Richtwerte und Messtechnik

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1 MARTIN GRABMANN Gewerbeberechtigungen: Elektrotechnik, Elektromaschinenbau v. m. Bürokommunikationstechnik, Elektronik, Radio- und Videoelektronik, Betrieb von Antennen und drahtgebundenen Übertragungseinrichtungen... Allgemein beeideter und gerichtlich zertifizierter Sachverständiger für die elektromagnetische Umweltverträglichkeit in der Energie- und Nachrichtentechnik Richtwerte und Messtechnik Seite 1 von 22

2 Richtwerte Niederfrequenz Im Folgenden ist eine Übersichtstabelle mit Normen und Empfehlungen verschiedener Institute im Niederfrequenzbereich angegeben. Empfehlungen verschiedener Institute und Baubiologen Übersichtstabelle Niederfrequenz (Auswahl) Elektrisches Feld Magnetisches Feld ICNIRP V/m nt ÖNORM E V/m nt (50Hz) nt (16,3 Hz) Baubiologischer Richtwert für Schlafbereiche Unauffällig Schwach auffällig Stark auffällig Extrem auffällig <1 V/m 1-5 V/m 5-50 V/m > 50 V/m 20 nt nt nt > 500 nt Potentialfrei gemessen: Unauffällig Schwach auffällig Stark auffällig Extrem auffällig Baubiologischer Richtwert für Arbeitsplätze: Gibt es noch nicht! Darum lehne ich mich an die Empfehlungen der TCO und dem Land Salzburg/ Umweltmedizin/ Dr. Oberfeld TCO- Empfehlung Band I 5 Hz bis 2 khz TCO- Empfehlung Band II 2 khz bis 400 khz KATALYSE Institut Tagsüber und nachts <0,3 V/m 0,3-1,5 V/m 1,5-10 V/m >10V/m Anlehnung an TCO 10 V/m 30 cm Abstand 1 V/m 50 cm Abstand 20 V/m Tagsüber 10 V/m Nachts Anlehnung an die Empf. Land Sbg 100 nt als Mittelwert 1000 nt Spitzenwert 250 nt 30 cm Abstand 25 nt 50 cm Abstand 400 nt Tagsüber 200 nt Nachts Seite 2 von 22

3 Grenz- und Richtwerte hochfrequente Strahlung (Auswahl) LANDESSANITÄTSDIREKTION UMWELTMEDIZIN Grenz- u. Richtwerte [mw / m²] [µw / m²] ICNIRP / WHO / EU-Ratsempfehlung (1800 MHz zb GSM) Deutschland (1800 MHz zb GSM) Belgien (exklusive Wallonien) Wallonien Österreich - - Russland (Summe Hochfrequenz) China (Summe Hochfrequenz) Schweiz (je GSM-Mobilfunkanlage 1800 MHz) (Innen) Liechtenstein (je GSM-Mobilfunkanlage 1800 MHz) (Innen) Luxembourg Italien (Summe Hochfrequenz) Italien (Qualitätsziel je Anlage) Wien (Gemeindebauten Summe GSM, Innen u. Außen) Salzburg 1998 (Summe GSM Außen) EU-Parlament, GD Wissenschaft, STOA zu GSM (2001) 0,1 100 Salzburg 2002 (Summe GSM Außen) 0,01 10 Salzburg 2002 (Summe GSM Innen) 0,001 1 Standard der Baubiologie 2003 für gepulste Strahlung für Schlafbereiche (Innen) Extreme Anomalie Starke Anomalie Schwache Anomalie Keine Anomalie Bürgerforum Elektrosmog d. BMU BRD (1999) Wachbereich (Innen) Bürgerforum Elektrosmog d. BMU BRD (1999) Schlafbereich (Innen) >0,1 0,1-0,005 0,005-0,0001 0,0001 > ,1 0,1 0, , ,01 Technik Konzessionsbedingung Mindestversorgungspegel Schweiz (i. Freien) GSM 900 GSM , , , , Belastung durch DECT-Schnurlostelefon in 1,5 m Entfernung Stand: November 2003 AMT DER SALZBURGER LANDESREGIERUNG ABTEILUNG 9: GESUNDHEIT UND LANDESANSTALTEN POSTFACH 527, A-5010 SALZBURG TEL. (0662) Seite * 3 von FAX 22 (0662) post@land-sbg.gv.at DVR

