anhang 1 festgelegt: 2 Hochfrequenzanlagen (1) Zum Schutz vor schädlichen Umwelteinwirkungen sind Hochfrequenzanlagen mit einer äquivalenten isotropen Strahlungsleistung (EIRP) von 10 Watt oder mehr so zu errichten und zu betreiben, dass in ihrem Einwirkungsbereich an Orten, die zum dauerhaften oder vorübergehenden Aufenthalt von Menschen bestimmt sind, bei höchster betrieblicher Anlagenauslastung DOC Stand: Seite 2 von 21

5 1. die in Anhang 1a und 1b bestimmten Grenzwerte für den jeweiligen Frequenzbereich unter Berücksichtigung von Immissionen durch andere ortsfeste Hochfrequenzanlagen sowie Niederfrequenzanlagen gemäß Anhang 2 nicht überschritten werden und 2. bei gepulsten elektromagnetischen Feldern zusätzlich die in Anhang 3 festgelegten Kriterien eingehalten werden. [ ] Folgende Tabelle zeigt die maßgebenden Grenzwerte für Hochfrequenzanlagen gemäß Anhang 1 b der 26. BImSchV. Für das Mobilfunksystem GSM-R der Bahn ist der Frequenzbereich um 900 MHz maßgebend. Anhang 1b (zu 2): Grenzwerte für Hochfrequenzanlagen Grenzwerte, quadratisch gemittelt über 6-min-Intervalle Frequenz ( f ) Magnetische Feldstärke in in Megahertz Elektrische Feldstärke in Volt Ampere pro Meter (A/m) (MHz) pro Meter (V/m) (effektiv) (effektiv) 0, ,73/ f / f 0,73/ f , ,375 f 0,0037 f ,16 3 Niederfrequenzanlagen (1) Zum Schutz vor schädlichen Umwelteinwirkungen sind Niederfrequenzanlagen, die vor dem 22. August 2013 errichtet worden sind, so zu betreiben, dass sie in ihrem Einwirkungsbereich an Orten, die zum nicht nur vorübergehenden Aufenthalt von Menschen bestimmt sind, bei höchster betrieblicher Anlagenauslastung die im Anhang 1a genannten Grenzwerte nicht überschreiten, wobei Niederfrequenzanlagen mit einer Frequenz von 50 Hertz die Hälfte des in Anhang 1a genannten Grenzwertes der magnetischen Flussdichte nicht überschreiten dürfen. Dabei bleiben, soweit nicht im Einzelfall hinreichende Anhaltspunkte für insbesondere durch Berührungsspannungen hervorgerufene Belästigungen bestehen, die nach Art, Ausmaß oder Dauer für die Nachbarschaft unzumutbar sind, außer Betracht 1. kurzzeitige Überschreitungen der Grenzwerte nach Satz 1 in Verbindung mit Anhang 1a um nicht mehr als 100 Prozent mit einer Dauer von nicht mehr als 5 Prozent eines Beurteilungszeitraumes von einem Tag und DOC Stand: Seite 3 von 21

6 2. kleinräumige Überschreitungen der Grenzwerte der elektrischen Feldstärke nach Satz 1 in Verbindung mit Anhang 1a um nicht mehr als 100 Prozent außerhalb von Gebäuden. (2) Zum Schutz vor schädlichen Umwelteinwirkungen sind Niederfrequenzanlagen, die nach dem 22. August 2013 errichtet werden, so zu errichten und zu betreiben, dass sie bei höchster betrieblicher Anlagenauslastung in ihrem Einwirkungsbereich an Orten, die zum nicht nur vorübergehenden Aufenthalt von Menschen bestimmt sind, die im Anhang 1a genannten Grenzwerte nicht überschreiten, wobei Niederfrequenzanlagen mit einer Frequenz von 50 Hertz die Hälfte des in Anhang 1a genannten Grenzwertes der magnetischen Flussdichte nicht überschreiten dürfen. Bestehende Genehmigungen und Planfeststellungsbeschlüsse bleiben unberührt. (3) Bei der Ermittlung der elektrischen Feldstärke und der magnetischen Flussdichte nach Absatz 1 und Absatz 2 sind alle Immissionen zu berücksichtigen, die durch andere Niederfrequenzanlagen sowie durch ortsfeste Hochfrequenzanlagen mit Frequenzen zwischen 9 Kilohertz und 10 Megahertz, die einer Standortbescheinigung nach 4 und 5 der Verordnung über das Nachweisverfahren zur Begrenzung elektromagnetischer Felder bedürfen, gemäß Anhang 2a entstehen. (4) Wirkungen wie Funkenentladungen auch zwischen Personen und leitfähigen Objekten sind zu vermeiden, wenn sie zu erheblichen Belästigungen oder Schäden führen können. Folgende Tabelle zeigt die maßgebenden Grenzwerte für Niederfrequenzanlagen gemäß Anhang 1 a der 26. BImSchV: Anhang 1a (zu 3): Grenzwerte für Niederfrequenzanlagen Grenzwerte Frequenz (f) Elektrische Feldstärke in Kilovolt pro Meter (kv/m) (ef- Magnetische Flussdichte in in Hertz (Hz) Mikrotesla (mt) (effektiv) fektiv) /f² /f /f /f /f , DOC Stand: Seite 4 von 21

