Abschluss Diplom-Wirtschaftsingenieur. Promotion zum Dr.-lng. an der RWTH Aachen. Baubiologe IBN (Institut für Baubiologie+ Oekologie Neubeuern)

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1 VIRNICH, MARTIN Elektrotechnik-Studium, Fachrichtung Nachrichtentechnik, an der RWTH Aachen (Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule), Abschluss Diplom-Ingenieur Wirtschaftswissenschaftliches Aufbaustudium an der RWTH Aachen, Abschluss Diplom-Wirtschaftsingenieur Promotion zum Dr.-lng. an der RWTH Aachen Baubiologe IBN (Institut für Baubiologie+ Oekologie Neubeuern) Baubiologischer Messtechniker IBN Berufliche Tätigkeit als Angestellter: Entwicklungsingenieur in einem Unternehmen der Elektroakustik Wissenschaftlicher Mitarbeiter und Oberingenieur an der RWTH Aachen Hauptabteilungsleiter (leitender Mitarbeiter) in einem Maschinenbauunter,nehmen Selbstständige, freiberufliche Tätigkeit (seit 1995) für Ingenieurbüro für Baubiologie und Umweltmesstechnik Durchführung von Seminaren, Workshops, Tagungen; u.a. für Baubiologische und messtechnische Ausbildung

2 VIRNICH, MARTIN Vortrag 2013

3 Hüthig & Pflaum Verlag München/Heidelberg Der Elektro- und Gebäudetechniker Sonderdruck aus»de«11/2005 Achtung, Abschirmdecke: Entspannt ist nicht entfeldet Das Buch zum Thema:»Schauer/Virnich, Baubiologische Elektrotechnik«Weitere Informationen zur Baubiologie:

4 Gebäudet echnik Achtung, Abschirmdecke: Entspannt ist nicht entfeldet M. H. Virnich, M. Schauer Baubiologische Elektroinstallation ein Markt mit Zukunft. Allerdings tummeln sich auf diesem Feld auch viele Scharlatane, die schnell die gesamte Branche in Verruf bringen können. Wir zeigen exemplarisch auf, was es mit den so genannten Abschirmdecken auf sich hat. Abschirmdecke erden, und schon können Sie entspannen um mit solchen oder ähnlichen frohen Botschaften konfrontiert zu werden, muss man sich heutzutage nicht mehr auf die große Butterfahrt machen. Internet und Produktwerbung von Bettwarenherstellern bringen sie einem direkt ins elektrosmogverseuchte Haus. Die Rede ist von Abschirmdecken und -matten. Sie sollen die Elektrosmoggefahr im heimischen Bett bannen und für eine drastische Verbesserung der Schlafqualität sorgen. Als Beweis für die physikalische Wirksamkeit der Abschirmung gegen niederfrequente elektrische Wechselfelder wird die Messung der so genannten Körperspannung angeführt. Denn die Spannung, die man gegen Erdpotential an einer Person misst, welche auf oder unter einer solchen elektrisch leitfähigen und geerdeten Decke bzw. Matte liegt, reduziert sich deutlich. Mit dem Slogan»Geborgenheit und Vertrauen«wirbt z. B. ein Hersteller für sein Produkt. Nach dem Prinzip»Kritische Prüfung, Kontrolle und Wissen, was tatsächlich passiert«sollen im folgenden Beitrag die Abschirmprodukte für das Bett näher unter die Lupe genommen werden. Die Werbung und auch gerne vorgezeigte Gutachten einer internationalen Forschungsgesellschaft nennen die Reduzierung der Körperspannung (auch Dr.-Ing. Martin H. Virnich, Ingenieurbüro für Baubiologie und Umweltmesstechnik, Mönchengladbach; Elektromeister Martin Schauer, Umweltmesstechnik und Elektrotechnik, Würzburg als kapazitive Körperankopplung bezeichnet) als das alleinige Kriterium für die Wirksamkeit der Maßnahme. Sie setzen diese Reduzierung direkt mit einer Verbesserung der Schlafqualität gleich. Das suggeriert dem potenziellen, gesundheitsbewussten Käufer, dass sich bei Verwendung der Abschirmdecke bzw. -matte das von den Installationen, Leitungen und Geräten der elektrischen Energieversorgung ausgehende, niederfrequente elektrische Wechselfeld am Schlafplatz ebenfalls verringert. Interessant ist, dass viele Anbieter eine solche Feldreduzierung früher häufig explizit behaupteten, während sie in jüngerer Zeit meist nur die Reduzierung der Körperspannung erwähnen. Ob Anbieter und»gutachter«inzwischen gemerkt haben, dass sie sich auf dünnem Eis bewegen? Der»kleine Unterschied«zwischen elektrischer Spannung und Feldstärke Bild 1: Körperspannungsmessung gegen Erdpotential mittels Digitalmultimeter In den folgenden Ausführungen wird gezeigt, dass die pauschale Gleichsetzung einer Körperspannungsreduzierung mit der Reduzierung des elektrischen Wechselfeldes nicht zulässig ist und zu völlig falschen Schlüssen über die Qualität einer Schlafplatz-»Sanierung«führen kann. Elektrische Wechselfelder gehen von allen unter Wechselspannung stehenden elektrischen Leitungen und Geräten aus. Im Falle der üblichen Energieversorgung hat diese Wechselspannung auf dem Außenleiter eine Höhe von 230 V gegen Erdpotential und eine Frequenz von 50Hz. Da die Spannungsquelle beim Energieversorger mit dem Erdpotential verbunden ist, breitet sich das elektrische Feld vom spannungsführenden Leiter bzw. Gerät in Richtung Erdpotential aus. Dieses Erdpotential befindet sich wie der Name sagt am Erdboden, aber auch auf allen mit der Erde elektrisch leitfähig verbundenen Gegenständen, die gezielt oder auch ungewollt an dieses Erdpotential angeschlossen sind. Gezielt wird dies z.b. im Rahmen der Elektroanlage eines Gebäudes als Potentialausgleich durchgeführt, der die Entstehung von unzulässig hohen Berührungsspannungen verhindern soll. Aber auch Abschirmungen zur Reduzierung niederoder hochfrequenter Felder muss man in den Potentialausgleich einbeziehen. Die Höhe des sich im Raum ausbildenden elektrischen Feldes hängt ab von der Höhe der Spannung und von der Entfernung zwischen dem spannungsführenden Leiter/Gerät (Feldquelle) und den Gegenständen oder Flächen, die auf Erdpotential liegen (Feldsenken). Je höher die Spannung, desto höher die elektrische Feldstärke. Und je weiter Feldquelle und Feldsenke auseinander liegen, um so niedriger ist die elektrische Feldstärke. Bringt man einen elektrisch leitfähigen Körper in das Feld ein (dies kann z.b. auch der Körper einer Person sein, der aufgrund seines hohen Wassergehaltes sehr gut leitfähig ist), so koppelt dieser Körper an das elektrische Feld an und nimmt ein von seiner Lage im Raum abhängiges Potential bzw. wenn man gegen das Erdpotential der Feldsenke misst eine entsprechende Spannung an: Die Körperspannung (Bild 1). Befindet sich der Körper in der Nähe der Feldquelle, so misst man eine hohe Körperspannung. Befindet er sich dagegen in der Nähe der Feldsenke, so misst man eine niedrige Körperspannung. Direkt auf der geerdeten Fläche ist die Spannung gleich Null. (Bei diesen angestellten Betrachtungen wurde die elektrische Feldstärke nicht verändert.) Im homogenen Feld eines Plattenkondensators ist das elektrische Feld an allen Punkten des Raumes gleich groß. Das Potential bzw. die Spannung durchläuft aber in Abhängigkeit vom Abstand von der geerdeten Platte alle Werte von 2 de Sonderdruck

