Energieversorgung & Mobilfunk

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1 E l e k t r o M a g n e t i s c h e Ve r t r ä g l i c h k e i t Energieversorgung & Mobilfunk 3. EMV-Tagung des VDB, April 2004 in Würzburg In Kooperation mit dem Umwelt- und Kommunalreferat der Stadt Würzburg und der Agenda 21 des Landkreises Würzburg Berufsverband Deutscher Baubiologen VDB e.v.

2 In diesem Band werden die Beiträge der 3. EMV-Tagung des Berufsverbandes Deutscher Baubiologen - VDB e.v. in Kooperation mit dem Umwelt- und Kommunalreferat der Stadt Würzburg und der Agenda 21 des Landkreises Würzburg Energieversorgung & Mobilfunk vom April 2004 in Würzburg veröffentlicht. Herausgeber: Berufsverband Deutscher Baubiologen - VDB e.v. Reindorfer Schulweg Jesteburg Vorstand des VDB: Martina Clemens-Ströwer, Dr. Thomas Haumann und Uwe Münzenberg Redaktion: Dr.-Ing. Martin H. Virnich Tagungsleitung und Moderation: Dr.-Ing. Martin H. Virnich Gestaltung: Uwe Münzenberg und Harald Hans Vogel Veranstalter und Vertrieb: Berufsverband Deutscher Baubiologen - VDB e.v. Das Werk einschließlich aller seiner Teile ist urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung auch von Teilen außerhalb des Urheberrechtgesetzes ist ohne Zustimmung des Herausgebers oder der jeweiligen Autoren unzulässig und strafbar. Dies gilt insbesondere für Vervielfältigungen, Übersetzungen, Mikroverfilmungen und die Einspeicherung und Verarbeitung in elektronischen Systemen. Autoren, Herausgeber und Verlag, redaktionelle Mitarbeiter und Herstellungsbetriebe haben das Werk nach bestem Wissen und mit größtmöglicher Sorgfalt erstellt. Inhaltliche und technische Fehler sind jedoch nicht vollständig auszuschließen. Die Wahl der Rechtschreiberegeln lag bei den Autoren VDB 2. Auflage Im Verlag des AnBUS e.v. Mathildenstraße Fürth ISBN

3 Themen und Referenten der Tagung I. Störfelder der Stromversorgung Moderne Elektroinstallation mit intelligenten Steuerungssystemen Rainer Scherg, Elektrotechniker-Meisterschule Würzburg Einsatzmöglichkeiten, Funktionsprinzipien und technische Standards Martin Schauer (VDB) Auswirkungen auf die Emissionen aus der Elektroinstallation II. Mobilfunk - Mensch und Technik Dipl.-Ing. Georg Lisiecki, Amt für Stadtplanung und Bauordnung der Stadt Oldenburg und Martin Scheibert, Interessengemeinschaft Mobilfunk Oldenburg (ImoO) Das Oldenburger Dialogmodell Dialogorientierter Ansatz zu Problemlösungen im Konfliktfeld Mobilfunk Dr.-Ing. Martin H. Virnich (VDB) Charakteristika von UMTS-Signalen Dr. Wolfgang Kalau, enorm GmbH Besonderheiten der UMTS-Netzplanung Dr. Wolfgang Kalau, enorm GmbH Aspekte der Immissionsminimierung bei UMTS Möglichkeiten und Entwicklungstrends zur Immissionsminimierung bei der Planung von UMTS-Anlagen Dr. med. univ. Gerd Oberfeld, Land Salzburg Umweltmedizin Aktuelle medizinische Erkenntnisse zu GSM und UMTS Dr.-Ing. Martin H. Virnich (VDB) Möglichkeiten und Vorgehensweise zur fachgerechten Hochfrequenz- Abschirmung Dr.-Ing. Dietrich Moldan, Ingenierbüro für Umweltanalytik Moldan Praktische Beispiele der Hochfrequenz-Abschirmung von Gebäuden Dipl.-Verwaltungswirt (FH) Wolfgang Hilleke, Amt für Bürgerservice / Wirtschaftsförderung der Stadt Attendorn Das Mobilfunkversorgungskonzept der Stadt Attendorn Wolfgang Kessel, Umweltanalytik Kessel Radar Eine unterschätzte Belastung? Tagungsleitung und Moderation: Dr.-Ing. Martin H. Virnich (VDB)

