Elektrische und magnetische Felder in der Umgebung von Hochspannungsfreileitungen

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1 Elektrische und magnetische Felder in der Umgebung von Hochspannungsfreileitungen Dokumentation der Ergebnisse von Feldstärkeberechnungen Auftraggeber: Ort: Stadt Rosenheim Stadtplanungsamt Königstraße Rosenheim Rosenheim, Gewerbegebiet Brucklach Durchführung: EM-Institut GmbH IMST GmbH Carlstr. 5 Carl-Friedrich-Gauß-Str Regensburg Kamp-Lintfort Projektnummer: 18/020 Ort und Datum: Regensburg, 16. Januar 2019

2 Seite 2 Projektleitung beim Auftragnehmer: Prof. Dr.-Ing. Matthias Wuschek EM-Institut GmbH Carlstraße Regensburg Tel.: 0941/ Fax: 0941/ matthias.wuschek@em-institut.de Verfasser: Prof. Dr.-Ing. Matthias Wuschek (verantw. Autor) EM-Institut GmbH Carlstraße Regensburg Dipl.-Ing. (FH) Markus Ridder (Softwaresimulation) IMST GmbH Abteilung Prüfzentrum Carl-Friedrich-Gauß-Straße Kamp-Lintfort

3 Seite 3 Inhaltsverzeichnis 1 Aufgabenstellung Expositionsbewertung für niederfrequente Felder Felder in der Umgebung von Anlagen der elektrischen Energieversorgung Grenzwertvorgaben der 26. BImSchV Schutz von Implantatträgern Gerätebeeinflussung durch niederfrequente Magnetfelder Durchführung der Feldstärkeberechnungen Arbeitsumfang Randbedingungen Ergebnisse der Feldstärkeberechnungen Magnetfeld Elektrisches Feld Grenzwertvergleich Zusammenfassung Literaturverzeichnis Grenzwerte und ihre Festlegung... 20

4 Seite 4 1 Aufgabenstellung Die Stadt Rosenheim beabsichtigt, im Stadtteil Brucklach ein Gewerbegebiet zu entwickeln. Im Rahmen des Bebauungsplanverfahrens ist eine Untersuchung zu den Immissionen durch niederfrequente elektromagnetische Feldern durchzuführen, da der südliche Teil des geplanten Gewerbegebiets aktuell von zwei 110-kV-Hochspannungsfreileitungen überspannt wird (siehe Bild 1.1). Es handelt sich hierbei um die Leitungen W 322 bzw. J 128 der Bayernwerk Netz GmbH, die im westlich des Baugebiets befindlichen Umspannwerks "Pang" enden. Die EM-Institut GmbH, Regensburg wurde mit der Ermittlung und Bewertung der Immissionen beauftragt und führt diese in Zusammenarbeit mit dem Prüfzentrum der IMST GmbH, Kamp-Lintfort durch. Leitung W 322 Leitung J 128 Bild 1.1 Untersuchungsgebiet "Gewerbegebiet Brucklach" mit den beiden aktuell vorhandenen 110-kV-Freileitungstrassenen W 322 und J 128. Der Bauabschnitt 1 (BA 1) befindet sich im nördlichen Teil des Geländes, Bauabschnitt 2 (BA 2) im südlichen Bereich. Die beauftragten Untersuchungen sind in zwei Teilprojekte aufgeteilt. Gemäß Auftragsschreiben ist zunächst nur Teilprojekt 1 zu bearbeiten, in dem ausschließlich der Bauabschnitt 1 betrachtet werden soll. Es sind hierbei folgende Untersuchungen durchzuführen:

5 Seite 5 Berechnung der von den beiden Freileitungen verursachten elektrischen und magnetischen Felder für den Bereich von Bauabschnitt 1 (3 Vertikalschnitte und ein Horizontalschnitt). Vergleich der ermittelten Feldstärkewerte mit den Grenzwerten der 26. BImSchV. Bewertung der Möglichkeit einer Beeinflussung elektrischer und elektronischer Geräte durch niederfrequente Magnetfelder (nach DIN EN /2). Beurteilung der Möglichkeit einer Beeinflussung von aktiven Implantaten nach FB-451 des BMAS. Durchführung und Ergebnisse dieser Untersuchungen in im Folgenden dokumentiert. 2 Expositionsbewertung für niederfrequente Felder 2.1 Felder in der Umgebung von Anlagen der elektrischen Energieversorgung In der Umgebung von Anlagen der Energieversorgung entstehen grundsätzlich zwei Typen von Feldern, das elektrische Feld, das immer vorhanden ist, wenn eine Einrichtung "unter Spannung" steht und das magnetische Feld, das nur dann auftritt, wenn auch ein elektrischer Strom durch die Anlage fließt. Elektrisches und magnetisches Feld stehen bei allen Einrichtungen der Energieversorgung in keinem festen Verhältnis zu einander. Dies bedeutet, dass aus der Größe des einen Feldes nicht auf die Größe des anderen geschlossen werden kann. Aus diesem Grund sind in der Umgebung von Niederfrequenzanlagen immer sowohl das elektrische als auch das magnetische Feld getrennt zu ermitteln. Für diese beiden Felder werden folgende physikalischen Symbole und Einheiten verwendet: Für niederfrequente magnetische Felder: Der Effektivwert der magnetischen Flussdichte B in Mikrotesla (µt). Für niederfrequente elektrische Felder: Der Effektivwert der elektrischen Feldstärke E in Volt pro Meter (V/m) oder Kilovolt pro Meter (kv/m). Im Unterschied zum magnetischen Feld, dessen Größe von den aktuell in den Leitungen fließenden Strömen bestimmt wird, sind die elektrischen Felder nicht von der Stromauslastung der Leitungen abhängig. Sie sind immer dann vorhanden, wenn die Leitungen "unter Spannung" stehen. Allerdings sind die Größe und die räumliche Verteilung der elektrischen Felder sehr stark von den aktuellen Umgebungsbedingungen (z.b. Luft- und Bodenfeuchte, vorhandener Bewuchs und Bebauung) abhängig, so dass häufig örtlich und zeitlich stark variierende Feldstärkewerte auftreten. Niederfrequente Magnetfelder werden hingegen von der Umgebung (Vegetation, Bebauung) nur wenig beeinflusst. 2.2 Grenzwertvorgaben der 26. BImSchV Grundsätzlich ist die Exposition der Allgemeinbevölkerung in der Umgebung von Niederfrequenzanlagen für Deutschland in der 26. Verordnung zur Durchführung des Bundes- Immissionsschutzgesetzes (Verordnung über elektromagnetische Felder BImSchV)

6 Seite 6 geregelt [26. BImSchV]. Nach 26. BImSchV zählen zu den Niederfrequenzanlagen beispielsweise Freileitungen und Erdkabel mit einer Spannung von V oder mehr. Die hier zu betrachtenden 110-kV-Freileitungen fallen also unter die Regelungen der 26. BImSchV. Die Grenzwerte der 26. BImSchV für von Niederfrequenzanlagen erzeugte Felder mit einer Frequenz von 16,7 bzw. 50 Hz sind in Tabelle 1.1 angegeben. Weitere Informationen über die Grenzwerte für niederfrequente Felder finden sich in Kapitel 7 dieses Berichts. Frequenz Grenzwert für die elektrische Feldstärke (Effektivwert) Grenzwert für die magnetische Flussdichte (Effektivwert) 16,7 Hz 5 kv/m 300 µt 50 Hz 5 kv/m 100 µt Tabelle 2.1 Grenzwerte nach 26. BImSchV für elektrische und magnetische Felder in der Umgebung von Niederfrequenzanlagen mit einer Betriebsfrequenz von 16,7 bzw. 50 Hz. Nach 3 der 26. BImSchV sind die in Tabelle 1 dokumentierten Grenzwerte an allen Orten einzuhalten, die zum "nicht nur vorübergehenden Aufenthalt von Personen" bestimmt sind. Bei Grundstücken im Bereich eines Bebauungsplans oder innerhalb eines im Zusammenhang bebauten Ortsteils oder bei einem mit Wohngebäuden bebauten Grundstück im Außenbereich ist in der Regel von einer Bestimmung zum nicht nur vorübergehenden Aufenthalt auszugehen [LAI 14]. Das Netz für die Bahnstromversorgung wird mit 16,7 Hz, die Leitungen und Anlagen der elektrischen Energieversorgungsunternehmen werden hingegen mit 50 Hz betrieben, so dass bei den hier betrachteten Anlagen für das elektrische Feld ein Grenzwert von V/m (5 kv/m) bzw. für das Magnetfeld ein Grenzwert von 100 µt anzuwenden ist. Werden die in Tabelle 1.1 angegebenen Grenzwerte durch die verursachenden Anlagen am betrachteten Einwirkungsort nicht überschritten, ist dort ein Daueraufenthalt von Personen der Allgemeinbevölkerung ohne Einschränkungen möglich. Wie oben bereits erwähnt, ist die Stärke der in der Umgebung einer Freileitung entstehenden niederfrequenten Magnetfelder erheblich abhängig von deren momentanen Strombelegung. Nach 26. BImSchV ist für den Grenzwertvergleich die bei höchster betrieblicher Anlagenauslastung entstehende Immission heranzuziehen. Aus diesem Grund müssen bei der Ermittlung der Magnetfelder die größtmöglichen Ströme in den Leitungen angenommen werden. 2.3 Schutz von Implantatträgern Der Schutz von Implantatträgern bezüglich möglicher Störungen des (aktiven) Implantats durch externe elektromagnetische Felder ist in Deutschland nicht umfassend durch ein Gesetz oder eine Verordnung geregelt, da es sich hier um technische Gerätestörungen handelt, die unter das Fachgebiet der technischen EMV (EMV = Elektromagnetische Verträglichkeit) von Medizinprodukten fallen und daher im Verantwortungsbereich des Herstellers liegen (Produktsicherheit).