5 Gebäudet echnik Null bis zum maximalen Potential der angelegten Spannung. Allgemein gesagt, stellt die elektrische Feldstärke die räumliche Änderung des Potentials dar, also das Potentialgefälle im Raum. Messung elektrischer Felder Das potentialfreie Messverfahren benutzt man zur Messung elektrischer Feldimmissionen, die aus verschiedenen Quellen stammen können und deren Zusammensetzung aus diesen Quellen unbekannt ist. Hier misst eine dreidimensionale, isotrope Feldsonde das elektrische Feld so, dass es durch den Messvorgang nicht beeinflusst wird (Bild 2). Dieses Verfahren erfasst bei Vergleichsmessungen sowohl Veränderungen an der Feldquelle richtig (z.b. Erhöhung der Spannung) als auch Veränderungen an der Feldsenke (z.b. räumliche Verschiebung der Orte des Erdpotentials durch Einbringen großer, geerdeter Flächen). Nicht geeignet zur Erfassung von Veränderungen an der Feldsenke sind erdpotentialbezogene Messverfahren, und zwar wegen ihres Erdpotentialbezugs. Abschirmung elektrischer Felder Zur Abschirmung externer elektrischer Wechselfelder benötigt man ein leitfähiges Material: Bild 2: Potentialfreie, dreidimensionale E-Feldsonden, aufgrund ihrer Form auch als»würfelsonden«bezeichnet; der Anschluss an die Auswerte- und Anzeigeeinheit erfolgt über eine mehrere Meter lange Glasfaserleitung, um das Feld nicht durch eine metallene Leitung zu stören hiermit lässt sich das elektrische Feld in jeder Situation korrekt messen Entweder als komplett geschlossene Hülle (so genannter Faradayscher Käfig). Hier ist das Innere des»käfigs«feldfrei auch ohne Erdung. Ist die Hülle nicht komplett geschlossen, sondern werden nur einzelne Flächen abgeschirmt, so müssen die Abschirmflächen geerdet werden. Nun baut sich das elektrische Feld zwischen der Quelle und diesen Flächen als Feldsenke auf. Der hinter einer Abschirmfläche befindliche Raum ist dann feldfrei allerdings nur, wenn sich dort keine Feldquelle befindet. Abschirmung am Schlafplatz Betrachten wir nun exemplarisch die Verhältnisse an einem Schlafplatz. Ob eine elektrisch leitfähige und geerdete Decke bzw. Matte einen Abschirmeffekt erzielt oder nicht oder ob sie ggf. sogar eine Erhöhung der elektrischen Feldstärke provoziert hängt ab von der relativen Lage von Feldquelle, Person und Feldsenke (geerdete Decke/Matte) zueinander. Das Bild 3a zeigt den Fall, dass sich die Feldquelle unterhalb des Bettes befindet. Oberhalb und unterhalb der im Bett liegenden Person lässt sich durch Messung eine elektrische Feldstärke nachweisen (E u1 unterhalb der Person, E o1 oberhalb der Person). Ein an den Körper der Person angeschlossenes Digitalmultimeter zeigt gegen Erdpotential eine Körperspannung U k1 an. Wird nun, wie in Bild 3b, unter den Körper der Person eine leitfähige Matte Quelle: Narda Safety Test Solutions (links), ROM Elektronik (rechts) Bild 3a: Ausgangssituation: Feldquelle unter dem Bett Bild 3b: Feldquelle unter dem Bett, geerdete Matte unter der Matratze Bild 3c: Ausgangssituation: Feldquelle über dem Bett Bild 3d: Feldquelle über dem Bett, geerdete Matte unter der Matratze de Sonderdruck 3

6 Gebäudet echnik Elektroinstallation Felder messen und reduzieren Martin Schauer/Dr. Martin Virnich Baubiologische Elektrotechnik Grundlagen, Feldmesstechnik und Praxis der Feldreduzierung Seiten. Kartoniert. 48, ISBN Firma Name/Vorname Straße/Postfach PLZ/Ort Fax-Bestellung / Ja, senden Sie mir: Expl. Schauer/Virnich, Baubiologische Elektrotechnik 48, inkl. MwSt., zzgl. Versandkosten ISBN Mitglied der Innung Ich habe das Recht, diese Bestellung innerhalb von 14 Tagen nach Lieferung ohne Angabe von Gründen zu wiederrufen. Der Widerruf erfolgt schriftlich oder durch fristgerechte Rücksendung der Ware an den Verlag oder an meine Buchhandlung. Zur Fristwahrung genügt die rechtzeitige Absendung des Widerrufs der Ware (Datum des Poststempels). Bei einem Warenwert unter 40 Euro liegen die Kosten der Rücksendung beim Rücksender. Entsiegelte Software ist vom Rückgaberecht ausgeschlossen. Ihre Daten werden nach dem Bundesdatenschutzgesetz elektronisch gespeichert und können für Werbezwecke innderhalb des Hüthig & Pflaum Verlages verwendet werden. Sollten Sie dies nicht mehr wünschen, schreiben Sie bitte an untenstehende Adresse. Datum/Unterschrift Tel / de-buchservice@de-online.info Internet: NEU Das Buch befasst sich zum einen mit der Planung und Realisierung emissionsreduzierter Elektroinstallationen in Neuund Altbauten sowie zum anderen mit der Minimierung nieder- und hochfrequenter Feldimmissionen von gebäudeextern betriebenen Anlagen. Detailliert werden Lösungskonzepte für viele individuelle Anforderungen aus der Praxis vorgestellt von großflächigen Abschirmmaßnahmen bis hin zum Einsatz moderner Gebäudesystemtechnik. Das Buch gibt zudem Antworten auf die in den letzten Jahren verstärkt diskutierten, speziellen Fragestellungen im Hinblick auf den Personen- und Sachschutz bei baubiologisch orientierten Installationen und Abschirmmaßnahmen. Die Vermittlung fundierter, praxisorientierter Feldmesstechnik auf wissenschaftlicher Basis ist ein weiterer wichtiger Aspekt des Buches. Die Grundlagen der Feldtheorie werden in leicht verständlicher Form und ohne höhere Mathematik in der für die Praxis notwendigen Tiefe anschaulich dargestellt. Die Herausgeber, selbst Experten der Baubiologischen Elektrotechnik, greifen auf viele Erfahrungen aus ihrer eigenen Praxis zurück. Ausführliche Informationen und Inhaltsverzeichnis im Internet unter HÜTHIG & PFLAUM V E R L A G Postf , D Heidelberg eingebracht und diese geerdet, so ist der Raum oberhalb der Matte und damit der Raumbereich, in dem die Person liegt, zumindest im theoretischen Idealfall feldfrei (E o2 = 0). Unterhalb der Matte steigt die Feldstärke nun gegenüber Bild 3a an, da die geerdete Matte den Abstand zwischen Feldquelle und Erdpotential verkürzt. Die Körperspannung sinkt idealerweise auf Null oder in der Praxis auf einen Wert nahe Null, da der Körper sich nun in unmittelbarer Nähe zu einer Fläche befindet, die auf Erdpotential liegt und das Körperpotential damit auch in Richtung Null»gezogen«wird. In diesem Fall kann man von einer erfolgreichen Maßnahme sprechen, wie die Feldstärkemessung beweist. Diese Aussage scheint auch von der Körperspannungsmessung gestützt zu werden. In Bild 3c befindet sich die Feldquelle nun oberhalb des Bettes. Hier misst man ober- und unterhalb der Person ein elektrisches Feld (E o3 bzw. E u3 ), ebenso wie eine Körperspannung U k3. Wird nun gemäß Bild 3d wieder die geerdete»abschirmmatte«unter der Person eingebracht, so stellt man fest, dass sie hier die»falsche Seite«abschirmt. Der Bereich unterhalb des Bettes ist zwar nun feldfrei. Doch in dem Bereich, in dem die Person liegt, steigt die Feldstärke an! Hier ist die»abschirmdecke«contraindiziert und führt zu einer Verschlimmerung der Feldsituation! Eine Körperspannungsmessung zeigt aber das gleiche Ergebnis wie in Bild 3b, da sie nur auf das Potential reagiert, das in beiden Fällen gleich ist. Fazit Setzt man Abschirmdecken oder -matten einfach auf Verdacht ein, ohne die konkret vorliegende Feldsituation mittels eines geeigneten Messverfahrens untersucht zu haben, besteht ein hohes Risiko, die Feldsituation nicht zu verbessern, sondern sie zu verschlechtern und die Feldbelastung am Schlafplatz zu erhöhen. Die Körperspannungsmessung eignet sich nicht dazu, Veränderungen der Feldsituation durch das Einbringen von geerdeten leitfähigen Flächen in das Feld korrekt zu erfassen ebenso wie andere erdpotentialbezogene Feldmessverfahren. Die Anwendung dieser Verfahren im hier besprochenen Einsatzfall ist als grober Kunstfehler zu betrachten. Die Reduzierung der Körperspannung stellt keinen eindeutigen Indikator für eine Reduzierung des elektrischen Feldes dar. Darüber hinaus kann die Verwendung einer elektrisch leitfähigen und geerdeten Abschirmdecke bzw. -matte u. U. eine erhebliche Gefahr für die im Bett liegende Person darstellen. So kann in einer veralteten Elektroanlage (TN-C- System,»klassische Nullung«in der Steckdose) bei einem PEN-Leiterbruch (PEN: Gemeinsamer Schutzleiter (PE) und Rückleiter (N)) eine tödliche Berührungsspannung entstehen, wenn die im Bett liegende Person gleichzeitig mit der geerdeten Abschirmmatte und dem metallischen Gehäuse z. B. einer Nachttischleuchte in Kontakt ist, das mit dem Schutzleiter des Netzanschlusskabels verbunden ist (Schutzklasse I, Schutzerdung des Gehäuses). Den Einsatz von geerdeten Abschirmdecken sollte sich jeder Kunde daher auch aus diesem Grund wohl überlegen. Die Erdung von Abschirmungen jeglicher Art darf nur von erfahrenen Elektrofachleuten durchgeführt werden. Unter dem Gesichtspunkt der möglichen erheblichen Gefährdung sollte die Elektroanlage auf jeden Fall mit einer Fehlerstromschutzeinrichtung (Auslösestrom 30 ma) ausgestattet sein. 4 de Sonderdruck