4 Für den Mobilfunkbereich ergeben sich folgende frequenzbezogene Grenzwerte: EU Ratsempfehlung (1999) und Vornorm ÖVE/ÖNORM E MHz 1800 MHz Ab 2000 MHz 4,5 W/m² = 9 W/m² = 10 W/m² = µw/m² µw/m² µw/m² Wie wird Was gemessen? In der folgenden Tabelle habe ich die einzelnen Frequenzen in Frequenzbereiche laut Norm eingeteilt und eine zusätzliche Unterscheidung zwischen statisch, niederfrequent und hochfrequent vorgenommen, um den gesamten Frequenzbereich vereinfacht zu veranschaulichen. Frequenzbereich Frequenzbereiche nach Bemerkungen zur Messtechnik vereinfacht ÖNORM E 8850 Statische Felder 0 Hz Das E-und H-Feld sind getrennt in V/m und in µt zu messen und zu beurteilen. Niederfrequente > 0 Hz bis 1 Hz E- und H-Feld sind getrennt in Wechselfelder > 1 Hz bis 8 Hz V/m und in µt zu messen und zu > 8 Hz bis 25 Hz beurteilen. > 0,025 khz bis 0,8 khz > 0,8 khz bis 3 khz Hochfrequente elektromagnetische Felder > 3 khz bis 100 khz > 100 khz bis 150 khz > 0,15 MHz bis 1 MHz > 1 MHz bis 10 MHz > 10 MHz bis 400 MHz > 400 MHz bis 2000 MHz > 2 GHz bis 300 GHz E- und H-Feld sind getrennt in V/m und in µt messen und zu beurteilen Im Fernfeld eines Senders kann vom E-Feld auf das H-Feld umgerechnet werden. Es muss nur mehr eine Feldkomponente gemessen werden. Ab 10 MHz ist auch eine Angabe der Leistungsflussdichte in W/m² möglich. Die Messergebnisse der einzelnen Feldstärken in den verschiedenen Frequenzbereichen sind in die in der Norm angeführten Berechnungsformeln einzusetzen. Das Ergebnis liefert unter Berücksichtigung der Messtoleranzen der Messsysteme die Gesamtexposition, und diese muss unterhalb der in der Norm E 8850 angeführten Referenzwerte liegen. Seite 4 von 22

5 Baubiologische Messtechnik - Mindestanforderungen BBI 1. Niederfrequente elektrische Wechselfelder Niederfrequente elektrische Wechselfelder treten zwischen verschiedenen Potentialen (Spannungen) auf, zum Beispiel zwischen der Netzspannung der Hausinstallation und dem Erdpotential. Die elektrische Feldstärke wird in V/m angegeben. Diese Messung wird von uns potentialfrei mit einer isotropen, breitbandigen E-Feldsonde im Frequenzbereich von 10 bis 200 khz durchgeführt. Sollten Werte bei der Messung höher als 16 V/m festgestellt werden, wird in den Protokollen der Anteil der Feldstärke des TCO Bandes II getrennt ausgewiesen, um den Oberwellengehalt des Feldes abschätzen zu können. (Erklärung TCO-Bänder: Die TCO Werte sind in 2 verschiedene Bänder eingeteilt: Das TCO-Band I gilt für den breitbandig gemessenen niederfrequenten Bereich von 5 Hz bis 2 khz. Das TCO-Band II für den breitbandig gemessenen Bereich, der von 2 khz bis 400 khz auch noch in den Hochfrequenzbereich hineinreicht.) Es werden am Liegeplatz neun einzelne Messpunkte aufgezeichnet und die Feldstärke farblich visualisiert, um eine Lokalisation der Feldquelle feststellen zu können. Beispiel: Bett Feldquelle Die farblichen Grafiken werden den Messprotokollen beigefügt, und die höchsten gemessenen Werte in das Messprotokoll eingetragen. Die Werte können dann im Messprotokoll mit baubiologischen Richtwerten und Empfehlungen der Salzburger Landesregierung verglichen werden. Seite 5 von 22

