Ermittlung und Bewertung der elektromagnetischen Exposition durch WLAN-Techniken Sind wir gefährdet?

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1 Inhouse-Vernetzung von Schulen, Ermittlung und Bewertung der elektromagnetischen Exposition durch WLAN-Techniken Sind wir gefährdet? Dr. Christian Bornkessel, IMST GmbH, Carl-Friedrich-Gauß-Str. 2, Kamp-Lintfort IMST GmbH Carl-Friedrich-Gauß-Strasse Kamp-Lintfort Tel.: Fax:

2 Die 5 "Wie"s des Vortrags Wie funktioniert WLAN? Wie kann man die elektromagnetischen Felder von WLAN messen? Wie kommen die Grenzwerte zustande? Wie hoch sind typische Messwerte? Wie verteilen sich die Felder um einen Access- Point bzw. ein Endgerät? Folie 2

3 EMVU-Aktivitäten der IMST GmbH Mess- und Berechnungsverfahren zur Ermittlung der Exposition der Bevölkerung im Umfeld von Funk-Sendeanlagen Umfangreiche Immissions-Messreihen Systematische Analyse von Immissionsverteilungen Beratung für Kommunen Messung der SAR-Werte von Handys ("Kopfeinstrahlung") Entwicklung und Aufbau von Expositionseinrichtungen für elektro-biologische Versuche BS Folie 3

4 Motivation Rasanter Aufbau von WLAN Access Points Verfügbarkeit in "öffentlich zugängliche Bereichen": - Cafes - Flughafenterminals - Bahnhöfe, Züge (ICE) - Messehallen - Schulen Öffentliche Debatte über mögliche Gesundheitsrisiken Fokus der Diskussion: Exposition "Unbeteiligter" Folie 4

5 Aufbau eines WLAN-Netzes Folie 5 Quelle: ARC Seibersdorf research GmbH, Bestimmung der Exposition bei Verwendung kabelloser Übermittlungsverfahren in Haushalt und Büro, 1. Zwischenbericht zum Forschungsvorhaben StSch 4403 im Auftrag des Bundesamtes für Strahlenschutz, 2004

6 WLAN-Signal im Frequenzbereich Ref 97 dbµv/m * Att 0 db * RBW 10 MHz * VBW 10 MHz * SWT 125 ms Marker 1 [T1 ] dbµv/m GHz 90 A 1 RM * VIEW TDF MHz 0 Center GHz 10 MHz/ Span 100 MHz Fokus auf WLAN b ,5 MHz Access Points und mobile Endgeräte max. 100 mw Folie 6

7 WLAN-Signal im Zeitbereich Ohne Verkehr Mit Verkehr Ref 97 dbµv/m * Att 0 db RBW 10 MHz * VBW 10 MHz SWT 500 ms Marker 1 [T1 ] dbµv/m ms Ref 97 dbµv/m * Att 0 db RBW 10 MHz * VBW 10 MHz SWT 500 ms Marker 1 [T1 ] dbµv/m ms 90 A 90 A 1RM* VIEW 80 1RM* VIEW TDF 70 TDF Center GHz 50 ms/ 0 Center GHz 50 ms/ Bakensignale durch Access-Point Immission durch Endgerät Immission durch WLAN stark auslastungsabhängig Folie 7

8 Messung von WLAN-Immissionen Spektrumanalysator und Antenne "Schwenkmethode" zur Ermittlung des örtlichen Maximums keine zeitliche oder örtliche Mittelung Extrapolation auf den maximalen Betriebszustand der Anlage (im Realfall wird dieser nicht erreicht) "reale" bzw. örtlich und zeitlich gemittelte Exposition ist stets kleiner als die nach diesem Verfahren gemessene Alle folgenden Darstellungen beziehen sich auf die WLAN-Immissionen bei maximalem Betriebszustand und örtlichem Maximum Folie 8

9 Nicht jeder kann messen! Messungen im Frequenzbereich sind nicht zu empfehlen, Zeitbereich sollte bevorzugt werden RMS-Detektor nötig, Peak-Detektor überschätzt Immission Sweep-Time >100 ms, ansonsten wird Immission überschätzt Auflösebandbreite an Signalbandbreite anpassen; zu kleine Bandbreiten unterschätzen die Immission "Max-Hold" verwenden = maximal mögliche Exposition bei 100 % Verkehr Korrektur für realen max. Verkehr: 90 % Access Point, 98 % Endgerät Folie 9

10 Grenzwerte Biologischer Effekt: Temperaturerhöhung von 1 C Basisgrenzwerte nach ICNIRP (Allgemeinbevölkerung) Spezifische Absorptionsrate (SAR), mit Sicherheitsfaktoren: Ganzkörper: 0,08 W/kg Teilkörper: Kopf und Rumpf 2 W/kg, Hände und Füße: 4 W/kg Abgeleitete Grenzwerte nach 26. BImSchV bzw. EU-Ratsempfehlung 99/519/EG Deutschland 26. BImSchV Elektrische Feldstärke E eff in V/m Magnetische Feldstärke H eff in A/m Äquivalente Leistungsflussdichte S in W/m 2 GSM ,8 0,11 4,6 GSM ,7 0,16 9,1 UMTS, WLAN 61,0 0,16 10 Folie 10