7 Schnurlostelefone: DECT zero Strahlungsfrei im Standby Schnurlos telefonieren, ja, aber bitte strahlungsarm das ist ein oft geäußerter Wunsch, der aber ganz offensichtlich einen Widerspruch in sich birgt. Denn schnurlos bedeutet zwangsläufig Funkübertragung. Aber immerhin gibt es mittlerweile eine ganze Reihe von modernen DECT-Schnurlostelefonen, bei denen die Sendeleistung der Mobilteile während des Telefonats reduziert wird und nach Gesprächsende auch die Sendeleistung der Basisstation ganz abgeschaltet wird sozusagen DECT zero im Standby. Grundsätzliche Funktionsweise von DECT-Schnurlostelefonen Gemäß dem technischen Standard für DECT-Schnurlostelefone (Digital Enhanced Cordless Telecommunications) sendet die Basisstation permanent mit der gleichen Spitzenleistung (Peak), unabhängig davon, ob ein Telefonat geführt wird oder nicht. Wird kein Telefonat geführt, so sendet die Basis anstatt der digitalen Gesprächsdaten ständig ein Bereitschaftssignal aus. Alle DECT-Signale von Basisstation und Mobilteil sind periodisch gepulst mit einer Pulsfrequenz von 100 Hertz. Der erste, aber unbefriedigende Schritt zur Reduzierung der Sendeleistung: ECO-Mode allenfalls DECT light Im Handel wird eine Vielzahl von DECT-Modellen mit der Zusatzbezeichnung ECO Mode oder einem Wirrwarr sonstiger phantasiereicher Wortschöpfungen angeboten, in denen irgendwie ein ECO vorkommt und die gerne mit dem Prädikat strahlungsarm versehen werden. Hierbei wird im Bereitschaftszustand (Standby-Zustand, also wenn nicht telefoniert wird) die Sendeleistung der Basisstation günstigstenfalls komplett abgeschaltet, bei vielen Modellen aber nur um einen bestimmten Faktor abgesenkt. Dieser Faktor liegt je nach Modell zwischen (was unter dem Gesichtspunkt der Belastung für den menschlichen Organismus einer Abschaltung gleichkommt) und lediglich 10. Dazu müssen die beiden folgenden Voraussetzungen erfüllt sein: es ist nur ein einziges Mobilteil an der Basisstation angemeldet und dieses Mobilteil befindet sich in der Ladeschale der Basisstation. Das ist zwar ein erster Schritt in die richtige Richtung, aber nicht wirklich praxisgerecht und zufriedenstellend, denn wer stellt schon ständig und konsequent das Mobilteil wieder in die Ladeschale der Basisstation zurück? Die Bezeichnung strahlungsarm ist eher nichtssagend und wohl einem erhofften pauschalen Werbeeffekt beim unbedarften Konsumenten zuzuschreiben. In Anlehnung an eine bekannte koffeinhaltige Limonade könnte man hier gegenüber dem normalen, dauersendenden DECT allenfalls von einem light -Produkt sprechen. Ein deutlicher Schritt nach vorne: ECO Modus plus, Full ECO Mode und fulleco DECT zero im Standby Mit den Zusatzbezeichnungen ECO Modus +, Full ECO Mode oder fulleco werden DECT- Telefone versehen, bei denen die Basisstation nur so lange sendet, wie telefoniert wird. Nach dem Ende des Telefonats stellt die Basisstation die Aussendung des Bereitschaftssignals ein, unabhängig davon, wo sich das Mobilteil befindet (also auch außerhalb der Ladeschale der Basis) und unabhängig davon, wie viele Mobilteile an der Basisstation angemeldet sind. Hier kann man wieder in Anlehnung an das Cola-Getränk tatsächlich von DECT zero im Standby sprechen. Bei den meisten Modellen erfolgt die Abschaltung der Basisstation nicht sofort mit dem Ende des Telefonats, sondern erst nach einer Verzögerungszeit von ca. 20 Sekunden bis zu 2 Minuten. Und bei fast allen Modellen ist die Funktion ECO Modus plus bzw. Full ECO Mode nicht bei der Auslieferung bereits eingestellt, sondern muss vom Käufer erst bei der Inbetriebnahme über die Menüsteuerung des Telefons aktiviert werden. Wird an der Basisstation auch nur ein einziges zusätzliches Mobilteil angemeldet, das die Funktion ECO Modus +, Full ECO Mode bzw. fulleco nicht unterstützt (z.b. ein Mobilteil eines anderen Typs oder eines anderen Herstellers), so wird der ECO Modus + komplett deaktiviert und man hat unbemerkt wieder einen Dauersender. Es sollen daher zur Erweiterung nur die zur jeweiligen Basisstation passenden Original-Mobilteile verwendet werden. Schnurlostelefone: DECT zero Strahlungsfrei im Standby Seite 1

8 In Tab. 1 sind in Deutschland angebotene DECT zero -Modelle aufgeführt. Nicht alle sind mehr im regulären Vertrieb, sie werden aber als Gebrauchtgeräte z.b. noch im Internet (ebay) angeboten. D, T, Q Duo, Trio, Quattro: Auch als Set mit 2, 3 oder 4 Mobilteilen und zusätzlichen Ladeschalen erhältlich Integr. AB Integrierter Anrufbeantworter (bei mehreren AB in einem Gerät ist die Anzahl angegeben) Max. M Maximale Anzahl Mobilteile, die an einer Basisstation betrieben werden können 1) Zusatzbezeichnung plus 1 (Duo) bzw. plus 2 (Trio) 2) Basisstation mit schnurgebundenem Hörer plus 1 Mobilteil mit Ladestation 3) Seniorenmodell: Großes Display, große Tasten, für Schwerhörige geeignet 4) Ausgefallenes, elegantes Designermodell 5) Die Modelle von vtech mit Full ECO Mode plus werden nur mit der Typnummer ohne die Telekom-eigene Bezeichnung Sinus auch im sonstigen Handel angeboten 6) Anmerkungen zur Qualität und Zuverlässigkeit der Orchid-Produkte siehe z.b.: Orchid-endgueltig-beenden:_:68.html 7) Basisstation mit zusätzlicher Bluetooth-Funkschnittstelle; es sollte darauf geachtet werden, dass diese deaktiviert ist! Anbieter Typ D, T, Q Integr. AB Max. M TAE / ISDN Modus AEG EOLE 1400 EOLE 1405 EOLE 1420 (Duo) D EOLE 1425 (Duo) D EOLE 1430 (Trio) T EOLE 1435 (Trio) T EOLE 1440 (Quattro) Q EOLE 1445 (Quattro) Q EOLE 1600 ECO Logic 5 TAE EOLE 1605 Voll-ECO EOLE 1620 (Duo) D EOLE 1625 (Duo) D EOLE 1630 (Trio) T EOLE 1635 (Trio) T EOLE 1800 B 3) EOLE 1805 B 3) EOLE 1820 B (Duo) 3) D EOLE 1825 B (Duo) 3) D Deutsche Sinus 103 D 1) Telekom Sinus A (Hersteller: Sinus PA 103 plus 1 2) D 1) 4 vtech 5) ) Sinus 302 D 1) Sinus A 302 Sinus 502 D 1) 5 TAE Full ECO Sinus A 502 Mode Easy CA 22 3) 1 Easy C 32 T 1) Easy CA 32 D 1) 5 Sinus 302 i Sinus A 502 i 6 ISDN Sinus 205 Sinus A Sinus A 205 Comfort 3) Sinus PA 205 plus 1 2) 4 Sinus 405 Sinus A 405 Sinus Sinus A 605 Sinus A 806 7) 4 TAE Full ECO Mode Plus Blue ECO Mode Schnurlostelefone: DECT zero Strahlungsfrei im Standby Seite 2