6 Beispiel: Messung im Freien Feldsonde GPS Sensor Messgerät Holzstativ Arbeitsplatzuntersuchungen Beispiel: Messung direkt am Arbeitsplatz Schreibtisch Seite 6 von 22

7 Überprüfung nach TCO-Empfehlungen Es besteht auch die Möglichkeit Bildschirme oder div. andere Geräte nach den TCO- Empfehlungen prüfen zu lassen. Hier wird mit einer genormten TCO-Sonde (potentialbezogen) die Feldstärke der einzelnen TCO-Bänder gemessen. Weiters können auch Abstandsempfehlungen zu den Geräten gegeben werden. Beispiel: Veränderung des elektrischen Feldes beim Einschalten der Arbeitsplatzleuchte bzw. mit zunehmenden Abstand: Diese Leuchten verursachen hohe elektrische Wechselfelder! Lampen ausgeschaltet Lampe eingeschaltet Messabstand 50 cm Lampe eingeschaltet Messabstand 100 cm Seite 7 von 22

8 2. Niederfrequente magnetische Wechselfelder Niederfrequente magnetische Wechselfelder sind abhängig von der Größe des Stromes, der einen Leiter durchfließt. Die magnetische Feldstärke wird in Ampere pro Meter (A/m) angegeben. Sie kann auch als die magnetische Flussdichte mit der Einheit Tesla (T) bzw. in Nanotesla (nt) angegeben werden. Gemessen wird das magnetische Wechselfeld isotrop (das bedeutet in allen Richtungen) und breitbandig im Frequenzbereich von 5 Hz bis 400 khz. Wird breitbandig eine Feldstärke von mehr als 500 nt festgestellt, wird der Anteil der Feldstärke im TCO Band II wieder gesondert angegeben, um den Oberwellengehalt des Feldes abschätzen zu können. Weiters wird bei einem hohen Messergebnis der Anteil der Feldstärke bei einer Frequenz von 16 Hz (Bahnstromfrequenz) ebenso gesondert ausgewiesen. Die Feldstärke wird über einen Zeitraum von mehr als 6 Minuten gemessen, damit der zeitliche Verlauf bzw. Feldstärkespitzen ersichtlich werden. Beispiel: Feldstärkeanhebung durch das Einschalten eines Nachtstromboilers Die farblichen Grafiken werden den Messprotokollen beigefügt, und die höchsten gemessenen Werte in das Messprotokoll eingetragen. Die Werte können dann im Messprotokoll mit baubiologischen Richtwerten und Empfehlungen der Salzburger Landesregierung verglichen werden. Seite 8 von 22

9 Langzeitmessungen Gemessen wird das magnetische Wechselfeld isotrop (das bedeutet in allen Richtungen) und breitbandig im Frequenzbereich von 5 Hz bis 400 khz. Die Feldstärke wird über einen Zeitraum von ungefähr 8 Stunden gemessen, damit der zeitliche Verlauf bzw. Feldstärkespitzen ersichtlich werden, und es wird der Feldstärke Minimalwert, Mittelwert und Maximalwert angegeben. Beispiel: Seite 9 von 22