7 Die o.g. Grenzwerte GE,16,67 = 5 kv/m und GM,16,67 = 300 µt sind für den hier betrachteten Frequenzbereich von 16 2/3 Hz gegenüber der bisherigen Fassung der 26.BImSchV (1996) bzw. den Empfehlungen der Strahlenschutzkommission für Grenzwerte zum Schutz der Bevölkerung vor elektromagnetischen Feldern [7] mit 10 kv/m und 300 µt lediglich im Bereich des Elektrischen Feldes geringer. Eine gewisse Verschärfung der Beurteilung ergibt sich allerdings aus der notwendigen Summenbetrachtung der NF und HF- Grenzwertanteile zur Berücksichtigung der Gesamtbelastung. Das die Strahlenschutzkommission bisher bereits empfohlen hatte, die Grenzwerte nicht voll auszuschöpfen, stellt die Verringerung des Grenzwertes keine völlig neue Erkenntnis dar. Zu der Grenzwertbildung im Bereich der niederfrequenten Felder wird auf das Hintergrundpapier des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU) vom Februar 2013 verwiesen [11]. Die Berufsgenossenschaftliche Vorschrift für Sicherheit und Gesundheit bei der Arbeit [8] hat in den Unfallverhütungsvorschriften (UVV) für elektromagnetische Felder für eine dauerhafte Exposition (Expositionsbereich 2) folgende höchstzulässigen Effektivwerte für die elektrische Feldstärke, sowie die magnetische Flussdichte definiert: Frequenzbereich f / Hz Effektivwert der elektrischen Feldstärke in kv/m Effektivwert der magnetischen Flussdichte in mt (1) , , ,22/f 16, ,3/f 21,22/f (1) Über Flächenelemente von 100 cm² zu mitteln Die in der UVV [8] enthaltenen Grenzwerte sind bei 16 2/3 Hz sowohl für das elektrische Feld mit 20 kv/m als auch für die magnetische Flussdichte mit µt deutlich über den Grenzwerten der 26.BImSchV [1] DOC Stand: Seite 5 von 21

8 3 ELEKTRISCHE UND MAGNETISCHE FELDER DES PLANVORHABENS Von der Gemeindegrenze der Stadt Erding bei Bahn-km 18,3+00 der Strecke 5601 kommend sind die Abstände der nächstgelegenen Bebauung entlang der Strecke im Bereich Langengeisling sowie der Gemeindegebiete Eitting und Oberding meist deutlich größer als 50 m, so dass in diesem Streckenabschnitt lediglich das Gewerbegebiet Schwaig (ca. km 24,2) von relevanten elektrischen und magnetischen Feldern i. S. des BImSchG betroffen sein wird. Für das Gewerbegebiet Schwaig wurde eine Immissionsprognose erstellt, in der die Einhaltung der Immissionswerte der 26. BImSchV nachgewiesen wurde. Bei ca. Bahn-km 24,9 verläuft die Strecke in den Flughafentrog. Von hier an bis zum Ende des PFA bei Bahn-km 27,0+46 verläuft die Strecke in Tunnellage. In der Tunnellage treten nach bisherigem Kenntnisstand keine durch Messung feststellbaren elektrischen Felder (E-Felder) durch den Bahnbetrieb aus dem Bauwerk. Allerdings werden die niederfrequenten magnetischen Felder (B-Felder) auch im Bereich von Tunnelbauwerken nicht relevant abgeschirmt und können zu Beeinflussungen von Telekommunikationsund Signalleitungen, Hochfrequenz- und Radarsystemen sowie hochsensible elektronische Geräte auf dem Betriebsgelände des Flughafens führen. Bei der Beurteilung wurde auf vorhandene messtechnische Untersuchungen im Flughafenbereich zurückgegriffen [15]. Zudem wird bereits seit Jahren eine konventionell elektrifizierte S-Bahntrasse im Bereich des Flughafens (westlicher Anschluss) betrieben, durch deren Betrieb bislang keine erheblichen Störungen verursacht werden [19]. Neben den Grenzwerten der 26. BImSchV für Einwirkungen auf Menschen ist insbesondere an Gewerbenutzungen, die gegenüber elektrischen und magnetischen Feldern empfindlich sind (z.b. Labor- und Forschungseinrichtungen, Konstruktionsbüros, Betriebe der Halbleitertechnik) eine negative Beeinflussung elektrischer Geräte nicht auszuschließen. Gerade bei baulichen Anlagen mit geringen Abständen ist eine Erhöhung kurzzeitiger Spitzenwerte des niederfrequenten Magnetfeldes zu prüfen, zusätzliche Speiseleitungen und Umspanneinrichtungen sowie weitere Abstandsverringerungen sind im Rahmen der EMV-Untersuchung zu bewerten und im Einzelfall ggf. zu kompensieren. Zusätzlich zu den Niederfrequenzanlagen im PFA soll bei Bahn-km 23,0+37 im Bereich Schwaigerloh eines GSM-R Funkmast errichtet und betrieben werden. Die hochfrequenten elektromagnetischen Felder des Mobilfunksystems werden prognostiziert und nach 26.BImSchV beurteilt DOC Stand: Seite 6 von 21