9 Anbieter Typ D, T, Q Integr. AB Max. M TAE / ISDN Modus hagenuk Casa 220 Casa 225 Casa D Casa T Eurofon E 1600 Eurofon E 1605 Eurofon E 1625 D 5 TAE Smart ECO Eurofon E 1635 T Eurofon C 1800 Eurofon C 1805 BIG 800 3) BIG 805 3) BIG ) D Orchid 6) LR 4610 D LR 4620T D 7 LR 7610 D ECO Low TAE LR 7620T D Radiation 6 LR 8610 D LR 8620T D Philips CD 191 CD 196 T 4 CD 290 CD 295 TAE Modus ECO + CD CD 496 S9A/38 7) Siemens A 400 D, T Gigaset / A 400 A D, T 6 Gigaset A 420 Communi- A 420 A cations A 510 D 4 A 510 A D, T A 600 D, T A 600 A D, T 6 TAE AS 300 D, T AS 300 A D, T 4 C 300 C 300 A D, T C 610 C 610 A 6 C 610 IP TAE C 610 A IP + VoIP Eco Modus + 2) 7) DL 500A E 310 E 310 A 4 E 490 E E 500 E 500 A 4 S 810 7) S 810 A 7) 6 TAE SL 400 7) SL 400 A 7) SL 780 7) D, T 4 SL 785 7) D, T SL 910 7) 6 Schnurlostelefone: DECT zero Strahlungsfrei im Standby Seite 3

10 5 Anbieter Typ D, T, Q Integr. AB Max. M TAE / ISDN Modus Siemens SL 910 A 7) 6 TAE Gigaset / C 590 ISDN Gigaset C 595 ISDN Communi- C 610 ISDN ISDN cations C 610 A ISDN D 600A ISDN 2) 3 6 Eco Modus + 2) 7) ISDN+TAE D 800A all in one 3 + VoIP S 790 ISDN S 795 ISDN S 810 ISDN ISDN S 810 A ISDN swissvoice Aeris 126 3) Aeris 126 T 3) Avena 248 D 5 Avena 248 T D Avena 248 TE TAE (D) Avena 748 D TT83 (CH) 6 Avena 758 D fulleco epure 4) D epure TAM 4) esense 4) Eurit 748 Eurit 758 D 6 ISDN Tab. 1: DECT zero -Modelle: Strahlungsfrei im Standby Ältere Gigaset-Modelle mit ECO Modus +: Abschaltung im Standby leider nicht so ganz Achtung! Obwohl der Hersteller auf den Umkartons und in den Bedienungsanleitungen verspricht 100% Abschaltung der Funkleistung im Standby-Betrieb, hat sich leider herausgestellt, dass die älteren Gigaset-Modelle laut Tab. 2 unregelmäßig etwa im Minutenrhythmus kurze Funkimpulse aussenden, als wenn sie Funkblähungen hätten (vgl. Abb. 1). Das versprochene Kriterium der 100 %igen Abschaltung im Standby wird hier also nicht eingehalten. Abb. 1: Eines von vielen älteren Gigaset-Modellen laut Tab. 2 (A 585) im Standby-Betrieb mit aktiviertem Eco Modus +: Trotzdem Aussendung eines kurzen Impulses alle paar Minuten (Bild links). Messung mit Spektrumanalysator in der Betriebsart Zero Span : Hier wird nicht das Spektrum des Signals aufgezeichnet, sondern der zeitliche Verlauf. Messentfernung zur Basis 1 m. Die Zeitachse (horizontale Achse) beträgt insgesamt 10 Minuten (TS = 600s), d.h. 1 Teilstrich entspricht einer Minute. Anbieter Typ D, T, Q Integr. AB Max. M TAE / ISDN Modus Siemens A 380 Gigaset / A 385 Eco Modus + Gigaset A 580 D wird Communi- A 585 D 4 TAE versprochen, cations AL 180 aber nicht AL 185 eingehalten AL 280 D AL 285 D Schnurlostelefone: DECT zero Strahlungsfrei im Standby Seite 4

11 Anbieter Typ D, T, Q Integr. AB Max. M TAE / ISDN Modus Siemens AS 180 D, T Gigaset / AS 185 D Gigaset AS 280 D, T 4 Eco Modus + Communi- AS 285 D, T wird cations C 380 D TAE versprochen, C 385 D aber nicht C 590 eingehalten C S 790 D, T S 795 D, T Tab. 2: Achtung: Nicht wirklich strahlungsfrei im Standby In der Schweiz wurden früher zusätzlich folgende Geräte von Swisscom angeboten (Tab. 3): Anbieter Typ D, T, Q Integr. AB Max. M TT83 / ISDN Swisscom Aton CL108 TT83 Aton CL109 D 4 Reichle- Aton CL110 D Stecker Aton CLT110 Tab. 3: Achtung: Nicht wirklich strahlungsfrei im Standby auch in der Schweiz Modus Ecomode plus wird versprochen, aber nicht eingehalten Da diese Modelle der Swisscom mit Ecomode plus zwar eine eigene Bezeichnung tragen, aber baugleich mit älteren Gigaset-Modellen in Tab. 2 sind, ist zu erwarten, dass diese auch das dort beschriebene Verhalten der nicht wirklich 100%igen Abschaltung im Standby aufweisen. Zurzeit hat Swisscom nur Geräte anderer Hersteller mit deren Original-Bezeichnung im Angebot. Während die Modelle von swissvoice auch auf dem deutschen Markt angeboten werden, ist dies bei den Swisscom-Geräten nicht der Fall. Die in Deutschland angebotenen Modelle sind für den analogen Anschluss an das Telefon-Festnetz mit einem Stecker der deutschen Anschlussnorm TAE ausgerüstet; in der Schweiz mit dem dort üblichen Reichle-Stecker TT83. Dies ist bei einem eventuellen Eigenimport aus der Schweiz zu beachten! Was verstehen die einzelnen Hersteller unter strahlungsarm? In der folgenden Tab. 4 ist angegeben, wie die einzelnen Anbieter ihren strahlungsarmen Modus definieren. Anbieter Bezeichnung Basisstation Mobilteil des strahlungsarmen Modus Schaltet vollständig ab im Standby Fest einstellbare Reduzierung der max. Sendeleistung (Reichweitenbegrenzung) Dynamische Leistungsregelung Dynamische Leistungsregelung D. Telekom 5) Full ECO Mode 25 % - 50/16/10 % D. Telekom 6) Full ECO Mode % D. Telekom Full ECO Mode Plus 7) 25 % 50/16/10 % 50/16/10 % D. Telekom Blue ECO Mode 8) 45/10 % 50/16/10 % 50/16/10 % hagenuk Smart ECO 35 % - Orchid ECO Low Radiation 25 % 9) 25 % 9) 25 % Philips Modus ECO + k.a. % 10) - 40/5 % Siemens ECO Modus + 12) 20 % 11) - 25 % swissvoice fulleco % Swisscom Ecomode plus 12) 20 % - 20 % 5) Modelle mit TAE-Anschluss. 6) Modelle mit ISDN-Anschluss (Sinus 302i, Sinus A 502i). Schnurlostelefone: DECT zero Strahlungsfrei im Standby Seite 5