11 Messergebnisse Studie für das "Informationszentrum Mobilfunk", 2005 Messungen durch IMST GmbH und EM-Institut GmbH Messungen in - typischer Arbeitsplatzumgebung (Immission durch Access-Points) - typischer Arbeitsplatzumgebung (Immission durch Endgeräte) - Lounge (Immission durch Access-Points und Endgeräte) SAR-Messungen ARC Seibersdorf research GmbH (Deutsches Mobilfunk-Forschungsprogramm) Folie 11

12 Szenario 1: Exposition durch Access-Points Typische Arbeitsplatzumgebung Messungen an der FH Deggendorf 85 Messpunkte bei verschiedenen Abständen zu den Access-Points MP Access Point MP 22 MP 20 und 21 Folie 12

13 Szenario 1: "Impressionen" Folie 13

14 Ergebnisse: Exposition durch Access-Points 1 10 Leistungsflussdichte [W/m 2 ] 0,1 0,01 0,001 0, ,1 0,01 0,001 Grenzwertausschöpfung [%] 0, ,0001 0, ,00001 Entfernung zum Access Point [m] Maximal 0,01 % vom Grenzwert (Leistungsflussdichte) i.allg. Abnahme der Exposition mit der Entfernung, kann aber durch Interferenzen und Sichtbedingungen gestört sein Folie 14

15 Szenario 2: Exposition durch Endgerät Typische Arbeitsplatzumgebung Messungen in der Absorberkammer der IMST GmbH Notebook mit WLAN-Karte als Endgerät Verschiedene Abstände und Richtungen Folie 15

16 Ergebnisse: Exposition durch Endgerät 1 10 direkt am Notebook Leistungsflussdichte [W/m 2 ] 0,1 0,01 0,001 Richtung 2 1 0,1 0,01 Grenzwertausschöpfung [%] Richtung 1,3,4 0, ,001 Entfernung zum Notebook [m] 1 % des Grenzwerts am Notebook, <0,01 % in 5 m Abstand Abnahme der Exposition mit dem Abstand Immission höher als bei den Access-Points (wegen kleinerem Abstand zur Quelle) Individuelle Exposition wird vom Endgerät dominiert Folie 16

17 Szenario 3: Access Points und Endgeräte Typische Lounge-Umgebung Messungen in der Eingangshalle der T-Mobile Zentrale Bonn Notebook und PDA mit WLAN-Karte als Endgerät Access-Point (50 mw) an der Decke (8 m Höhe) MP3 MP2 AP (8 m height) ~11 m (radial distance) MP11 Reception MP10 MP9 ~11 m MP8 MP1 MP4 MP5 NB PDA SA1 Cafeteria MP6 SA2 MP7 Stairs Folie 17

18 Ergebnisse: Exposition durch Access Points und Endgeräte m / 30 cm Abstand vom Notebook 0,1 1 Leistungsflussdichte [W/m 2 ] 0,01 0,001 0,0001 Notebook aus / an 0,1 0,01 0,001 Grenzwertausschöpfung [%] 0, ,0001 0, , Messpunkt (MP) Maximal 0,04 % in der Umgebung des Endgerätes Abnahme mit steigendem Abstand Individuelle Exposition wird vom Endgerät dominiert Folie 18

19 SAR-Messplatz Folie 19

20 SAR-Messungen Endgerät "körpernah" Situation 1 Messwert SAR 10 g 0,034 W/kg Grenzwert Teilkörper SAR 2 W/kg Situation 2 0,052 W/kg 2 W/kg Quelle: ARC Seibersdorf research GmbH, Bestimmung der Exposition bei Verwendung kabelloser Übermittlungsverfahren in Haushalt und Büro, Abschlussbericht zum Forschungsvorhaben StSch 4403 im Auftrag des Bundesamtes für Strahlenschutz, 2005 Folie 20

21 Zusammenfassung Alle Messungen zeigen Expositionen weit unterhalb der Grenzwerte der EU-Ratsempfehlung: - größte Exposition 1,2 % (direkt am WLAN-Notebook) - 98 % der Messpunkte unter 0,1 % - SAR-Messungen: bis etwa 3 % vom Basisgrenzwert Starke Entfernungsabnahme der Exposition Individuelle Exposition wird vom Endgerät dominiert (und nicht von den Access-Points) "Reale" Expositionen (zeitlich und räumlich gemittelt) sind noch einmal kleiner (z.b. Access-Point mit/ohne Verkehr: Reduzierung um Faktor 360) Folie 21

22 Wie-len Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Folie 22

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