7 Seite 7 Implantate besitzen grundsätzlich einen bestimmten Grad an Störfestigkeit gegenüber elektromagnetischen Feldern. Wie groß dieser im Detail ist, hängt unter anderem stark vom Typ des Implantats ab, so dass allgemeingültige Aussagen kaum möglich sind. Hier liegt ein gewisses Maß an Eigenverantwortung beim Träger des Implantats, der sich bei seinen behandelnden Arzt über die Störfestigkeit seines individuellen Implantats informieren muss und gegebene Ratschläge und Hinweise (zum Teil auch in den Herstellerunterlagen zu finden) beherzigen muss. Dennoch stellt sich allgemein - beispielsweise am Arbeitsplatz - die Frage nach einer generellen Schwelle, unterhalb der nicht mehr mit einer negativen Beeinflussung des aktiven Implantats zu rechnen ist. Zur Beantwortung dieser Frage wurden vom Bundesministerium für Arbeit und Soziales im Jahr 2015 mit dem "Forschungsbericht F 451"die Ergebnisse umfangreicher Literaturrecherchen publiziert [F 451]. In diesem Dokument wurde als wichtigstes Ergebnis von den Autoren eine Schwelle angegeben, unterhalb der nicht mehr mit einer negativen Beeinflussung von aktiven Implantaten (z.b. Herzschrittmachern) gerechnet werden muss. Da aktive Implantate im Regelfall leichter durch externe Felder beeinflusst werden, als es bei passiven Implantaten, wie beispielsweise künstlichen Hüftgelenken der Fall ist, wird bei Einhaltung dieser Schwellwerte automatisch auch die Sicherheit für Träger von passiven Implantaten gewährleistet. Für die hier relevanten Felder mit einer Frequenz von 50 Hz wird in diesem Dokument eine Schwelle von 6,4 kv/m für das elektrische Feld bzw. 99 µt für das magnetische Feld angegeben (Effektivwerte) [F 451]. Vergleicht man diese beiden Schwellwerte mit den Vorgaben der 26. BImSchV, so ist bei Einhaltung der Vorgaben der 26. BImSchV für das elektrische Feld (5 kv/m) automatisch auch der Schwellwert für aktive Implantate (6,4 kv/m) eingehalten. Beim magnetischen Feld ist der Grenzwert nach 26. BImSchV (100 µt) nur marginal höher als der Schwellwert für Implantate (99 µt), so dass generell bei Einhaltung der Vorgaben der 26. BImSchV nicht mit einer negativen Beeinflussung von aktiven oder passiven Implantaten gerechnet werden muss. 2.4 Gerätebeeinflussung durch niederfrequente Magnetfelder Zusätzlich soll im Rahmen dieser Untersuchung auch der Frage nachgegangen werden, ob im Bereich von Bauabschnitt 1 des betrachteten Plangebietes mit einer Störung von elektrischen bzw. elektronischen Geräten durch die von den Freileitungen verursachten 50-Hz- Magnetfelder gerechnet werden muss. Ähnlich wie bei den aktiven Implantaten hängt die Möglichkeit einer negativen Beeinflussung von Geräten durch externe Magnetfelder natürlich stark von der individuellen Störfestigkeit des Produktes ab. Im Rahmen der EMV-Regulierung werden hierbei in den Fachgrundnormen DIN EN [EN ] bzw. DIN EN [EN ] zwei verschiedene Geräteklassen definiert, die bezüglich ihrer Störfestigkeit unterschiedliche Eigenschaften besitzen: Klasse 1: Geräte, die im Wohnbereich, im Geschäfts- und Gewerbebereich sowie in Kleinbetrieben eingesetzt werden. Klasse 2: Geräte, die im Industriebereich eingesetzt werden.