9 3.1 Elektromagnetische Umweltverträglichkeit (EMVU) Im Zuge des Planfeststellungsabschnitts 4.1 zwischen Erding und Flughafen München werden u. a. neue elektrotechnische Anlagen (z.b. Oberleitung) errichtet. Da der genannte Streckenabschnitt in Teilbereichen durch bebaute Gebiete verläuft, in den sich gegenüber magnetischen und elektrischen Feldwirkungen empfindliche Nutzungen befinden, wurden im Rahmen der Untersuchung die Abschnitte mit einer möglichen relevanten Beeinflussung identifiziert. In der Regel sind schutzbedürftige Nutzungen im Sinne des BImSchG in einem Abstand von weniger als 100 m zur Strecke betroffen und wurden im Rahmen der weiteren Planungen detaillierter betrachtet. Im Streckenverlauf des Vorhabens befinden sich betroffene Nutzungen nach BImSchG im Gewerbegebiet Oberding-Schwaig sowie im Bereich des Flughafens. Ausgehend von den Erfahrungen von vergleichbaren Strecken und der Trassenkenntnis sowie auf Grund der ermittelten Emissionswerte sind im vorliegenden Fall keine relevanten Beeinflussungen zu erwarten, auch wenn diese nicht grundsätzlich ausgeschlossen werden können. Eine negative Auswirkung auf das vorhandene Leitungssystem (Erhöhung der Magnetfeldbelastung auf der Bestandsstrecke) ist nicht zu erwarten, da kein baulicher Eingriff in die Elektrifizierung der Bestandsstrecke stattfindet und die zukünftig eingesetzten Züge voraussichtlich keine höhere Strom-/Leistungsaufnahme aufweisen, als die bereits heute im Bestand zulässigen Bahnfahrzeuge. 3.2 Einwirkung auf den Menschen Die Beurteilung der Einwirkungen elektrischer und magnetischer Felder auf die Allgemeinheit und die Nachbarschaft erfolgt nach der Sechsundzwanzigste Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (Verordnung über elektromagnetische Felder 26. BImSchV) in der aktuellen Fassung [1]. Im Rahmen der EMV-Untersuchung wurde nachgewiesen, dass an keinem maßgebenden Immissionsort in der Nachbarschaft der geplanten Bahnanlagen, bei höchster betrieblicher Anlagenauslastung unter Berücksichtigung etwaiger Vorbelastung, die Grenzwerte der 26. BImSchV überschritten werden, d.h. schädliche Umwelteinwirkungen durch elektrische und magnetische Felder ausgeschlossen werden können. Zum Zwecke der Vorsorge sind die Möglichkeiten auszuschöpfen, die von der Anlage ausgehenden elektrischen, magnetischen und elektromagnetischen Felder nach dem Stand der Technik unter Berücksichtigung von Gegebenheiten im Einwirkungsbereich zu minimieren. Bei dem Planvorhaben handelt es sich um den Neubau einer konventionell gespeisten zweigleisigen S-Bahntrasse, durch kaum besiedeltes Gebiet. Zusätzliche Verstärkungsleitungen sind nicht geplant. Insofern ist sichergestellt, dass der Stand der Technik unter Berücksichtigung der Verhältnismäßigkeit einer Minimierung der niederfrequenten elektrischen und magnetischen Felder berücksichtigt wurde DOC Stand: Seite 7 von 21

10 3.3 Einwirkung auf Geräte und Anlagen Die 26. BImSchV gilt zum Schutz von Menschen vor elektomagnetischen Feldern. In der Nachbarschaft der Neubaustrecke kann es überdies zu einer negativen Beeinflussung von Geräten und Anlagen und deren Nutzung kommen. Allgemeingültige Grenzwerte für elektromagnetische Einwirkung auf Geräte und Anlagen existieren nicht. Anhaltspunkte für die Störfestigkeit technischer Geräte können dem technischen Regelwerk für spezifische elektromagnetisch empfindliche Geräte und Betriebsmittel entnommen werden. Dies sind zum Beispiel Kathodenstrahlröhren, Fernmeldeeinrichtungen, Labor- und Diagnosegeräte, wissenschaftliche und medizinische Geräte (z.b. Herzschrittmacher) usw.; die besonders empfindlichen Geräte können bereits ab Spitzenwerten des Effektivwertes der magnetischen Flussdichte von 0,4 µt beeinflusst werden. Derartigen Immissionskonflikten ist durch das Planvorhaben entgegenzuwirken. Nachfolgende Tabelle zeigt einige typische Anhaltswerte für die Mindeststörfestigkeiten technischer Geräte (beispielhaft). Technische Geräte/Anlagen Störschwelle BFeld, NF Feldemissions-Raster-Elektronenmikroskop 0,3 µt PC-Kathodenstrahlmonitor (21 Zoll) 0,4 µt PC-Kathodenstrahlmonitor (17 Zoll) 0,6 µt Medizintechnik: EEG, EKG-Geräte 1,0 µt Medizintechnik: Röntgenröhre 10 µt Raster-Elektronenmikrosop 10 µt ältere aktive Implantate (Herzschrittmacher), Defibrillatoren 20 bis 30 µt neuere aktive Implantate (mit CE-Konformität) 100 µt Magnetische Speicher, Disketten µt 3.4 Untersuchungsumfang Die Prognose zukünftiger elektrischer und magnetischer Felder durch die niederfrequenten Bahnanlagen erfolgt auf Grundlage der Planunterlagen durch Messung, Berechnung und Prognoseabschätzung. Die Messungen wurden mit isotropen Sensoren nach den Vorgaben der DIN EN [12] durchgeführt, dabei wurden die Elektrischen Feldstärken E [V/m] und die Magnetischen Flussdichten B [mt] frequenzselektiv an repräsentativen Querschnitten aufgezeichnet. Für die geplanten Bahnstromanlagen erfolgten die Messungen an Referenzobjekten. Als Referenz für den S-Bahnverkehr in Tunnellage DOC Stand: Seite 8 von 21