4 Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis Vorwort Wolfgang Kleiner, Umwelt- und Kommunalreferent der Stadt Würzburg... 5 Moderne Elektroinstallation mit intelligenten Steuerungssystemen Einsatzmöglichkeiten, Funktionsprinzipien und technische Standards Martin Schauer und Rainer Scherg... 9 Entwicklung der Installationstechnik...9 Installationsvarianten...9 Standardinstallation in Wohnräumen...11 Stromstoßschaltung...12 Netzabkoppler ( Netzfreischalter )...13 Zeitschaltuhr...14 Kleinsteuerung...14 Speicherprogrammierbare Steuerung (SPS)...14 Funk-Steuerung...15 Powerline...15 LCN - BUS...16 EIB - Instabus (European Installation BUS)...16 EIB - Easy...18 LON (Local Operating Network)...18 Zusammenfassung...18 Literatur...20 Moderne Elektroinstallation mit intelligenten Steuerungssystemen Auswirkungen auf die Emissionen aus der Elektroinstallation Martin Schauer Hoher Komfort bei niedrigen Emissionen...21 Emissionen der elektrischen Anlage...21 Grundsätzliche Unterscheidungsmerkmale der Steuerungssysteme...22 Welche Technik bietet Möglichkeiten zur Reduzierung von E - Feldern?...26 Fazit...27 Literatur...28 Das Oldenburger Dialogmodell Dialogorientierter Ansatz zu Problemlösungen im Konfliktfeld Mobilfunk Dipl.-Ing. Georg Lisiecki und Martin Scheibert Einleitung...31 Der Dialogprozess...31 Anhang...36 Nutzungsvertrag...36 Literatur...41 Charakteristika von UMTS-Signalen Dr.-Ing. Martin H. Virnich Einleitung...43 UMTS-Technik...43 UMTS-FDD: Universal Mobile Telecommunications System - Frequency Division Duplex...45 Frequenzbereiche und Betreiber für UMTS-FDD...48 UMTS-TDD: Universal Mobile Telecommunications System - Time Division Duplex...48 Frequenzbereiche und Betreiber für UMTS-TDD...49 Messungen an UMTS-(FDD-)Basisstationen im Testbetrieb...49 Spektrum EMV-Tagung des VDB e.v., April 2004 in Würzburg 1

5 Inhaltsverzeichnis Hüllkurve / Zeitlicher Verlauf des UMTS-Signals...53 Messungen an UMTS-Signalgeneratoren...56 TNO-Studie...56 Eigene Messungen...56 Fazit...59 Literatur...59 Besonderheiten der UMTS-Netzplanung Dr. Wolfgang Kalau Einleitung...61 Der Planungsprozess für GSM-Funknetze...61 Der Nominalplan...62 Detaillierte Planung...62 Netzoptimierung...63 Kapazitätserweiterung für GSM-Netze...63 Kapazitätsplanung und die neuen UMTS-Services...64 Technische Besonderheiten bei der UMTS-Netzplanung...66 Aspekte der Immissionsminimierung bei UMTS Möglichkeiten und Entwicklungstrends zur Immissionsminimierung bei der Planung von UMTS-Anlagen Dr. Wolfgang Kalau Einleitung...71 Der Netzaufbau...71 Kapazitätserweiterung in UMTS-Netzen...74 Literatur...80 Aktuelle medizinische Erkenntnisse zu GSM und UMTS Dr.-med. univ. Gerd Oberfeld Vorbemerkung...81 Zell- und Tierversuche...81 Das REFLEX Projekt...81 Schädigung von Nervenzellen von Ratten durch Mikrowellenstrahlung eines GSM-Mobiltelefons85 Experimentelle und Epidemiologische Studien...88 Experimentelle Studie der Niederländischen TNO zu GSM und UMTS...88 Epidemiologische Studie zu gesundheitlichen Problemen im Umfeld einer GSM 1800-Basisstation in der spanischen Stadt La Nora...90 Literatur...93 Möglichkeiten und Vorgehensweise zur fachgerechten Hochfrequenz-Abschirmung Dr.-Ing. Martin H. Virnich und Dr.-Ing. Dietrich Moldan Einleitung...95 Physik der Hochfrequenzabschirmung...96 Feldstärke, Strahlungsdichte (Leistungsflussdichte) und Polarisation...96 Maßstäbe für die Hochfrequenz-Schirmdämpfung...97 Wirkprinzipien der Hochfrequenz-Abschirmung...99 Löcher in der Abschirmung Zusätzliche Effekte: Reflexion, Streuung und Beugung Die Möglichkeiten Bau- und Abschirmmaterialien für den praktischen Einsatz Messung der Material-Schirmdämpfung unter Laborbedingungen Die Vorgehensweise Messtechnisch fundiertes Abschirmkonzept Umsetzung des Abschirmkonzepts Auswirkungen der HF-Abschirmung auf niederfrequente elektrische Felder / Beachtung von Sicherheitsaspekten Wirksamkeitskontrolle der durchgeführten Maßnahmen EMV-Tagung des VDB e.v., April 2004 in Würzburg