8 Seite 8 Für diese beiden Geräteklassen werden in den beiden Normen folgende Schwellen der Störbeeinflussung gegenüber Magnetfeldern der Frequenz 50 Hz festgelegt: Klasse Einsatzumgebung Störfestigkeitsschwelle 1 Wohnbereich, Geschäfts- und Gewerbebereich, Kleinbetriebe 3,77 µt 2 Industriebereich 37,7 µt Tabelle 2.2 Schwellwerte für externe 50-Hz-Magnetfelder für die in den beiden Fachgrundnormen DIN EN bzw. DIN EN definierten Geräteklassen (Effektivwerte). Schwellwerte für das elektrische Feld bei 50 Hz werden in diesen Normen nicht spezifiziert. Geräte der Klasse 2 müssen also eine deutlich höhere Störfestigkeit besitzen, als Geräte der Klasse 1. Für den europäischen Markt gilt hierbei, dass der Hersteller bzw. der Inverkehrbringer eines Produkts im Rahmen der CE-Kennzeichnung in den Produktunterlagen zu dokumentieren hat, zu welcher Geräteklasse sein Produkt gehört. Zudem sichert er durch die CE-Kennzeichnung auch die entsprechende Störfestigkeit für sein Produkt zu. Die in Tabelle 2.2 angegebenen Störfestigkeitsanforderungen sind für alle Produkte anzuwenden, für die keine speziellen harmonisierten Produktnormen mit individuellen Störfestigkeitsvorschriften existieren. Ein Überschreiten der in den obigen EMV-Normen angegebenen Störfestigkeitsschwellen durch externe Felder bedingt jedoch keine Konsequenzen für den Betreiber der feldverursachenden Anlage bzw. für die Ausweisung des Plangebietes. Vielmehr wird durch den Vergleich der externen Felder mit Störfestigkeitsschwellen für Geräte deutlich, ob die weniger störfesten Produkte der Klasse 1 dort vermutlich ohne Probleme eingesetzt werden können oder die störfesteren Produkte der Klasse 2 die bessere Alternative darstellen. 3 Durchführung der Feldstärkeberechnungen 3.1 Arbeitsumfang Um auch die entstehenden Feldstärken in verschiedenen Höhen über Grund einschätzen zu können, wurde im Rahmen dieser Immissionsuntersuchung zunächst die vertikale Verteilung der magnetischen Felder durch drei Vertikalschnitte im Bereich von Bauabschnitt 1 des Plangebiets ermittelt (siehe rot eingezeichnete Schnittlinien in Bild 3.1). Da niederfrequente Magnetfelder - im Gegensatz zu den elektrischen Feldern - weder durch Vegetation noch durch gewöhnliche Gebäudemauern nennenswert geschwächt werden, stellen diese im Regelfall im Gebäudeinneren die dominierende Feldgröße dar. Um auch einen Eindruck über die Größe der im Freien entstehenden elektrischen Felder zu erhalten, wurde für diese drei Schnittebenen zusätzlich die Verteilung der elektrischen Feldstärke berechnet. Es sei jedoch an dieser Stelle angemerkt, dass die ermittelten Werte so nicht innerhalb der Gebäude auftreten, sondern dort deutlich geringer ausgeprägt sein werden.

9 Seite 9 Die Exposition durch häusliche Quellen (z.b. elektrische Hausinstallation, E-Herd, Haarfön, Kaffeemaschine, Heizdecke, Fußbodenheizung), die durchaus die gleiche Größe oder auch höhere Werte im Vergleich zur Exposition, verursacht durch eine in der Nähe befindliche Freileitung annehmen kann, wurde bei den Untersuchungen nicht berücksichtigt. Zusätzlich wurde die horizontale Feldstärkeverteilung für eine Schnittebene in 456 Meter über NN (d.h. etwa 2 Meter über Grund für den Bereich des Bauabschnitts 1 berechnet (blaues Rechteck in Bild 3.1) Bild 1.1 Untersuchungsgebiet "Gewerbegebiet Brucklach", Bauabschnitt 1 mit der Lage der drei vertikalen Schnittebenen (rote Linien; von West nach Ost: Schnitt 1 bis 3) und des Horizontalschnitts (blaues Rechteck). Die Bereiche des Umspannwerks, die einen nennenswerten Einfluss auf die Größe der Felder im betrachteten Plangebiet ausüben können, werden bei den Berechnungen berücksichtigt. Hierbei handelt es sich vornehmlich um den Endpunkt der Freileitung W 322 auf dem Gelände des Umspannwerks. Insgesamt ist der Einfluss des Umspannwerks auf die Größe der Felder im Bereich von Bauabschnitt 1 aufgrund der vorgesehenen Schutzabstände von mindesten 15, teilweise aber auch ca. 50 Meter im Vergleich zu den Feldern der Freileitungen als von untergeordneter Bedeutung anzusehen.