12 7) Full ECO Mode Plus bei den neuen Modellen ab Sommer ) Blue ECO Mode bei dem neuen Modell ab Dezember Die Basisstation verfügt zusätzlich über eine Bluetooth-Funkschnittstelle; es sollte darauf geachtet werden, dass diese deaktiviert ist! 9) Fest einstellbare Reichweitenbegrenzung und dynamische Leistungsregelung sind hier nur alternativ aktivierbar, nicht gemeinsam. 10) Durch zusätzliche Aktivierung der Funktion ECO Modus ; es liegt keine Angabe zum Prozentsatz der Reduzierung vor (k.a. %); kein ECO Modus bei den Modellen CD 191 und CD ) Durch zusätzliche Aktivierung der Funktion ECO Modus. 12) Man beachte die Einschränkungen gemäß Kapitel: Ältere Gigaset-Modelle mit Eco Modus + : Abschaltung im Standby leider nicht so ganz. Tab. 4: Herstellerspezifische Definition von strahlungsarm im Sinne von DECT zero Weitere Merkmale zur Strahlungsreduzierung Neben dem wichtigsten Kriterium, nämlich dem vollständigen und dauerhaften Abschalten der Sendeleistung der Basis im Standby, erfüllen die DECT zero -Modelle in unterschiedlichem Maß auch noch folgende Merkmale: Dynamische Leistungsregelung der Mobilteile in Abhängigkeit von der Entfernung zur Basisstation Hierbei wird die Sendeleistung der Mobilteile im Nahbereich der Basisstation automatisch reduziert, je nach Hersteller auf 35 % bis 10 % der vollen Leistung. Im Nahbereich ist nämlich nur eine geringere Sendeleistung des Mobilteils erforderlich, um an der Basisstation die nötige Empfangsfeldstärke zu erzeugen. Sinkt bei zunehmender Entfernung von der Basisstation die Feldstärke unter das erforderliche Maß, so wird die Sendeleistung erhöht und bei Wiederannäherung an die Basisstation wieder reduziert (dynamische Regelung). Diese Leistungsregelung erfolgt überwiegend nur zweistufig, lediglich bei den Modellen der Deutschen Telekom mit TAE-Anschluss vierstufig, bis herunter auf 10 % der vollen Leistung, aber noch nicht nahezu kontinuierlich, wie es z.b. beim Mobilfunk (GSM, UMTS, LTE) der Fall ist. In der obigen Tab. 4 ist für die Mobilteile in der rechten Spalte angegeben, auf welchen Prozentsatz die Sendeleistung reduziert wird, wenn die Funktion vorhanden ist (Herstellerangabe). Fest einstellbare Reduzierung der maximalen Sendeleistung der Basis (Reichweitenbegrenzung) Hier kann die Sendeleistung der Basisstation auf einen festen Prozentsatz der Maximalleistung reduziert werden (je nach Hersteller auf 35 % bis 10 % der vollen Leistung, siehe dritte Spalte von rechts in Tab. 4), was eine Verringerung der Immissionen, aber auch der Reichweite zur Folge hat (etwa halbierte Reichweite bei einem Viertel der Sendeleistung). Dynamische Leistungsregelung der Basisstation Hierbei wird die Sendeleistung der Basisstation in Abhängigkeit von der Entfernung des Mobilteils automatisch reduziert (siehe zweite Spalte von rechts in Tab. 4). Sind mehrere Mobilteile an der Basis in Betrieb, so bestimmt das am weitesten entfernte die Sendeleistung der Basis (genauer: dasjenige mit der höchsten Streckendämpfung, die nicht nur aus der Entfernung, sondern z.b. auch aus zwischen Mobilteil und Basis liegenden Zimmerwänden und Geschossdecken resultieren kann). Die neuen Modelle der Deutschen Telekom mit Full ECO Mode Plus und von Orchid sind die einzigen, bei denen nicht nur die Mobilteile, sondern auch die Basisstationen über eine dynamische Sendeleistungsregelung verfügen. Sondermodelle Mittlerweile gibt es bei den DECT zero -Modellen auch einige besondere Varianten: Seniorenmodelle mit großen Tasten und großem Display: Easy CA 22 und Sinus 205 Comfort der Deutschen Telekom, Serie Eole 1800 B von AEG, Serie BIG 800 von hagenuk und Aeris 126 (T) von swissvoice, Basisstationen mit schnurgebundenem Hörer und zusätzlichem Mobilteil. So lange an der Basis mit dem schnurgebundenen Hörer telefoniert wird, sendet die Basis nicht. Dies erfolgt erst, wenn das Mobilteil in Betrieb genommen wird. Diese Lösung ist besonders für kleine Büros und den heimischen Schreibtisch interessant, wo keine zweite Person in der Nähe des Schreibtisches sitzt, wenn man das Mobilteil benutzt (Deutsche Telekom Sinus PA 103 plus 1, Gigaset DL 500 A, D 600 A ISDN, D 800A all in one). Schnurlostelefone: DECT zero Strahlungsfrei im Standby Seite 6

13 Eine neue Strahlungsquelle im Schnurlostelefon: Bluetooth Insbesondere bei preislich höher angesiedelten Modellen mit umfangreicher Ausstattung und Funktionalität ist in jüngerer Zeit häufig ein Bluetooth-Modul integriert. Es sollte darauf geachtet werden, dass dieses deaktiviert ist. Forderungen des Bundesamtes für Strahlenschutz (BfS) an DECT-Telefone Das deutsche Bundesamt für Strahlenschutz erhebt bereits seit geraumer Zeit folgende Forderungen an die Industrie bezüglich der weiteren Entwicklung von DECT-Telefonen: Abschaltung oder mindestens fache Absenkung (auf 0,001 %) des Bereitschaftssignals im Standby-Betrieb (d.h. wenn keine Telefonate geführt werden), unabhängig von der Anzahl der angemeldeten Mobilteile und unabhängig davon, ob sich ein Mobilteil in der Ladeschale der Basisstation befindet oder nicht, Bedarfsgerechte Regelung der Sendeleistung der Mobilteile beim Telefonieren in mehr als zwei Stufen, ähnlich wie bei den Mobilfunk-Handys (GSM, UMTS und LTE), Bedarfsgerechte Regelung der Sendeleistung auch der Basisstation während des Telefonierens, Möglichkeit der Einstellung/Begrenzung der Reichweite durch Reduzierung der maximalen Sendeleistung. Epilog Die Listen der Schnurlostelefone wurden sorgfältig gemäß Herstellerangaben erstellt. Der Autor übernimmt keine Gewähr für die Richtigkeit und Vollständigkeit der Angaben. Jegliche Haftungsansprüche sind ausgeschlossen. Der Beitrag DECT zero Strahlungsfrei im Standby wird vom Autor kontinuierlich ergänzt und aktualisiert. Die jeweils aktuelle Fassung steht auf der Internetseite zum Download bereit. Mit schnurlosen Telefonen sollten grundsätzlich wenn überhaupt nur Kurzgespräche geführt werden. Für häufige und Langzeittelefonate ist das schnurgebundene Telefon immer noch die beste Wahl, da hier die Belastung durch hochfrequente Felder entfällt. Der dem DECT-Standard voraufgegangene Schnurlos-Standard CT1+ arbeitet mit ungepulster Hochfrequenz, ist aber seit dem in Deutschland nicht mehr zugelassen. Laut Bundesnetzagentur dürfen CT1+ Telefone in Deutschland jedoch weiterhin verkauft werden. Der Käufer muss auf die ausgelaufene Zulassung hingewiesen werden. Nähere Details hierzu siehe: und Disclaimer Dieser Beitrag enthält Hinweise auf fremde Webseiten ( externe Links ). Für den Inhalt dieser Webseiten wird keine Verantwortung übernommen; diese Webseiten unterliegen der Haftung der jeweiligen Seitenbetreiber. Auf den aktuellen und zukünftigen Inhalt der verlinkten Seiten hat der Autor dieses Beitrags keinerlei Einfluss. Bei der Aufnahme der externen Links waren keine Rechtsverstöße ersichtlich. Die regelmäßige Überprüfung der externen Links ist für den Autor nicht zumutbar, solange keine konkreten Hinweise auf Rechtsverstöße bekannt werden. Bei Bekanntwerden von Rechtsverstößen werden die betreffenden externen Links unverzüglich gelöscht. Dr.-Ing. Martin H. Virnich, Mönchengladbach, 19. März 2013 ibu Ingenieurbüro für Baubiologie und Umweltmesstechnik, Schnurlostelefone: DECT zero Strahlungsfrei im Standby Seite 7