6 Inhaltsverzeichnis Literatur Anhang Praktische Beispiele der Hochfrequenz-Abschirmung von Gebäuden Dr.-Ing. Dietrich Moldan und Dr.-Ing. Martin H. Virnich Einleitung Beispiel 1: Abschirmung einer fensterlosen Giebelwand (STO-Abschirmgewebe AES) Beispiel 2: Abschirmung einer Dachwohnung (STO-Abschirmgewebe AES, Fenster mit Wärmeschutzverglasung) Problem- und Aufgabenstellung Planung Verarbeitung Messergebnisse Zusammenfassung der Vor- und Nachteile des gewählten Abschirmkonzeptes Beispiel 3: Mobilfunkmast direkt gegenüber der Wohnung (Lehmabschirmputz MENO und Neher Elektrosmog-Schutz-Gitter) Beispiel 4: Unbeabsichtigte Abschirmung im Industriebau (Einsatz von Trapezblech-Verkleidungen) Beispiel 5: Fensterfront in einem Kupfertonnendach (Abschirmvorhang Swiss Shield Naturell) Beispiel 6: Sanierung nach Hauskauf (Abschirmtapete Biologa Saphir, STO-Abschirmgewebe AES, Knauf-Putz LaVita, Wärmeschutzverglasung, Verbund-Fensterrahmen Holz/Metall) Beispiel 7: Abschirmlücke bei Neubau im Dachbereich (Aluminiumkaschierte Mineralwolledämmung) Beispiel 8: Hotelumbau im Dachgeschoss (Knauf Schutzplatte LaVita) Beispiel 9: Neubau eines Einfamilienhauses (Abschirmgewebe Cuprotect und Cuprotect spezial, Fenster mit Wärmeschutzverglasung, Fensterrahmen Holz/Aluminium) Literatur Das Mobilfunkversorgungskonzept der Stadt Attendorn Dipl.-Verwaltungswirt (FH) Wolfgang Hilleke Einleitung Vorstellung der Stadt Der Mobilfunk in Attendorn Ein kurzer Rückblick UMTS in Attendorn Die politischen Ziele Mobilfunk und Kommunen Die rechtliche Situation Die Rechtsprechung Die Position des Städte- und Gemeindebundes NRW Das Spannungsfeld in den Kommunen Der Vorsorgegedanke Das Attendorner Mobilfunkversorgungskonzept Das Versorgungsziel Die Schutzziele Die Versorgungsvarianten Die Abwägung der Schutzziele Zusammenfassung Der Beschluß Die Information der Betreiber Die Einbindung der Bürger Die Reaktion der Betreiber Kritik: Das Konzept ist technisch nicht umsetzbar Kritik: Konzeptkonforme Standorte außerhalb sind wirtschaftlich nicht darstellbar Die Konkretisierung des Konzepts oder der Attendorner Vorsorgewert EMV-Tagung des VDB e.v., April 2004 in Würzburg 3

7 Inhaltsverzeichnis Das Problem der Planungspegel bzw. Leistungsflußdichten Welcher Vorsorgewert? Die Festlegung des Attendorner Vorsorgewertes Der Konkretisierungsbeschluß Die Vorteile des Attendorner Vorsorgewertes Der Attendorner Vorsorgewert in der Praxis Der Versuch einer Problemanalyse Die unterschiedliche Interpretation der Freiwilligen Vereinbarung Die Standortfindung der Betreiber Die Suchkreise Die Voraussetzung der funktechnischen Geeignetheit Die Freiwillige Vereinbarung in der Praxis Theorie und Wirklichkeit Fazit: Was sollte der Gesetzgeber tun? Die Freiwillige Vereinbarung gesetzlich verankern Die Grenzwerte ändern Was sollten die Kommunen tun? Kommunale Beispiele Das eigene Vorgehen oder: Mit Hilfe geht es besser Gut gemeint ist manchmal nicht gut Das richtige Mittel: Immissionsprognosen Immissionsprognosen als Maßstab Transparenz für die Bürger Ein Wort zum Schluß Radar Eine unterschätzte Belastung? Wolfgang Kessel Einleitung Grundlagen der Radartechnik Übersicht über die verschiedenen Radarverfahren und Systeme zur Entfernungs-, Winkel-, Höhen- und Geschwindigkeitsbestimmung Wie funktioniert Radar? Wellenausbreitung, Frequenzwahl, Störeinflüsse, Clutter und Losses Die Radargleichung Beispiele von Radarantennen Übersicht über häufig anzutreffende Radaranlagen im GHz-Bereich (Beispiele) Radar- und Navigationsverfahren Radarantennen Grenz- und Vorsorgewerte für Radarintensitäten Grenzwerte Das Problem der Mittelung Vorsorgewerte Studien zur gesundheitlichen Wirkung von Radaranlagen Radarmessungen, Beispiele, Ergebnisse und statistische Auswertung Eingesetzte Messausrüstung Vorgehensweise Erfassung der Messwerte Statistische Auswertung (gesamt) Auswertung nach Intensität und Entfernung Auswertung nach Frequenzbändern Messvergleich Indoor-Outdoor Mobilfunk- und Radarintensitäten im Vergleich / Abstandsprofile Fallbeispiele aus dem Süddeutschen Raum Zusammenfassung Literatur EMV-Tagung des VDB e.v., April 2004 in Würzburg