10 Seite Randbedingungen Die Berechnungen der elektromagnetischen Felder wurden mit einer auf diese Aufgabenstellung zugeschnittenen, professionellen Berechnungssoftware durchgeführt. Es handelt sich dabei um des Programm "EFC 400 EP - Electric and Magnetic Field Calculation" (Version 2017) der Forschungsgesellschaft für Energie und Umwelttechnologie - FGEU mbh, Berlin. Dieses Programm wird derzeit von sehr vielen Fachbüros, Umweltbehörden und Netzbetreibern bei der Ermittlung elektromagnetischer Felder im Personenschutz und der Arbeitssicherheit eingesetzt. Die für die Berechnungen notwendigen technischen Anlagendaten wurden uns vom Betreiber (Bayernwerk Netz GmbH) zur Verfügung gestellt. Im Folgenden werden diese Parameter zunächst vorgestellt und erläutert. Für die relevanten Abschnitte der Freileitungen W 322 und J 128 wurden uns Profil- und Phasenlaufpläne zur Verfügung gestellt, aus denen die wesentlichen für die Berechnungen notwendigen Informationen abgelesen werden können (z.b. Masthöhen, Mastabstände, genaue Position der Leiterseile, maximaler Leiterseildurchhang, maximale Stromlast). Freileitung W 322 trägt einen dreiphasigen Stromkreis der 110-kV-Spannungsebene, wobei jede Phase auf zwei benachbarte Leiterseile geschaltet ist. Leitung Nr. J 128 trägt zwei unabhängige dreiphasige Stromkreise der 110-kV-Spannungsebene. Beide Freileitungssysteme verwenden Einebenenmasten. Um den in der 26. BImSchV geforderten Fall der "höchsten betrieblichen Anlagenauslastung" wider zu spiegeln, wurden die Berechnungen der Magnetfelder für den Fall des technisch maximal möglichen Stroms durchgeführt. Laut Angabe des Betreibers beträgt für Leitungstrasse W 322 der maximal mögliche Strom 547 Ampere pro Leiter (thermischer Grenzstrom), bei Trasse J 128 sind es jeweils 555 Ampere pro Seil. Zusätzlich wurde bei den Berechnungen der maximale Durchhang der Leiterseile angenommen, der bei sommerlichen Außentemperaturen und großer Stromlast auftritt. An dieser Stelle muss darauf hingewiesen werden, dass dieser für alle Berechnungen angenommene Maximalstrom in der Realität - wenn überhaupt - nur sehr kurzzeitig auftritt, so dass die Berechnungen deutlich höhere Magnetfelder liefern, als es im täglichen Betrieb typischerweise der Fall ist. 4 Ergebnisse der Feldstärkeberechnungen 4.1 Magnetfeld In diesem Kapitel werden die Effektivwerte der von den beiden Freileitungen in den untersuchten vertikalen Schnittebenen verursachten magnetischen Felder für den Fall der maximal möglichen Stromlast dokumentiert. Die Bilder 4.1 bis 4.3 zeigen die Berechnungsergebnisse (vertikale Feldverteilung) für die drei untersuchten Schnittebenen, wobei die Blickrichtung senkrecht zur jeweiligen Schnittebene (Blick von Osten nach Westen) gewählt wurde. Der Nullpunkt der Horizontalachse wurde jeweils einige Meter südlich des Randes der Trasse W 322 gelegt (siehe Bild 3.1). Die ungefähre horizontale Ausdehnung des Schnittbildes ist in Bild 3.1 als rote Linie eingezeich-

11 Seite 11 net. Bereiche mit Feldstärkewerten größer als der Grenzwert von 100 µt sind in den folgenden Bildern schwarz gefärbt. Man erkennt, dass diese nur in unmittelbarer Nähe der Leiterseile auftreten. Bild 4.1 Vertikale Verteilung des Magnetfeldes in der untersuchten vertikalen Schnittebene 1 (Gitternetz: 50 x 20 Meter). Blickrichtung senkrecht zur Schnittebene von Osten nach Westen. Der Bereich des betrachteten Bauabschnittes 1 befindet sich rechts der gestrichelten Linie. Bild 4.2 Vertikale Verteilung des Magnetfeldes in der untersuchten vertikalen Schnittebene 2 (Gitternetz: 50 x 20 Meter). Blickrichtung senkrecht zur Schnittebene von Osten nach Westen. Der Bereich des betrachteten Bauabschnittes 1 befindet sich rechts der gestrichelten Linie.

12 Seite 12 Bild 4.3 Vertikale Verteilung des Magnetfeldes in der untersuchten vertikalen Schnittebene 3 (Gitternetz: 50 x 20 Meter). Blickrichtung senkrecht zur Schnittebene von Osten nach Westen. Der Bereich des betrachteten Bauabschnittes 1 befindet sich rechts der gestrichelten Linie. Für die betrachteten Schnittebenen ergeben sich im östlichen Bereich von Bauabschnitt 1 bei größtmöglicher Stromlast Flussdichtewerte von weniger als 5 µt. Im westlichen Teil des betrachteten Gebiets sind aufgrund des größeren Abstands zu den Freileitungen die maximalen magnetischen Felder etwas geringer. In Bild 4.4 ist die horizontale Verteilung des magnetischen Feldes für den Bereich von Bauabschnitt 1 für eine Höhe von 456 Meter über NN dargestellt.

13 Seite 13 Bild 4.4 Horizontale Verteilung der Magnetfeldes im Bereich von Bauabschnitt 1 für eine Höhe von 456 Meter über NN (Gitternetz: 100 x 40 Meter). Der Horizontalschnitt bestätigt die Ergebnisse aus den Vertikalschnitten: In Bereich von Bauabschnitt 1 sind für die betrachtete Höhe über NN bei größtmöglicher Stromlast Magnetfelder von maximal etwa 2 bis 5 µt (am Südrand) zu erwarten, wobei eine starke Abnahme der Felder nach Norden zu beobachten ist. Am Nordrand des betrachteten Gebiets beträgt die magnetische Flussdichte nur noch maximal 0,1 µt. 4.2 Elektrisches Feld In den Bildern 4.5 bis 4.7 werden die Effektivwerte der von den beiden Freileitungen in den untersuchten vertikalen Schnittebenen verursachten elektrischen Felder dokumentiert. Entfernungsbereich und Blickrichtungen entsprechen denen aus den Bildern 4.1 bis 4.3. Der Einfluss von Gebäuden und Vegetation auf die Größe des elektrischen Feldes wurde hierbei vernachlässigt. Bereiche mit Feldstärkewerten größer als der Grenzwert von 5 kv/m sind in den folgenden Bildern schwarz gefärbt. Man erkennt, dass diese nur in unmittelbarer Nähe der Leiterseile auftreten.