10 Feldabnahme der magnetischen niederfrequenten Flussdichte in nt Südrichtung Nordrichtung m 7 5 m 7 0 m 6 5 m 6 0 m 5 5 m 5 0 m 4 5 m 4 0 m 3 5 m 3 0 m 2 5 m 2 0 m 1 8 m 1 0 m 5 m 0 m 5 m 1 0 m 1 8 m 2 0 m 2 5 m 3 0 m 3 5 m 4 0 m 4 5 m 5 0 m 5 5 m 6 0 m Maximalwerte während der Messung Mittelwerte während der Messung Abstandsempfehlungen Zur Hochspannungsleitung Seite 10 von 22

11 Frequenzanalyse eines niederfrequenten Wechselfeldes Beispiel: Werden Ausgleichströme an Rohrsystemen festgestellt die zum einem hohe Feldstärken verursachen und zum anderen zu einer schnelleren Korrission der Rohrsysteme führen kann die Frequenz bzw. die Wellenform oder der Oberwellengehalt des Stromes festgestellt werden. Beispiel: Strom in einem Wasserrohrsystem Seite 11 von 22

12 3. Elektromagnetische hochfrequente Felder Elektromagnetische hochfrequente Felder werden zum Beispiel verursacht von Radio-, Fernsehsendern, Amateurfunk, Schnurlostelefonen, Mobilfunkbasisstationen usw. Die Feldstärke wird in V/m bzw. die Leistungsflussdichte in W/m² oder in µw/m² angegeben. Es wird an den angegebenen Messpunkten je nach Feldstärke frequenzselektiv ansonsten breitbandig gemessen. Die Breitbandmessung dient dazu die frequenzselektive Messung zu kontrollieren oder eine Übersicht über die Einstrahlungen zu erhalten. Die Breitbandmessung misst über einen großen Frequenzbereich gleichzeitig und sie ist mit der frequenzselektiven Messung zeitlich versetzt. Aus diesem Grund kann es zu kleinen Abweichungen der Ergebnisse kommen. Breitbandmessung: Es wird mit einem Breitbandmessgerät die Feldstärke der elektromagnetischen Felder im Frequenzbereich von 100 khz bis 3 GHz gemessen. Dabei sollte nach der Norm mit einem dreiachsigen Feldsonde gemessen werden. In der Baubiologie wird jedoch auch mit Richtantennen das höchste einfallende Signal analysiert. Dabei wird mit der LogPer-Antenne des Messsystems mittels Schwenk das Maximum gesucht. Das heißt, es wird mit der Antenne die Einfallsrichtung und Polarisation der höchsten Einstrahlung bestimmt, genau ausgerichtet und der Messwert abgelesen. Zusätzlich kann über einen Zeitraum von länger als 6 Minuten der maximale Spitzenwert Peak (Pmax) und die über diesen Zeitraum gemittelte Leistungsflussdichte (Srms) mitgeloggt werden. Die Langzeitaufzeichnungen und Häufigkeitsverteilungen scheinen, wenn gewünscht, in den Protokollen auf. Sollte bei der Breitbandmessung ein Wert von weniger als 10 µw/m² gemessen werden, ist zu überlegen, ob die frequenzselektive Messung durchgeführt werden soll. Beispiel: Seite 12 von 22

13 Beispiel: Normgerecht nach ÖVE Feldsonde 100 khz bis 3 GHz Messgerät Aktuelle Feldstärke Zeitlicher Verlauf Frequenzselektive Messung: Spektrumanalyse: Richtantenne 300 MHz bis 6 GHz Spektrumanalysator Rhode und Schwarz 100 khz bis 6 GHz Seite 13 von 22