11 wurden Feldstärkemessungen am bestehenden S-Bahntunnel der Stammstrecke an der Orleansstraße/ Rosenheimer Straße gemessen. Die Prognose der projektbedingten elektrischen und magnetischen Felder basiert auf Berechnungen, die unter der Annahme ungünstigster Betriebsbedingungen (maximaler Traktionsstrom/ Kurzschlussfall) bei höchster betrieblicher Auslastung i.s. der 26.BImSchV erforderlichenfalls an ausgewählten Querschnitten vorgenommen werden. Als Ergebnisse der Untersuchung werden die elektrischen und magnetischen Felder entlang des Planabschnittes in Form von Isolinien kartographisch dargestellt. Da das Magnetfeld im Gegensatz zum elektrischen Feld die Eigenschaft hat, dass es die meisten Materialien nahezu unvermindert durchdringt, wurde die Gesamtexposition des maximalen Effektivwertes der niederfrequenten magnetischen Flussdichte von 0,4 µt, 1,0 µt sowie des mittleren Effektivwerts von 300 µt (Grenzwert der 26. BImSchV) dargestellt und bewertet. Die Ermittlung der Isolinien erfolgt durch Interpolation der Ergebnisse zwischen einer ausreichenden Anzahl von Untersuchungsquerschnitten in Verbindung mit Prognoseberechnungen. Die hochfrequenten elektromagnetischen Felder in der Nachbarschaft des GSM-R Funkmastes in Schwaigerloh werden auf Basis der Betriebsdaten (Frequenzbereich, Sendeleistung, Lage und Anzahl der Antennen usw.) für das Fernfeld nach DIN VDE 0848 Teil 1 [3] für die höchste betriebliche Auslastung (worst-case) berechnet und nach 26.BImSchV beurteilt DOC Stand: Seite 9 von 21

12 4 ERMITTLUNG ELEKTRISCHER UND MAGNETISCHER FELDER AN BAHNSTRECKEN Im Gegensatz zu den Netzen der öffentlichen Stromversorgung (50 Hz) unterliegt die Stärke der niederfrequenten Magnetfelder an Bahnstrecken (16 2/3 Hz) einer erheblichen zeitlichen und örtlichen Schwankungsbreite. Je nach Versorgungsabschnitten der Oberleitung sowie Parametern der Stromaufnahme (z.b. Art und Betriebszustand der Antriebsmaschine) verhalten sich die hervorgerufenen Magnetfelder instationär und anisotrop. Im Gegensatz dazu ist das elektrische Feld von Bahnstrecken unmittelbar von der Versorgungsspannung abhängig und deshalb weitestgehend stationär. Insofern erfolgt die Ermittlung der Feldstärken an Bahnstrecken vorrangig durch Messungen. Im Fall von Neubaustrecken sind Messungen allerdings auf Referenzstrecken beschränkt. 4.1 Beweissicherungsmessungen Im Fall von bestehenden elektrifizierten Streckenabschnitten werden an repräsentativ ausgewählten Messquerschnitten Beweissicherungsmessungen durchgeführt. Derartige Beweissicherungsmessungen dienen zur Ermittlung der vorhandenen Feldstärken zur Beurteilung der elektromagnetischen Umweltverträglichkeit (Freiflächen und überbauten Raum). Beweissicherungsmessungen wurden im vorliegenden Fall nicht durchgeführt, da es sich um eine Neubaustrecke handelt und Ergebnisse von hochfrequenten Feldstärkemessungen vorliegen [15]. Nach Inbetriebnahme der Strecke werden ggf. notwendige Beweissicherungsmessungen durchgeführt. 4.2 Prognoseberechnungen Im Hinblick auf die Oberleitungsart kommen im Zuge des Planvorhabens zwei verschiedene Systeme zum Einsatz: Im Bereich der Tunnelbauwerke sind Deckenstromschienen und im Bereich der freien Strecken konventionelle Kettenfahrleitungen vorgesehen. Die Bauart und die damit einhergehenden geometrischen Verhältnisse haben keinen wesentlichen Einfluss auf die elektrischen und magnetischen Felder während des Bahnbetriebs. Zum Schutz des Flughafens vor niederfrequenten magnetischen Feldern sind an der Trasse im Bereich des Flughafentunnels bereits zusätzliche parallele Rückleiter geplant. Diese führen zu einer deutlichen Reduktion des Magnetfeldes, das elektrische Feld wird durch die Tunnelbauwerke abgeschirmt. Im Rahmen von Prognoseabschätzungen wurde das Magnetfeld im Bereich von drei kennzeichnenden Querschnitten simuliert: Q1, Bahn km 27,1 im Flughafentunnel mit außen laufenden Rückleitern Q2, Bahn km 26,9 im Flughafentunnel mit innen laufenden Rückleitern Q3, Bahn km 24,3 auf freier Strecke im Bereich von Schwaigerloh Für das Ergebnis dieser Simulationen sind die Annahmen über den Lastzustand (Stromabnahme) sowie die Verteilung der Rückströme über Schienen, Erdreich und ggfs. Rückleiter maßgebend. Als Basis für die Belanzierung der Stromverteilung wurde das Fahr DOC Stand: Seite 10 von 21

13 strom- und Kurzschlussdiagramm [21] für einen mittleren und einen maximalen Lastfall verwendet. Für eine vergleichende Darstellung der bauartbedingten Unterschiede der Magnetfelder wurde an den drei Querschnitten von gleichen Annahmen für die Last- und Stromverteilung ausgegangen. Nachfolgende Abbildungen zeigen die drei betrachteten Querschnitte. Abbildung 1: Oberleitungssysteme der Neubaustrecke (schematisch), Querschnitt Q 1, Bahn km 27,1 Abbildung 2: Oberleitungssysteme der Neubaustrecke (schematisch), Querschnitt Q2, Bahn km 26, DOC Stand: Seite 11 von 21