14 Seite 14 Bild 4.5 Vertikale Verteilung des elektrischen Feldes in der untersuchten vertikalen Schnittebene 1 (Gitternetz: 50 x 20 Meter). Blickrichtung senkrecht zur Schnittebene von Osten nach Westen. Der Bereich des betrachteten Bauabschnittes 1 befindet sich rechts der gestrichelten Linie. Bild 4.6 Vertikale Verteilung des elektrischen Feldes in der untersuchten vertikalen Schnittebene 2 (Gitternetz: 50 x 20 Meter). Blickrichtung senkrecht zur Schnittebene von Osten nach Westen. Der Bereich des betrachteten Bauabschnittes 1 befindet sich rechts der gestrichelten Linie.

15 Seite 15 Bild 4.7 Vertikale Verteilung des elektrischen Feldes in der untersuchten vertikalen Schnittebene 3 (Gitternetz: 50 x 20 Meter). Blickrichtung senkrecht zur Schnittebene von Osten nach Westen. Der Bereich des betrachteten Bauabschnittes 1 befindet sich rechts der gestrichelten Linie. Für die betrachteten Schnittebenen ergeben sich im östlichen Bereich von Bauabschnitt 1 Feldstärkewerte für das elektrische Feld von weniger als 500 V/m. Im westlichen Teil des betrachteten Gebiets sind aufgrund des größeren Abstands zu den Freileitungen die maximalen elektrischen Felder etwas geringer. In Bild 4.8 ist die horizontale Verteilung des elektrischen Feldes für den Bereich von Bauabschnitt 1 für eine Höhe von 456 Meter über NN dargestellt.

16 Seite 16 Bild 4.8 Horizontale Verteilung der elektrischen Feldes im Bereich von Bauabschnitt 1 für eine Höhe von 456 Meter über NN (Gitternetz: 100 x 40 Meter). Der Horizontalschnitt bestätigt die Ergebnisse aus den Vertikalschnitten: In Bereich von Bauabschnitt 1 sind für die betrachtete Höhe über NN elektrische Felder von maximal etwa 250 bis 500 V/m (am Südrand) zu erwarten, wobei eine starke Abnahme der Felder nach Norden zu beobachten ist. Am Nordrand des betrachteten Gebiets beträgt die elektrische Feldstärke nur noch maximal 10 V/m. 4.3 Grenzwertvergleich In folgender Tabelle sind die maximal für das betrachtete Planungsgebiet (Bauabschnitt 1) errechneten Magnetfelder den in Kapitel 2 vorgestellten Grenz- und Richtwerten gegenübergestellt. Bedeutung Magnetische Flussdichte [µt] Spannweite der zu erwartenden Magnetfelder <0,1 5 µt Grenzwert nach 26. BImSchV 100 µt Schwellwert für Beeinflussung aktiver Implantate (F 451) 99 µt Störfestigkeit von Geräten für die Verwendung Wohnbereich, Geschäfts- und Gewerbebereich, Kleinbetriebe (DIN EN ) Störfestigkeit von Geräten für die Verwendung im Industriebereich (DIN EN ) 3,77 µt 37,7 µt Tabelle 4.1 Vergleich der errechneten Magnetfeldern mit den in Kapitel 2 vorgestellten Grenz- und Richtwerten.