14 FACHBEITRAG Kontroverse Interpretationen und Diskussionen EMF-Immissionen an Arbeitsplätzen und Möglichkeiten zur Reduzierung Die einen nennen es salopp Elektrosmog, die anderen wissenschaftlich EMF : Gemeint sind in beiden Fällen die physikalischen Felder, die in Zusammenhang mit der vielfältigen Nutzung elektrischer Energie entstehen und die wir überwiegend mit unseren fünf Sinnen nicht wahrnehmen können. Deren Wirkungen auf den menschlichen Organismus werden seit langem wissenschaftlich kontrovers diskutiert. Wie man mit dieser nicht einheitlichen Bewertungslage umgeht, muss jedes Unternehmen selbst entscheiden. Obwohl von offizieller Seite stets auf die Gültigkeit der bestehenden Grenzwerte hingewiesen wird, empfiehlt selbst das Bundesamt für Strahlenschutz (BfS) immer wieder unter Vorsorgeaspekten möglichst dem Minimierungsgebot Sorge zu tragen: ALARA (As Low As Reasonably Achievable). Schon von den Begrifflichkeiten her handelt es sich um ein verwirrendes und nur schwer zu durchschauendes Thema. Der umgangssprachliche und nur vordergründig anschauliche Begriff Elektrosmog vernebelt tatsächlich mehr, als er erhellt. Denn was im allgemeinen Sprachgebrauch wie ein Phänomen erscheint, umfasst in der physikalischen Wirklichkeit mehrere unterschiedliche Arten von elektrischen, magnetischen und elektromagnetischen Feldern. Missverständliche Abkürzung Für das wissenschaftlich korrekte, aber sprachlich äußerst umständliche Wortaggregat elektrische, magnetische und elektromagnetische Felder steht die Abkürzung EMF, doch hat man es auch mit dem Verständnis dieser Abkürzung nicht leicht. Denn die Buchstaben E und M werden gleich doppelt genutzt: Einmal separat jeweils für sich (E für elektrische und M für magnetische) und einmal kombiniert als EM für elektromagnetische Felder. Eigentlich müsste es also heißen E-M-EM-F, aber diese Abkürzung wird gleich noch einmal abgekürzt zu EMF. Berücksichtigt man noch das mögliche unterschiedliche Zeitverhalten dieser Felder, so ergeben sich fünf verschiedene EM- Feldarten, und zwar Statische elektrische Felder (E-Gleichfelder) Statische bzw. stationäre magnetische Felder (M-Gleichfelder) Niederfrequente elektrische Wechselfelder (E-NF) Niederfrequente magnetische Wechselfelder (M-NF) Hochfrequente elektromagnetische Felder (EM-HF, EM-Wellen) Während die statischen elektrischen und magnetischen Felder auch natürlicherweise auf der Erde vorkommen und wir seit Urzeiten der Evolution an sie gewöhnt sind, gibt es nieder- und hochfrequente EMF in der Natur nur in äußerst niedrigen Intensitäten. Im zivilisatorischen Wohnund Arbeitsumfeld dominieren bei weitem die technisch geschaffenen Felder in einem sehr breiten Spektrum hier hat die Technik das natürliche elektromagnetische Spektrum erheblich verändert. Diese fünf Feldarten haben unterschiedliche Quellen bzw. Entstehungsursachen und daraus resultierend unterschiedliche physikalische Eigenschaften und ein unterschiedliches Ausbreitungsverhalten. Dementsprechend müssen für jede Feldart eigene Messgeräte zur fachgerechten Messung von Immissionen bzw. Emissionen eingesetzt werden (das Universal-Einheitsmessgerät für alle Feldarten gibt es nicht!), und bei Feldern mit zeitlich schwankender Intensität sind z.b. oft Langzeitaufzeichnungen erforderlich. Aus den unterschiedlichen Eigenschaften der verschiedenen Feldarten ergeben sich außerdem völlig unterschiedliche Anforderungen an wirkungsvolle Maßnahmen zur Feldreduzierung. Abschirmungen, die z.b. für niederfrequente und statische elektrische Felder hoch wirksam sind, haben keinerlei Effekt für Magnetfelder, und der so gerne (und häufig an falscher Stelle) zitierte Faradaysche Käfig hat nur ein sehr eingeschränktes Wirkungsgebiet. Effektive Maßnahmen zur Feldreduzierung erfordern fachliches Know-how. Büroarbeitsplätze Die Bürotechnik ist in den letzten Jahren und Jahrzehnten durch die Elektronik und Nachrichtentechnik revolutioniert worden. Dabei stand der Bildschirmarbeitsplatz von Anfang an im Fokus kritischer Betrachtung hinsichtlich möglicher gesundheitlicher Beschwerden. In der Folge wurde sehr früh die schwedische TCO- Richtline geschaffen und wurden Prüfverfahren für Monitore festgelegt, die das Label strahlungsarm gemäß TCO tragen dürfen. Mittlerweile ist dieses Label für Bildschirme nahezu selbstverständlich ge- 38 Sicherheitsingenieur 12/2009

15 FACHBEITRAG Kabelsalate sehen nicht nur unschön aus. worden, und es wird seit einigen Jahren auch für Drucker, Scanner, Kopierer und Faxgeräte vergeben. Bei einer ganzheitlichen Betrachtung sollte man natürlich berücksichtigen, dass es keinen großen Sinn ergibt, an einem strahlungsarmen Bildschirm gemäß TCO zu arbeiten, wenn der Arbeitsplatz durch andere Geräte mit deutlich höheren EMF-Immissionen belastet ist. Die Richtwerte der TCO haben sich hier als ein guter Maßstab zur Beurteilung der Gesamtsituation am Arbeitsplatz bezüglich niederfrequenter Felder erwiesen. (vgl. Abschnitt Internationale Grenzund Richtwerte ). Hauptverursacher von Foto: bilderbox Fotolia.com Magnetfeldern an Büroarbeitsplätzen sind typischerweise die Transformatoren der Netzteile in den Bürogeräten und aus den Geräten ausgelagerte Steckertrafos. Viele Schreibtische verfügen über spezielle Ablageschalen für diese Steckertrafos, für externe Netzteile und Steckerleisten unterhalb der Schreibtischplatte damit befinden sich diese Komponenten sehr nahe am Arbeitenden. Das magnetische Streufeld reduziert sich zwar sehr schnell mit zunehmendem Abstand, jedoch sollte dieser mindestens einen Meter betragen. Leitungswirrwarr von Geräteanschlussleitungen, Verlängerungsleitungen und Ste- ckerleisten unter dem Schreibtisch trägt in vielen Fällen dazu bei, dass elektrische 50Hz-Wechselfelder an den Schreibtisch ankoppeln und sich über die gesamte Schreibtischplatte ausbreiten; die stärksten Felder sind dann an der Schreibtischkante, unmittelbar vor dem Arbeitenden zu messen. Die aus ergonomischer Sicht besonders günstigen Schreibtische mit elektrischer Höhenverstellung fallen leider eben aufgrund dieser Tischelektrik in vielen Fällen durch besonders starke Felder auf. Dies muss nicht sein, und es geht auch anders, dies ist nur ein Zeichen für das getrennte Arbeiten von Spezialisten auf verschiedenen Gebieten, ohne einen ganzheitlichen Ansatz. Denn dass es auch anders geht, zeigen im privaten Bereich z.b. Produkte wie Wasserbetten (mit elektrischer Heizung), elektrische Heizdecken und Babyphone: Hier gibt es die reinsten Feldschleudern und intelligente Lösungen mit dem erklärten und auch erreichten Ziel der Feldarmut bis nahezu zur Nullemission. Am Markt steht mittlerweile für Büroarbeitsplätze ein reichhaltiges Arsenal von abgeschirmten Komponenten zur Verfügung, wie Geräteanschlussleitungen, Steckerleisten und Kabelkanäle, die keinerlei elektrische Felder emittieren [1]. Darüber hinaus sollte man darauf achten, dass die eingesetzten Geräte möglichst mit einem Schutzkontakt-Netzstecker ausgerüstet sind. Diese haben in aller Regel deutlich niedrigere elektrische Felder als Geräte mit dem Euro-Flachstecker. Dies gilt insbesondere auch für Notebooks [2]. Als Peripheriegeräte für Notebooks und PCs werden immer mehr schnurlose Mäuse und Tastaturen eingesetzt. Auch wenn die Sendeleistungen nicht sehr groß sind, so kann dies doch zu erheblichen Immissionen am Arbeitsplatz führen, da die Distanz zum Funkgerät sehr kurz ist. Und war die Sendeleistung bei Bluetooth-Anwendungen für den Bürobereich anfangs auf die Leistungsklassen 1 mw und 2,5 mw beschränkt, so trifft man heute i.d.r. auf Geräte mit 100 mw Sendeleistung. Vermeidbar sind diese Nahbereichs-Expositionen durch die konsequente Benutzung von schnurgebundenen Tastaturen Sicherheitsingenieur 12/