8 Wolfgang Kleiner Vorwort 3. EMV-Tagung des VDB e.v. Energieversorgung und Mobilfunk In Kooperation mit dem Umwelt- und Kommunalreferat der Stadt Würzburg und der Agenda 21 des Landkreises Würzburg April 2004 in Würzburg Nach wie vor ist der Trend, zu jeder Zeit und annähernd überall telefonisch erreichbar zu sein, ungebrochen. Hierfür ist ein flächendeckendes, gut ausgebautes Funknetzsystem erforderlich. Die Branche Mobile Kommunikation weist immer noch große Wachstumsraten auf. Die Telekommunikationsläden der verschiedenen Anbieter in den Innenstädten sind kaum zu übersehen. Über 56 Millionen Mobilfunkkunden nutzen allein in Deutschland diese Kommunikationsform über ihre Handys. Mobile Kommunikation wird von weiten Teilen der Gesellschaft in Deutschland angenommen und ist für manche Branchen mittlerweile unverzichtbar. Weitere Neuerungen im Bereich der Mobilen Kommunikation, wie UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) und WLAN (Wireless Local Area Network) befinden sich im Aufbau bzw. werden bereits genutzt. Hierfür müssen speziell für die UMTS-Technik bestehende Antennenstandorte aufgerüstet und z.t. auch neue Standorte erschlossen werden. Im Stadtgebiet von Würzburg gibt es bereits jetzt ca. 50 angezeigte UMTS-Anlagen mit über 150 Einzelantennen, weitere Anzeigen sind absehbar. Ob auch die UMTS-Technik in der Bevölkerung angenommen wird, bzw. wann die technischen Probleme von den Netzbetreibern und Handyherstellern gelöst werden, bleibt allerdings abzuwarten. Vielleicht weist hier die nächste CeBIT schon den Weg. Der zügige Ausbau der Mobilfunknetze ist in Deutschland mit einer regen Diskussion über mögliche Wirkungen elektromagnetischer Felder auf Mensch, Tier und Umwelt verknüpft. Die Bundesregierung hat zum Schutz der Bevölkerung Grenzwerte in der 26. BImSchV festgelegt, die jedoch durch die wissenschaftliche Diskussion und verschiedene Forschungsergebnisse ständig hinterfragt werden. Auch die Gerichte, bis hin zum Bundesverfassungsgericht, wurden hierzu bereits intensiv eingebunden. Aber auch diese Entscheidungen ließen die kontrovers und oft auch emotional geführte Mobilfunkdebatte nicht verstummen. Um so wichtiger ist es jetzt eine objektivere Kommunikation in Gang zu setzen, um die wirtschaftliche und gesellschaftspolitische Bedeutung der Mobilfunktechnologie darzustellen und über mögliche gesundheitliche Risiken sachlich zu diskutieren. Hierzu sind insbesondere Wissenschaft und Technik zusammen mit den Fachbehörden des Bundes und der Länder aufgerufen die Auswirkungen dieser Technik auf Gesundheit und Wohlbefinden der Bürger möglichst vollständig aufzuzeigen. Zu diesem Ziel liefert auch die 3. EMV-Tagung des Berufsverbandes Deutscher Baubiologen VDB e.v. einen wichtigen Beitrag. Ich wünsche deshalb der Tagung Energieversorgung & Mobilfunk in Würzburg einen guten und erfolgreichen Verlauf. Wolfgang Kleiner, Umwelt- und Kommunalreferent der Stadt Würzburg, 01. April EMV-Tagung des VDB e.v., April 2004 in Würzburg 5

9 Mobilfunk Mensch und Technik UMTS Immissionsreduzierung durch Abschirmung Vorbildliche Beispiele kommunaler Lösungs-Strategien zum Mobilfunk Mobilfunk und Gesundheit

10 Störfelder der Stromversorgung Moderne Elektroinstallation mit»intelligenten«steuerungssystemen Einsatzmöglichkeiten, Funktionsprinzipien und technische Standards Auswirkungen auf die Emissionen der Stromversorgung