14 Abbildung 3: Oberleitungssysteme der Neubaustrecke (schematisch), Querschnitt Q3, Bahn km 24,3 Ausgehend von den drei Oberleitungssystemen erfolgte die Simulation des Magnetfeldes in den drei Querschnitten (exemplarisch). Je Querschnitt wurden verschiedene Lastfälle untersucht. Die beiden wesentlichen Lastfälle sind für einen Vergleich der Feldstärken dargestellt: a) Zweigleisiger Verkehr im Versorgungsabschnitt mit jeweils 470 A Traktionsstrom auf dem Fahrdraht b) Eingleisiger Verkehr (auf dem linken Gleis) mit 1050 A maximaler Traktioinsstrom auf dem Fahrdraht beim Anfahren bzw. Beschleunigen Das Ergebnis der Magnefdeldsimulationen ist in Anhang dokumentiert. Es ist ersichtlich, dass die Grenzwerte der 26. BImSchV, auch bei hohen betrieblichen Auslastungen, bereits im Nahbereich der Oberleitungen (Abstand unter 2 m) zuverlässig eingehalten werden (vgl. Anhang 2). Das in den Tunnelbauwerken geplante Rückleitersystem führt zu einer Verringerung der Magnetfeldimmissionen in der Nachbarschaft. Um diesen Effekt zu quantifizieren wurden die flächenhaften Magnetfeldberechnungen (exemplarisch für den Lastfall a) in einer Schnitthöhe von 2 m über Gelände ausgewertet und die Flussdichte mit zunehmendem Abstand von der Streckenachse als Abklingfunktion B(s) aufgetragen. Das Ergebnis ist aus folgender Abbildung 4 ersichtlich DOC Stand: Seite 12 von 21

15 Vergleich des Abklingverhaltens des Magnetfeldes an den drei Querschnitten in einer Höhe von 2m über Gelände, simulierter Lastfall a Q 1, Bahn km 27,1 Q2, Bahn km 26,9 Q3, Bahn km 24,3 Magnetische Flussdichte B [µt] Abstand zur Streckenachse [m] Abbildung 4: Vergleich der magnetischen Flussdichten in den drei Querschnitten Es ist ersichtlich, dass die niederfrequenten Magnetfelder durch die bahnparallelen Rückleiter deutlich reduziert werden. In einem Abstand von 10 m betragen die höchsten magnetischen Flussdichten je nach Querschnitt von 5 µt in Tunnellage bis 8 µt auf freier Strecke. Die Abbildung hat einen theoretisierenden Charaketer, da die tatsächlich auf der Strecke auftretende Magnetfeldkompensation von der Aufteilung der Rückströme (Rückleiter, Schiene, Erdreich, Tragseil) und weiteren Randbedingungen (Witterungsbedingungen, Untergrundverhältnisse usw.) abhängt und diese in den verschiedenen Versorgungsabschnitten (vgl. [21]) im Einzelfall abweichen kann. 4.3 Referenzmessungen Bei Neubaustrecken erfolgt in der Regel eine Übertragung der Messergebnisse von Referenzstrecken mit vergleichbaren Verhältnissen (Streckenart, Elektrifizierung, Zugemengengerüst und takt, Höhenlage, usw.). An ausgewählten Referenzstrecken wurden Messpunktreihen mit unterschiedlichen orthogonalen Abständen sowie Höhenlagen zur Bahntrasse bzw. von Speise- und Versorgungsleitungen angeordnet, sog. Referenzmessquerschnitte. An den Referenzmessquerschnitten werden anschließend jeweils Verlaufsfunktionen der Feldstärken der niederfrequenten Felder, in verschiedenen Aufpunkthöhen, durch Regressionsfunktionen ermittelt, sog. Abklingfunktionen. Auf Basis der gemessenen Ablinkfunktionen können die Zahlenwerte der Feldgrößen an zusätzlichen Einzelmesspunkten bestimmt werden, um damit die Feldstärken in verschiedenen Abständen zu prognostizieren. Der zu erwartende physikalische Abstandszusammenhang für das Abklingverhalten des 1-Leitersystems von Bahnlinien ist B ~ 1/r DOC Stand: Seite 13 von 21

16 Aufgrund der eheblichen räumlichen und zeitlichen Schwankungen des Magnetfeldes von Bahnstrecken erfolgt die Erfassung repräsentativer Messzeiträume von jeweils ca. 45 Minuten (bei Nahverkehrsstrecken). Für eine Differenzierung der unterschiedlichen Felder werden die Messdaten frequenzselektiv (Bandpass mit 16 2/3 Hz) erfasst. Die Messungen erfolgten entsprechend DIN VDE 0848 Teil 1 [3] bzw. DIN EN [12]. Nachfolgende Abbildung 5 stellt das niederfrequente Magnetfeld (16 2/3 Hz) von zweigleisigen S-Bahnstrecken im Münchner Raum, als Ergebnis verschiedener Referenzmessungen, dar. Referenz S-Bahn (zweigleisig, konventionelle Speisung) Bm [µt] S3 (Fasanengarten - Fasanenpark) Bm [µt] S7 (Siemenswerke - Solln) Beff,max [µt] B eff (theor.) [µt] 30,00 Bmax [µt] S3 (Fasanengarten - Fasanenpark) Bmax [µt] S7 (Siemenswerke - Solln) Beff [µt] Magnetische Flussdichte B [µt] in einer Höhe von 1,5m über Gelände 25,00 20,00 15,00 10,00 5,00 0, Abstand zur Gleisachse [m] Abbildung 5: Abklingverhalten der Magnetischen Flussdichte an einer zweigleisigen S-Bahnstrecke Die Referenzmessung am bestehenden S-Bahntunnel der Stammstrecke an der Orleansstraße/ Rosenheimer Straße führte in einem Abstand von ca. 4 m oberhalb der Fahrleitung zu Flussdichten von bis zu 35 µt. Die tatsächlichen Flussichten liegen damit bereits im Nahbereich von 4 m zum Fahrleiter bei lediglich 11,7 % des Grenzwertes. Die an Referenzquerschnitten gemessenen magnetischen Flussdichten (Mittelwert und Maximalwert des Effektivwertes) sind geringer als die berechneten Prognosen gemäß Anhang, so dass die Simulationsergebnisse auf der sicheren Seite liegen DOC Stand: Seite 14 von 21