17 Seite 17 Aus Tabelle 4.1 wird ersichtlich, dass die Grenzwertvorgaben der 26. BImSchV im betrachteten Untersuchungsgebiet deutlich unterschritten werden. Maximal ergaben die Berechnungen bei extremer Stomlast in den Freileitungen im betrachteten Gebiet eine Grenzwertausschöpfung für das Magnetfeld von etwa fünf Prozent. Eine Beeinflussung von aktiven oder passiven Implantaten durch die Magnetfelder der Freileitungen ist ebenfalls nicht zu erwarten. Es besteht ein - wenn auch extrem geringes - Risiko, dass elektrische und elektronische Geräte mit einer Störfestigkeit gegenüber niederfrequenten Magnetfeldern nach DIN EN unter äußerst ungünstigen, jedoch sehr unwahrscheinlichen Umständen (Maximalauslastung beider Freileitungen) bei Verwendung im südlichsten Teil von Bauabschnitt 1 durch die Magnetfelder der Freileitungen beeinflusst werden. Eine Störbeeinflussung von Geräten, die eine Störfestigkeit für den Einsatz in industrieller Umgebung nach DIN EN besitzen, ist auf dem betrachteten Gebiet nicht zu erwarten. In Tabelle 4.2 sind die maximal für das betrachtete Planungsgebiet (Bauabschnitt 1) errechneten elektrischen Felder den in Kapitel 2 vorgestellten Grenz- und Richtwerten gegenübergestellt. Bedeutung Spannweite der zu erwartenden elektrischen Felder Grenzwert nach 26. BImSchV Schwellwert für Beeinflussung aktiver Implantate (F 451) Elektrische Feldstärke [V/m] V/m V/m V/m Tabelle 4.2 Vergleich der errechneten elektrischen Felder mit den in Kapitel 2 vorgestellten Grenz- und Richtwerten. Aus Tabelle 4.2 wird ersichtlich, dass die Grenzwertvorgaben der 26. BImSchV im betrachteten Untersuchungsgebiet deutlich unterschritten werden. Maximal ergibt sich eine Grenzwertausschöpfung für das elektrische Feld von etwa zehn Prozent. Eine Beeinflussung von aktiven oder passiven Implantaten durch die elektrischen Felder der Freileitungen ist ebenfalls nicht zu erwarten. 5 Zusammenfassung Im Rahmen dieses Gutachtens sollten die elektrischen und magnetischen Felder berechnet und mit den Grenzwerten der 26. BImSchV, sowie weiteren Richtwerten verglichen werden, die durch zwei Hochspannungsfreileitungssysteme der der Bayernwerk Netz GmbH im Bereich von Bauabschnitt 1 des Plangebiets "Gewerbegebiet Brucklach" generiert werden. Besondere Beachtung gebührt hierbei den entstehenden Magnetfeldern, da diese - im Gegensatz zu den elektrischen Feldern - weder durch Vegetation noch durch gewöhnliche Ge-

18 Seite 18 bäudemauern nennenswert geschwächt werden. Sie stellen daher im Regelfall im Gebäudeinneren, die dominierende Feldgröße dar. Um den in der 26. BImSchV geforderten Fall der "höchsten betrieblichen Anlagenauslastung" wider zu spiegeln, wurden die Berechnungen der Magnetfelder für den Fall des technisch maximal möglichen Stroms durchgeführt. Die Berechnungen erbrachten folgende wesentliche Ergebnisse: Der nach 26. BImSchV relevante Grenzwert für magnetische Felder der Frequenz 50 Hz (100 µt) wird auf dem betrachteten Gebiet sehr deutlich unterschritten. Maximal ergibt sich dort eine Grenzwertausschöpfung von etwa fünf Prozent. Eine Beeinflussung von aktiven oder passiven Implantaten durch die Magnetfelder der Freileitungen ist ebenfalls nicht zu erwarten. Es besteht ein - wenn auch extrem geringes - Risiko, dass elektrische und elektronische Geräte mit einer Störfestigkeit gegenüber niederfrequenten Magnetfeldern nach DIN EN unter äußerst ungünstigen, jedoch sehr unwahrscheinlichen Umständen (Maximalauslastung beider Freileitungen) bei Verwendung im südlichsten Teil von Bauabschnitt 1 durch die Magnetfelder der Freileitungen beeinflusst werden. Eine Störbeeinflussung von Geräten, die eine Störfestigkeit für den Einsatz in industrieller Umgebung nach DIN EN besitzen, ist auf dem betrachteten Gebiet nicht zu erwarten. Der nach 26. BImSchV relevante Grenzwert für elektrische Felder der Frequenz 50 Hz (5 kv/m) wird auf dem betrachteten Gebiet sehr deutlich unterschritten. Maximal ergibt sich dort eine Grenzwertausschöpfung von etwa zehn Prozent. Eine Beeinflussung von aktiven oder passiven Implantaten durch die elektrischen Felder der Freileitungen ist ebenfalls nicht zu erwarten. Regensburg, 16. Januar 2019 Prof. Dr.-Ing. Matthias Wuschek

19 Seite 19 6 Literaturverzeichnis [26. BImSchV] 26. BImSchV, Sechsundzwanzigste Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (Verordnung über elektromagnetische Felder BImSchV), Bundesgesetzblatt Jg. 2013, Teil I, Nr.50, Bonn [DIN EN ] DIN EN , Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV), Teil 6-1: Fachgrundnormen - Störfestigkeit für Wohnbereich, Geschäfts- und Gewerbebereiche sowie Kleinbetriebe (IEC :2005); Deutsche Fassung EN , [DIN EN ] DIN EN , Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) - Teil 6-2: Fachgrundnormen - Störfestigkeit für Industriebereiche (IEC 77/488/CDV:2015); Deutsche Fassung pren , 2015 [F 451] EMF-Arbeitsgruppe des Bundesministeriums für Arbeit und Soziales, Elektromagnetische Felder am Arbeitsplatz: Sicherheit von Beschäftigten mit aktiven und passiven Körperhilfsmitteln bei Exposition gegenüber elektromagnetischen Feldern, Forschungsbericht 451, 01/2015. [LAI 14] Länderausschuss für Immissionsschutz (LAI), Hinweise zur Durchführung der Verordnung über elektromagnetische Felder BImSchV, 128. Sitzung der Bund- / Länder-Arbeitsgemeinschaft für Immissionsschutz am 17. und in Landshut; 09/2014; Internet:

20 Seite 20 7 Grenzwerte und ihre Festlegung In diesem Kapitel sollen ergänzend einige Informationen über die Philosophie, die hinter den internationalen Grenzwerten für niederfrequente elektromagnetische Felder steht, zur Verfügung gestellt werden. Für die Beurteilung der Feldintensität in der Umgebung von Niederfrequenzanlagen werden üblicherweise die folgenden Größen verwendet: Der Effektivwert der elektrischen Feldstärke E in Volt pro Meter (V/m) oder Kilovolt pro Meter (kv/m), der Effektivwert der magnetischen Flussdichte B in Tesla (T) oder Mikrotesla (µt). Die Bewertung elektromagnetischer Felder ist in Deutschland in der "26. Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes" (26. BImSchV) [26. BImSchV] verbindlich geregelt. Die dort festgelegten Grenzwerte für Niederfrequenzimmissionen der Betriebsfrequenzen 16,7 bzw. 50 Hz sind in folgender Tabelle aufgelistet: Frequenz Grenzwert für die elektrische Feldstärke (Effektivwert) Grenzwert für die magnetische Flussdichte (Effektivwert) 16,7 Hz 5 kv/m 300 µt 50 Hz 5 kv/m 100 µt Tabelle 7.1 Grenzwerte nach 26. BImSchV für elektrische und magnetische Felder in der Umgebung von Niederfrequenzanlagen der Betriebsfrequenz 16,7 bzw. 50 Hz. Folgendes Vorgehen wird bei der Festlegung der Immissionsgrenzwerte für nicht ionisierende Strahlung angewandt: Die Internationale Strahlenschutzkommission (ICNIRP) erarbeitet Grenzwertempfehlungen auf der Basis des aktuellen Forschungsstandes. Grundlage ist die von der WHO und der Umweltorganisation der Vereinten Nationen (UNEP) gemeinsam durchgeführte Bewertung der aktuellen wissenschaftlichen Befunde. Die Ergebnisse dieser Bewertung sind in den so genannten "Environmental Health Criteria" (z.b. EHC Doc.137) zusammengefasst und als Buch veröffentlicht. In regelmäßigen Abständen prüft die ICNIRP den aktuellen Stand der Forschung und entscheidet darüber, ob eine Aktualisierung der Grenzwerte erforderlich ist. Die aktuellen Empfehlungen der ICNIRP für Niederfrequenz stammen aus dem Jahr Die ICNIRP wird von der Weltgesundheitsorganisation (WHO), der Internationalen Arbeitsorganisation (ILO) sowie der Europäischen Union als die staatlich unabhängige Organisation anerkannt, die Grenzwerte im Bereich nicht ionisierender Strahlung empfiehlt. Das Prinzip des Personenschutzes bei niederfrequenten elektrischen und magnetischen Feldern beruht auf der Begrenzung der im Körper auftretenden Stromdichten (bzw. der im Körperinneren auftretenden elektrischen Feldstärken). Um diese Sicherheit zu gewährleisten, ist der Basisgrenzwert so gewählt, dass er um den Faktor 10 niedriger liegt, als die Körperstromdichte, ab der Wirkungen auf den Menschen wissenschaftlich gesichert nachgewiesen werden können.

21 Seite 21 Bei Personen, die im Rahmen ihrer beruflichen Tätigkeit während der gesamten täglichen Arbeitszeit (typisch bis zu 8 Stunden) niederfrequenten Feldern ausgesetzt sind, dürfen also maximal Immissionen auftreten, die um den Faktor 10 unter der Grenze für nachgewiesene Gesundheitsbeeinträchtigungen liegen. Aus Gründen einer zusätzlichen Sicherheit, wird für die Allgemeinbevölkerung (d.h. alle Personengruppen) der Grenzwert für die Dauerexposition (24h-Wert) nochmals um den Faktor 5 gegenüber dem Arbeitsplatzwert reduziert, so dass hier insgesamt eine Unterschreitung um den Faktor 50 bezüglich wissenschaftlich nachgewiesener negativer Gesundheitswirkungen vorliegt. Da Stromdichten bzw. elektrische Felder im Körperinneren im allgemeinen schwierig zu bestimmen sind, werden in einem weiteren Schritt "abgeleitete Grenzwerte" ("Referenzwerte") für die leichter zu messende elektrische Feldstärke bzw. magnetische Flussdichte aus den Basisgrenzwerten ermittelt. Sie sind so gewählt, dass bei einer Einhaltung der abgeleiteten Grenzwerte auf jeden Fall sichergestellt ist, dass auch die dazugehörigen Basisgrenzwerte unterschritten werden.