14 Gemessen werden die Leistungsflussdichten frequenzselektiv mit der Schwenkmethode im Frequenzbereich von 100 khz MHz bis 6000 MHz (größerer Frequenzbereich als bei dreidimensionalen Messungen), also im Frequenzbereich von Radio, Fernsehen, W-LAN, Mobilfunk usw., wobei der Schwerpunkt der gemessenen Feldstärken im Frequenzbereich der digitalen Telekommunikation und Datenübertragung (Mobilfunk) liegt. Diese Messmethode ist nicht dreidimensional (3D Messungen führen die meisten akkreditierten Prüfanstalten durch), sondern sie wird von den Baubiologen und Sachverständigen in Deutschland, der Schweiz und in Österreich angewandt. Dieses ist eine richtungsabhängige Messung. Somit kann vor Ort festgestellt werden, aus welcher Richtung die höchsten Feldstärken eingestrahlt werden. Es werden jeweils die höchsten Pegel erfasst und den einzelnen Bereichen zugeordnet, wobei das Maximum der einzelnen Pegel gehalten wird. Sollte es in dem zu vermessenden Gebiet Powerline (Internet aus der Steckdose) geben, wird bereits ab einer Frequenz von 100 khz gemessen. Es werden dann die Summen der höchsten Pegel den einzelnen Frequenzbereichen zugeordnet und im Messprotokoll angegeben. Zusätzlich wird für GSM und UMTS die Grafik des Spektrums mit den bis zu sechs höchsten Pegeln ausgedruckt und dem Protokoll beigefügt Beispiel: Bereich GSM 900 Die Werte der einzelnen Frequenzbereiche (GSM, UMTS, WLAN, Radio, Fernsehen usw.) werden dann addiert, was eine Zuordnung zu den baubiologischen Richtwerten wiederum erlaubt. Seite 14 von 22

15 Anteil der einzelnen Funkdienste in µw/m² Beispiel von Auswertungen - frequenzselektiv , ,5 Grenzwert der Vornorm ÖNORM E8850 bei 900 MHz µw/m² Cannel Power Messung in µw/m² Beispiel: Cannel Power Übersichtsmessungen an mehreren Messpunkten. Die Werte werden mit Grenz- und Richtwerten verglichen Empfehlung Land Salzburg Dr. Gerd Oberfeld Empfehlung Baubiologie (schwach auffällig) Empfehlung UNI Wien innen (Dr. Hutter) Schlafzimmer Kinderzimmer Wohnzimmer Terrasse Küche Arbeitszimer Channel Power Messung via RMS 0,3-2,9 GHz Radio Fernsehen DVB-T LTE hochgerechnet GSM 900 minimal GSM 900 hochgerechnet GSM 1800 minimal GSM 1800 hochgerechnet DECT Schnurlostelefone UMTS Aktuell via RMS WLAN Seite 15 von 22

16 4. Elektrische Gleichfelder Statische Gleichfelder und Oberflachenspannungen werden verursacht z.b. von Synthetikteppichen, - gardienen, Kunststofftapeten, -Lacken Beschichtungen, Bildschirmen usw. Gemessen wird: Messung und Zuordnung der statischen Oberflächenspannungen (V) und der Entladezeit (s) 5. Magnetische Gleichfelder Diese werden verursacht von Stahlteilen in Betten, Matratzen, Möbeln, Geräten, Baumasse, Gleichstrom von Straßenbahnen usw. Gemessen wird die Abweichung vom natürlichen statischen Erdmagnetfeld mit einem 3D Magnetometer R3 13 R1 Seite 16 von 22

17 6. Geologische Störungen Beispiel: Grundstück Beispiel: Schlafzimmer Beispiel: Fa. Gummerun BRD Messmethode: Es wird mit einem Messgerät entlang der Gebäudekanten (im Freien) des zu überprüfenden Objektes die Abweichung der Hintergrundstrahlung gemessen. Weicht diese um einen gewissen Prozentsatz ab, dann befindet sich im Untergrund beispielsweise eine Wasserader. Diese wird danach im Gebäude verfolgt und vor Ort angezeichnet. Seite 17 von 22

18 7. Raumklima Radioaktivität, geologische Störungen, Schallwellen, Raumklima (CO2, Luftfeuchtigkeit,..) Beispiel von Temperatur und Feuchtigkeitslangzeitmessungen: Seite 18 von 22