17 5 ERMITTLUNG ELEKTROMAGNETISCHER FELDER GSM-R FUNKMAST Bei Bahn-km 23,0+37 im Bereich Schwaigerloh wird ein GSM-R Funkmast errichtet. Vom Betrieb der Mobilfunksendeanlage gehen hochfrequente elektromagnetische Felder des aus. Die Oberkante des Sendemastes befindet sich ca. 30,0 m über GOK, in einem orthogonalen Abstand von ca. 8,3 m zur nächstgelegenen Gleisachse. Das GSM-R Mobilfunksystem der Bahn kommt im GSM 900 Standardmodus zur Ausführung. Der Frequenzplanung stehen theoretisch 20 Kanäle zur Verfügung (ARFCN ). Das Uplink-Frequenzspektrum liegt zwischen 876,2MHz und 880,0MHz (Mobile sendet, Basisstation empfängt). Das Downlink-Frequenzspektrum liegt zwischen 921,2MHz und 925,0MHz (Mobile empfängt, Basisstation sendet). Die Senderausgangsleistung der geplanten Basisstation beträgt 55 Watt. Die Sendeausgangsleistung wird über einen Power-Splitter auf die zwei Antennen am Funkmast aufgeteilt und beträgt je Senderichtung somit 27,5 Watt, die bei der Feldstärkeprognose der Strahlungsleistung gleich gesetzt wird. Die Hauptstrahlrichtung der Mobilfunksendeanlage befindet sich entlang der Bahntrasse. Die Richtcharakteristik der Antennen ist nicht genauer bekannt. Für eine Immissionsprognose auf der sicheren Seite wird ein Gewinnfaktor von G = 100 (= 20 db) angenommen. Die Prognose stellt somit eine Maximalabschätzung zugunsten der Nachbarschaft dar. Auf Höhe der Antennen des Sendemastes betragen die elektromagnetischen Feldstärken in Hauptsenderichtung in einem Abstand von 10 m bis zu Eeff = 40,4 V/m (elektrisches Feld) und Heff = 0,107 A/m (magnetisches Feld) und halten damit bereits die Grenzwerte der 26. BImSchV für den Frequenzbereich ein. In vertikaler Richtung reduzieren sich die Leistungsflussdichten unter- und oberhalb der Antennenebene durch die Richtcharakteristik erfahrungsgemäß erheblich, so dass im ebenerdigen Freiraum (Höhe 1,5 über GOK) in einem horizontalen Abstand von 10 m die elektromagnetischen Feldstärken nicht mehr als Eeff = 2,0 V/m (elektrisches Feld) und Heff = 0,005 A/m (magnetisches Feld) betragen, so dass hier nicht mehr als 5 % des Grenzwertes der 26. BImSchV erreicht werden DOC Stand: Seite 15 von 21

18 6 PROGNOSE ELEKTRISCHER UND MAGNETISCHER FELDER 6.1 Niederfrequente elektrische Feldstärken Das elektrische Feld der geplanten Bahntrasse beträgt bei höchster betrieblicher Auslastung im Sinne von II.3.3 der Durchführungshinweise zur 26.BImSchV [2] bis zu 1,2 kv/m (Spitzenfeldstärke). Nachfolgende Abbildung zeigt das theoretische Abklingsverhalten des 1-Leitersystems von Bahnstromleitungen mit B ~ 1/r einer zweigleisigen S- Bahnstrecke. E [kv/m] 6 E [kv/m] re. Gleis Abbildung 6: Abklingverhalten der elektrischen Feldstärke an einer zweigleisigen S-Bahnstrecke (theoretisch) Bei einem Abstand von 10 m zur nächstgelegenen Gleisachse beträgt die elektrische Feldstärke bis zu 1,6 kv/m. Im Betrieb sind in der Regel in diesem Abstand Feldstärken von nicht mehr als 0,2 kv/m nachweisbar. Die Referenzmessung am bestehenden S-Bahntunnel der Stammstrecke an der Orleansstraße/ Rosenheimer Straße führte oberhalb des Tunnels zu elektrischen Feldstärken von unter 0,02 kv/m, so dass im Bereich der Tunnellage das elektrische Feld nicht relevant ist. Der maßgebende Grenzwert der Elektrischen Feldstärke beträgt gemäß Anhang 1a der 26.BImSchV [1] im Frequenzbereich 8 bis 25 Hz 5 kv/m (Effektivwert). Damit beträgt der Immissionsbeitrag der Neubaustrecke in Bereichen ohne Abschirmungen (auf der freien Strecke) in einem Abstand von 10 m zur Gleisachse höchstens 32 % des Grenzwertes DOC Stand: Seite 16 von 21