16 FACHBEITRAG Staat/Organisation Grenz-/Vorsorgewert Niederfrequenz 50Hz Elektrische Feldstärke Magnetische Flussdichte BGR B11 1) Expositionsbereich V/m 1.358,0 µt Expositionsbereich V/m 424,4 µt 26. BImSchV 2), ICNIRP 3) V/m 100,0 µt Schweizer NISV 4) 1,0 µt TCO 5) 10 V/m 0,2 µt Landessanitätsdirektion Salzburg 1) BGR B11: Berufsgenossenschaftliche Regeln für Sicherheit und Gesundheit bei der Arbeit BGR B11 (ZH1/257): Elektromagnetische Felder vom Juni 2001; Hrsg: BGFE Berufsgenossenschaft der Feinmechanik und Elektrotechnik, Köln 2) 26. BImSchV: Deutsche 26. Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (Verordnung über elektromagnetische Felder) vom ) ICNIRP: International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection (Internationale Kommission für den Schutz vor nicht-ionisierender Strahlung); privater Verein mit Sitz in Mün- Mittelwert 0,1 µt Spitzenwert 1,0 µt Tab. 1: Nationale und internationale EMF-Grenz- und EMF-Richtwerte chen. Die Referenzwerte der ICNIRP sind aus den thermischen Wirkungen der Felder abgeleitet und bilden die Basis für die meisten gesetzlichen Grenzwerte in Westeuropa. 4) NISV: Verordnung über den Schutz vor nichtionisierender Strahlung vom ) TCO: Tjänstemännens Central Organisation (Dachverband der schwedischen Angestelltengewerkschaft), TCO-Richtlinie für strahlungsarme Computermonitore, Faxgeräte, Kopierer und PC- Drucker und Mäusen: Eine richtige Maus hat einfach einen Schwanz! Um das mühsame und beschwerliche Laden der eingebauten Akkus bzw. um den komplizierten Batteriewechsel zu ersparen, werden Ladematten (Power Mat) angeboten, teilweise auch direkt als Mousepad, auf denen nicht etwa eine drahtlose Datenübertragung stattfindet, sondern eine drahtlose Energieübertragung im Frequenzbereich von mehreren zehn Kilohertz. Je mehr Energie übertragen wird, um so stärker sind die Felder. Und beim Power-Mousepad liegt die Hand des Benutzers direkt auf der Feldquelle! Fast selbstverständlich in heutigen Büros sind Schnurlostelefone nach dem DECT- Standard und WLAN zur PC-Vernetzung geworden. Abgesehen von den immer wieder konstatierten Sicherheitslücken durch fehlende Verschlüsselung bei WLAN ist zu bemerken, dass die Access Points Dauersender sind. Auch wenn es keine Daten zu schaufeln gibt, sendet der Access Point ein permanentes Bereitschaftssignal, 10 Mal pro Sekunde: WLAN immer an! Und im Auslieferzustand ist bei PCs und Notebooks in aller Regel das WLAN aktiviert. Wer darauf verzichten möchte, muss es eigens deaktivieren. Statt WLAN stellt das kabelgebundene Netzwerk nicht nur die emissionsminimierte, sondern auch die schnellere und datentechnisch sicherere Alternative dar. Nicht ganz emissionsfrei, aber deutlich weniger strahlend als WLAN zeigt sich die Datenübertragung über das elektrische Leitungsnetz mittels inhouse PLC (PowerLine Communication), z.b. bekannt als dlan. Die Basisstationen von DECT-Schnurlostelefonen sind ebenfalls klassische Dauersender. Auch wenn nicht telefoniert wird, senden sie ein mit 100 Hertz periodisch gepulstes Bereitschaftssignal aus. Seit etwa drei Jahren werden Varianten mit dem Merkmal Eco Mode angeboten oder mit ähnlich klingenden Bezeichnungen, die die Silbe Eco enthalten. Hier stellt die Basisstation die Aussendung des sonst permanenten Bereitschaftssignals ein, wenn nur ein einziges Mobilteil bei der Basis angemeldet ist und dieses Mobilteil sich in der Ladeschale der Basis befindet. Abgesehen davon, dass dies auf Dauer den Akku ruiniert, ist das Feature in dieser Form auch nicht sehr benutzerfreundlich. Einen deutlichen Fortschritt stellen da die Modelle mit dem Merkmal Eco Mode plus oder fulleco dar, bei denen die Basisstation nur so lange sendet wie telefoniert wird. Eine Liste von DECT-Telefonen mit diesem Leistungsmerkmal ist unter [3] zu finden. Schließlich sind auch drahtlose Headsets in Büros sehr beliebt. Diese arbeiten häufig nach dem DECT-Standard mit ständig sendender Basisstation. Hier ist das schnurgebundene Headset die Alternative der Wahl. Aber Vorsicht: Es gibt auch schurgebundene Headsets, die zusätzlich noch einen eingebauten DECT-Dauersender haben. Wie auch Telefone und Fax- Kombis mit schnurgebundenem Hörer und integrierter DECT-Basisstation oder Beamer mit permanent aktivem WLAN- Modul. Die Industrie bietet heute andererseits viele Möglichkeiten zu Schaffung feldarmer Arbeitsplätze, ohne auf Komfort und Leistung verzichten zu müssen. Voraussetzung: Der erklärte Wille dazu, die richtige Information über Marktangebot und Einsatzgebiete und die gekonnte fachliche Umsetzung. Arbeitsplätze in der Produktion In der Produktion wird oft mit wesentlich größeren elektrischen Leistungen gearbeitet als im Bürobereich. Dementsprechend können gerade in unmittelbarer Nähe von Maschinen, Anlagen, Antrieben, Trafos, Motoren, Schweißanlagen, Induktionsöfen usw. recht hohe EMF auftreten. Auch hier bestehen oft Möglichkeiten der Feldreduzierung durch Abschirmungen, aktive Kompensation oder Neuinstallation. Ein besonderes Problem stellen immer häufiger nichtlineare Verbraucher wie elektronische Steuerungen, Regelungen, Frequenzumrichter, Wechselrichter und EVG von Leuchtstofflampen dar. Die von diesen Geräten als Schmutzeffekt erzeugten Oberschwingungen haben das geflügelte Wort Dirty Power geprägt. Abgesehen von möglichen Störungen anderer Geräte kann es hier sogar zu Sicherheitsproblemen durch die 3. Harmonische (150 Hz) kommen, wenn eine ältere elektrische Anlage mit reduziertem Neutralleiterquerschnitt installiert wurde. Da sich bei 150 Hz, dem dreifachen der Grundschwingung, im Dreiphasensystem die Ströme nicht kompensieren, sondern addieren, 40 Sicherheitsingenieur 12/2009

17 kann es hier zu beträchtlichen Strömen auf dem N-Leiter kommen bis hin zur Brandgefahr. Externe Quellen Arbeitsplätze können neben den hausgemachten Immissionen durch die eigenen Geräte und Installationen zusätzlich mit Immissionen von externen Quellen belastet sein. Dies sind im Hochfrequenzbereich Radio-, Fernseh- und Mobilfunksender letztere stellen heutzutage bei jeweils 4-fach flächendeckender Mobilfunkversorgung durch vier Netzbetreiber in jeweils drei Frequenzbändern (GSM 900/D-Netz, GSM 1800/E-Netz, UMTS) die dominierende Quelle dar. Der neue Breitbanddienst WiMA (Worldwide Interoperability for Microwave Access) und LTE (Long Term Evolution), die vierte Generation des Mobilfunks, Nachfolger von GSM und UMTS, stehen in den Startlöchern. Entgegen vielfach zu lesenden Beteuerungen zeigen Immissionsmessungen immer wieder, dass man unter einer Antenne auf dem Dach des eigenen Bürogebäudes nicht vor kräftigen Immissionen geschützt ist. Im Niederfrequenzbereich sind Hochspannungsleitungen, Erdkabel, Steigleitungen, Kabeltrassen, Transformatoren, Bahnanlagen und vagabundierende (Fehl-)Ströme als Feldquellen zu nennen. Fehlströme aufgrund eines ungünstigen Versorgungsnetzes (TN-C bzw. TN-C-S) können sich auch auf metallischen Rohrsystemen (Wasser, Gas, Heizung) und den Schirmen von Datenleitungen ausbilden. Hinweise zur Reduzierung von EMF Hier gilt, wie bei vielen anderen Quellen, z.b. chemischer Natur, grundsätzlich Emissionsschutz geht vor Immissionsschutz : Besser und einfacher die Emission von Feldern am Entstehungsort zentral vermeiden, als lokal an vielen Stellen Immissionen reduzieren. Wirkungsprinzipien: Feldentstehung vermeiden: Z.B. leitungsgebundene Draht-/Glasfaser-Lösungen statt drahtlos/funk; nicht benötigte Geräte bzw. Installationen abschalten; Elektroanlagen installieren, die nicht zur Bildung vagabundierender (Fehl-)Ströme führen können (reines TN-S-Netz, TT-Netz) Abstand von der Feldquelle halten bzw. Feldquelle vom Aufenthaltsort entfernen (z.b. Netzteile, Steckertransformatoren, funkende Geräte) Abschirmen: Abgeschirmte Komponenten (Emissionsschutz) oder Flächen- abschirmungen (Immissionsschutz) Kompensationseffekte durch gegenphasige Felder nutzen (passiv, aktiv, räumlich, Phasenverschiebung bei Drehstromnetzen) Bei allen Maßnahmen zur Reduzierung von EMF sind die DIN VDE-Bestimmungen insbesondere im Hinblick auf die Einhaltung und den Fortbestand des Personen- und Sachschutzes zu beachten! Internationale Grenz- und Richtwerte Wie bereits eingangs erwähnt, werden die biologischen Effekte und damit die gesundheitlichen Auswirkungen von EMF auf den menschlichen Organismus in der Wissenschaft und Gesellschaft sehr kontrovers diskutiert. Dementsprechend gibt es eine sehr große Spannbreite von Grenzwerten und Vorsorgeempfehlungen. Einige Beispiele hierfür sind in der Tabelle 1 zusammengestellt. Hieraus geht deutlich die äußerst unterschiedliche Bewertung und Risikoeinschätzung hervor, denn es geht hier nicht um Faktoren von zwei, fünf, oder zehn, sondern um zwei bis drei Zehnerpotenzen! Ähnlich große und noch größere Unterschiede gibt es im Bereich der Hochfrequenz. Autor: Dr.-Ing. Martin H. Virnich Mönchengladbach virnich.martin@t-online.de Weiterführende Literatur und Internet-Links [1] [2] Notebooks: Elektrische und magnetische Felder; M.H. Virnich; in: Wohnung + Gesundheit 3/07 Nr. 122; Niederfrequente und statische EMF [3] DECT zero Stets strahlungsfrei im Standby; M.H. Virnich; Schnurlostelefone [4] Baubiologische Elektrotechnik; Schauer/ Virnich; Hüthig & Pflaum Verlag, 2. Aufl. 2008, ISBN Zwei-Komponenten-Brandschutzschaum Saubere und dichte Brand- und Rauchgasabschottung Eine saubere Abschottung von kleinen bis mittelgroßen Kabel- und Rohrdurchführungen mit Brandschutzschaum war bisher nur schwer zu bewerkstelligen. Das Unternehmen Hilti bietet mit dem CP 660 eine neue Standardlösung für die permanente Brand- und Rauchgasabschottung. Die Anwendung des intumeszierenden Brandschutzschaums erfolgt in drei Phasen: Als erstes werden die b eiden Komponenten während des Ausbringens zusammengeführt. Ein speziell konstruierter Mischer stellt hier die Gleichmäßigkeit und somit die optimale Schaumqualität sicher. In der zweiten Phase dehnt sich der Schaum um das Sechsfache aus und verschließt die Durchführung. In Phase drei erfolgt die Aushärtung. Nach rund fünf Minuten kann der Schaum nach Bedarf geformt und nach etwa 10 Minuten geschnitten werden. Dank seiner flexiblen Struktur können einzelne Kabel auch im Nachhinein ohne Vorbohren nachinstalliert werden. Es ist kein Schneiden und nachträgliches Verfüllen notwendig. Weitere Informationen unter: Sicherheitsingenieur 12/