19 6.2 Niederfrequente magnetische Flussdichten Bei einem theoretisierenden Ansatz betragen die maximalen Feldstärken einer zweigleisigen S-Bahnstrecke mit einem konventionellen 16 2/3 Hz - 15kV-Versorgungssystem (Fahrdraht mit Schienenerdung ohne separate Rück- oder Verstärkungsleitung) in einem Abstand von 10 m zur Trassenmitte (Aufpunkthöhe 2 m über Schienenoberkante) bis zu 10 µt (Magnetischen Flussdichte B), vgl. Abbildung 6. Bei höchsten betrieblichen Auslastungen können um den Faktor 2 höhere Emissionen auftreten (vgl. Anhang 2). Bei frequenzselektiven Messungen an vergleichbaren eingleisigen S-Bahnstrecken im Bereich des Münchner Streckennetzes wurden in dem Abstand von 10 m tatsächlich mittlere Magnetische Flussdichten von nicht mehr als 1 µt sowie kurzzeitige Spitzenwerte von bis zu 4 µt aufgezeichnet. Die Referenzmessung am bestehenden S-Bahntunnel der Stammstrecke an der Orleansstraße/ Rosenheimer Straße führte in einem Abstand von ca. 4 m oberhalb der Fahrleitung zu Flussdichten von bis zu 35 µt. Der maßgebende Grenzwert der Magnetischen Flussdichte beträgt gemäß Anhang 1a der 26.BImSchV im Frequenzbereich 8 bis 25 Hz 300 µt (Effektivwert). Damit beträgt der Immissionsbeitrag der Neubaustrecke in einem Abstand von 4 m zum Fahrdraht nicht mehr als 12 % des Grenzwertes. Damit ist auch unter Berücksichtigung von hochfrequenten elektrischen Feldern, insbesondere aus dem Bereich des Flughafens sichergestellt (vgl. Messungen zur Planfeststellung des Flughafenausbaus [15]), dass die Gesamtbelastung deutlich unterhalb der Grenzwerte liegt. Um die Relevanz der Einwirkung auf Geräte und Anlagen durch niederfrequente Magnetfelder einschätzen zu können, wurden aus den Referenzmessungen die Spitzenwerte der Effektivwerte der Flussdichten herangezogen und die Abstände einer 0,4 µt- Isolinie beiderseits der Gleisachse ermittelt: Spitzenbelastungen von 0,4 µt sind entsprechend der Referenzmessungen und Prognoseberechnungen in einem Abstand von bis zu 75 m zur Gleisachse nicht auszuschließen. In diesem Korridor beiderseits der Bahntrasse befinden sich zwei Außenbereichsnutzungen (Kirchenstraße 60 und 61, Oberding), bei denen der Betrieb von sensiblen technischen Einrichtungen nicht zu erwarten ist, sowie einzelne Gewerbebetriebe in Schwaig und Einrichtungen des Flughafens München. 6.3 Hochfrequente elektromagnetische Felder Im Bereich des GSM-R Sendemast befinden sich die nächstgelegenen Aufenthaltsräume an einem Anwesen im Außenbereich (Kirchenstraße 61, Oberding) in einem Abstand von 60 m. Die hochfrequenten elektromagnetischen Felder der GSM-R Mobilfunkanlage werden bei diesem Abstand die Grenzwerte der 26. BImSchV um mehr als den Faktor 125 (entspricht 0,8 % des Grenzwertes) unterschreiten. Schädliche Umwelteinwirkungen durch hochfrequente elektromagnetische Felder sind somit ausgeschlossen DOC Stand: Seite 17 von 21

20 6.4 Beurteilung Die prognostizierten elektrischen und magnetischen Felder der Neubaustrecke liegen somit bereits im unmittelbaren Nahbereich der Bahntrasse weit unterhalb der gesetzlichen Grenzwerte der 26. BImSchV, in der Fassung vom August 2013, von 5 kv/m beim niederfrequenten elektrischen Feld bzw. von 300 μt beim niederfrequenten magnetischen Feld für eine Dauerexposition von Menschen. Auch die prognostizierten hochfrequenten elektromagnetischen Felder des GSM-R-Funkmastes bei Bahn-km 23,0+37 liegen weit unterhalb der zulässigen Grenzwerte. Schutz- oder Kompensationsmaßnahmen für die Einwirkung auf Menschen sind somit nicht erforderlich. Erhebliche Umwelteinwirkungen auf die Gesundheit können ausgeschlossen werden. Damit sind auch gesunde Arbeitsverhältnisse im Bereich des Flughafens sichergestellt. Entsprechend vergleichbarer Planverfahren sind Beeinflussungen von Telekommunikations- und Signalleitungen, Hochfrequenz- und Radarsystemen, Rohrleitungen sowie sonstiger hochsensibler elektronischer Geräte im Rahmen der Realisierung der Maßnahme zu berücksichtigen. München, Möhler+Partner Ingenieure AG ppa. Dipl.-Ing. Manfred Liepert Dipl.-Ing. (FH) Christian Eulitz DOC Stand: Seite 18 von 21

21 7 GRUNDLAGENVERZEICHNIS [1] Sechsundzwanzigste Verordnung zur Durchführung des Bundes- Immissionsschutzgesetzes (Verordnung über elektromagnetische Felder 26. BImSchV); Verordnung über elektromagnetische Felder in der Fassung der Bekanntmachung vom 14. August 2013 (BGBl. I S. 3266) [2] Hinweise zur Durchführung der Verordnung über elektromagnetische Felder (26. BIm- SchV) in der überarbeiteten Fassung gem. Beschluss des Länderausschusses für Immissionsschutz, 107.Sitzung vom 17. März 2004 [3] DIN VDE Sicherheit in elektrischen, magnetischen und elektromagnetischen Feldern; Meß- und Berechnungsverfahren, Beuth Verlag, 2000 [4] DIN VDE Elektrische Anlagen von Gebäuden - Teil 4: Schutzmaßnahmen; Kapitel 44: Schutz bei Überspannungen; Hauptabschnitt 444: Schutz gegen elektromagnetische Störungen (EMI) in Anlagen von Gebäuden (IEC , modifiziert); Deutsche Fassung CENELEC R :1999, Oktober 1999 [5] DIN V VDE V Elektrische Anlagen von Gebäuden - Teil 5: Auswahl und Errichtung von Betriebsmitteln - Hauptabschnitt 548: Erdung und Potentialausgleich für Anlagen der Informationstechnik (IEC :1996), Okotber 1999 [6] DIN VDE 0228 ff. Maßnahmen bei Beeinflussung von Fernmeldeanlagen durch Starkstromanlagen, Dezember 1987 [7] Grenzwerte und Vorsorgemaßnahmen zum Schutz der Bevölkerung gegenüber elektromagnetischen Feldern; Empfehlungen der Strahlenschutzkommission (SSK); Bonn [8] Berufsgenossenschaftliche Vorschrift für Sicherheit und Gesundheit bei der Arbeit, BGV B11 (VBG 25) UVV Elektromagnetische Felder, Juni 2001 [9] Gesetz zum Schutz vor schädlichen Umwelteinwirkungen durch Luftverunreinigungen, Geräusche, Erschütterungen und ähnliche Vorgänge (Bundes-Immissionsschutzgesetz - BImSchG), 26. September 2002, in der aktuellen Fassung [10] TE Nr. 3, Richtlinie für Schutzmaßnahmen an Tk-Anlagen gegen Beeinflussung durch Netze der elektrischen Energieüber-tragung, -verteilung sowie Wechselstrombahnen, Schiedsstelle für Beeinflussungsfragen, April 2005 [11] Hintergrundpapier: Grenzwerte im Bereich niederfrequenter Felder (u. a. Stromübertragung), Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit, Februar DOC Stand: Seite 19 von 21

22 [12] DIN EN 50413; VDE : , Grundnorm zu Mess- und Berechnungsverfahren der Exposition von Personen in elektrischen, magnetischen und elektromagnetischen Feldern (0 Hz bis 300 GHz); Deutsche Fassung EN 50413:2008 [13] TE Nr. 7 Maßnahmen beim Bau und Betrieb von Rohrleitungen im Einflussbereich von Hochspannungs-Drehstromanlagen und Wechselstrom-Bahnanlagen Schiedsstelle für Beeinflussungsfragen, April 2005 [14] DIN EN 50413/AA (VDE /A1), Normentwurf vom Juni 2013 [15] Ermittlung und Beurteilung der Hochfrequenzimmissionen im Umland (EMV), Planfeststellungsverfahren 3. Start- und Landebahn, MBBM, Flughafen München, Juni 2007 [16] DIN EN (VDE ) Normenreihe Bahnanwendungen Elektromagnetische Verträglichkeit vom Juli 2007 [17] Erläuterung der Bewertungsverfahren nach BEMFV (Verordnung über das Nachweisverfahren zur Begrenzung elektromagnetischer Felder), Bundesnetzagentur, link: (Stand: ) [18] Produktbeispiel: Nickel/Eisen- Legierung, sogenanntes Mu Metall, isotrop, vgl. Aaronia MagnoShield DUR, link: DUR/ (Stand: ) [19] Telefonnotiz, fernmündliche Auskunft durch Herrn W. Zellmer, Leiter Ingenieurbau, Hochbau und Infrastruktur, Geschäftsbereich Real Estate der Flughafen München GmbH, Dezember 2013 [20] Protokoll der Abstimmung zum Thema EMV und Anlagenbesichtigung, _B_IOS_SSF_EMV_LEAR, [21] Fahrstrom- und Kurzschlussdiagramm, Abschnitt Uw Markt Schwaben Sp Flughafen, 3185v, DB Systemtechnik GmbH, DOC Stand: Seite 20 von 21

23 8 ANHANG Anhang 1.1: Anhang 1.2: Anhang 2: Isoliniendarstellung NF B-Feld im Flughafenbereich Isoliniendarstellung NF B-Feld im Gewerbegebiet Schwaig Prognose der niederfrequenten magnetischen Flussdichten DOC Stand: Seite 21 von 21

24 Anhang 1.1: Isoliniendarstellung B-Feld (magnetische Flussdichten) im Flughafenbereich Übersichtslageplan DOC Stand: Anhang 1, Seite 1 von 6

25 Abschnitt A DOC Stand: Anhang 1, Seite 2 von 6

26 Abschnitt A DOC Stand: Anhang 1, Seite 3 von 6

27 Abschnitt A DOC Stand: Anhang 1, Seite 4 von 6

28 Abschnitt A DOC Stand: Anhang 1, Seite 5 von 6

29 Anhang 2.2: Isoliniendarstellung B-Feld (magnetische Flussdichten) im Gewerbegebiet Schwaig DOC Stand: Anhang 1, Seite 6 von 6

30 Anhang 1.1: Magnetische Flussdichte B in µt im Querschnitt Q 1 (km 27,1) Tunnellage, außen liegende Rückleiter, zweigleisig befahren, 470 A Traktionsstrom je Gleis Tunnellage, außen liegende Rückleiter, eingleisig befahren, 1050 A Traktionsstrom DOC Stand: Anhang 2, Seite 1 von 3

31 Anhang 1.2: Magnetische Flussdichte B in µt im Querschnitt Q 2 (km 26,9) Tunnellage, innen liegende Rückleiter, zweigleisig befahren, 470 A Traktionsstrom je Gleis Tunnellage, innen liegende Rückleiter, eingleisig befahren, 1050 A Traktionsstrom DOC Stand: Anhang 2, Seite 2 von 3

32 Anhang 1.3: Magnetische Flussdichte B in µt im Querschnitt Q 3 (km 24,3) Oberirdische Strecke ohne Rückleiter, zweigleisig befahren, 470 A Traktionsstrom je Gleis Oberirdische Strecke ohne Rückleiter, eingleisig befahren, 1050 A Traktionsstrom DOC Stand: Anhang 2, Seite 3 von 3