18 Neue Themenbände des VDB Themenbezogene Auszüge aus dem 7. EMV-Tagungsband Smart Meter Smart Grid Smart Home/Smart Building Smart Meter & Co. kommen! Welche Risiken bergen sie möglicherweise und wie kann man diese vermeiden, ohne auf die Vorteile zu verzichten? Ein praktischer Ratgeber für alle, die vom Smart Meter-Einsatz betroffen sind. Inhalt: Smart : Innovationsziele, Technik, EMF-Emissionen und Maßnahmen zu ihrer Minimierung. Immissions- und Störungsreduzierung durch Netzfilter bei PLC-Anwendungen Outdoor- und Indoor-Powerline Communication. Smart Meter ohne Belastungen durch Funk oder PLC: Bundesweite Verfügbarkeit über einen autonomen Messstellenbetreiber. 81 Seiten, Format DIN A4 ISBN ,80 inkl. MwSt. zuzügl. Versand Neue Hoch- und Höchstspannungsleitungen für die Energiewende Planungsverfahren Übertragungstechniken Emissionsreduzierung Die staatlich beschlossene Energiewende beansprucht km neue Hoch- und Höchstspannungstrassen quer durch die Republik. Betroffene Kommunen und Bürger sind mit neuen Belastungen durch magnetische Felder konfrontiert. Inhalt: Technische Konzepte: Freileitung vs. Erdkabel/GIL, Wechselstrom- vs. Gleichstrom-Übertragung (HGÜ). Neue rechtliche/gesetzliche Entwicklungen. Power Tubes Die Energieübertragung der Zukunft liegt unter der Straße. Reduzierung von Magnetfeld-Emissionen an Nieder-, Mittel- und Hochspannungskabeln durch Abschirmung. Die wirklichen Herausforderungen der Energiewende. 68 Seiten, Format DIN A4 ISBN ,80 inkl. MwSt. zuzügl. Versand Berufsverband Deutscher Baubiologen VDB e.v. Sandbarg Jesteburg Tel.: Fax:

19 Schutz vor Handystrahlung Die geringste Strahlung ist keine Strahlung: Handy-Nutzung so weit wie möglich einschränken. SMS statt Telefonat: Das Versenden der SMS dauert nur kurz, und das Handy wird dabei nicht am Ohr, sondern vom Körper entfernt gehalten. Mit dem Handy nur telefonieren, wenn gute Empfangsverhältnisse vorliegen (im Freien), dann kommt das Handy mit geringer Sendeleistung aus. Innerhalb von Gebäuden das Festnetz-Telefon benutzen, denn in Gebäuden muss wegen der Abschirmwirkung der Gebäudehülle das Handy mit erhöhter Leistung senden. Bei Handy-Nutzung an einem festen Platz innerhalb eines Gebäudes: Außenantenne installieren und Handy an der Außenantenne betreiben. Nicht in öffentlichen Verkehrsmitteln mobil telefonieren, denn hier muss das Handy wegen der Abschirmwirkung der metallischen Karosserie mit erhöhter Leistung senden. Zusätzlich finden innerhalb der Fahrgastzelle Reflexionen statt, die lokal bis zur Verdoppelung der Strahlungsdichte führen können. Handy-Betrieb im Kraftfahrzeug: Nur mit Außenantenne und akustischer Freisprecheinrichtung. Außenantenne so anbringen, dass die Abschirmwirkung der Karosserie möglichst gut genutzt wird und die Antenne möglichst wenig in die Fahrgastzelle strahlt (günstig: auf dem Fahrzeugdach; ungünstig: auf dem Stufenheck). Keine Antennen auf den Fensterscheiben einsetzen. Während der Fahrt nicht telefonieren! Als Freisprecheinrichtung nur sprachgesteuerte akustische Freisprecheinrichtungen verwenden, keine drahtgebundenen oder schnurlosen Headsets. Mit Headsets wird die Strahlungsbelastung nicht oder kaum verringert. Bei Handys mit Bluetooth- bzw. WLAN-Modul: Darauf achten, dass diese Funktionen bei Nichtgebrauch abgeschaltet sind. Auch mit der Hand kann das Handy abgeschirmt werden und muss dann seine Sendeleistung erhöhen; daher sollte es während des Telefonats nur mit zwei Fingern gehalten werden und nicht mit der ganzen Hand. Am besten hält man es am unteren Gehäuseteil, da die Antenne meist im oberen Drittel des Gerätes sitzt; dieser Bereich sollte durch die Handhaltung möglichst wenig beeinflusst werden. Handys mit niedrigem connect-strahlungsfaktor bzw. hohem TCP-Wert benutzen (siehe Information). Der häufig benutzte SAR-Wert ist im Vergleich zu diesen beiden Kriterien nur bedingt aussagekräftig. Beim Verbindungsaufbau (Wählen) GSM-Handy für einige Sekunden vom Körper entfernt halten, bis die Verbindung hergestellt ist und die Leistungsregelung des Handys gegriffen hat. Handy nicht eingeschaltet über Nacht in Bettnähe platzieren, da es sich in regelmäßigen Abständen bei der Basisstation melden muss. In Räumen, wo sich viele Menschen aufhalten, Handy ausschalten. Abstand halten zu mobilen Dauertelefonierern: In der Nähe sind Sie Passivtelefonierer! Auszug aus: Dr.-Ing. Martin H. Virnich: Schutz vor Mobilfunkstrahlung; in: Mobilfunk, Gesundheit und die Politik; Runge M., Sommer F., Oberfeld G. (Hrsg.), agenda Verlag, Münster 2006 Dr.-Ing. Martin H. Virnich, Mönchengladbach 2006 ibu - Ingenieurbüro für Baubiologie und Umweltesstechnik Dr.-Ing. Martin H. Virnich Dürerstraße Mönchengladbach kontakt@baubiologie-virnich.de Schutz vor Handystrahlung

20 Schutz vor der Strahlung von Mobilfunk- und sonstigen Basisstationen Abschirmung Abschirmmaßnahmen nur unter fachmännischer messtechnischer Kontrolle durchführen; keine Abschirmmaßnahmen auf Verdacht. Ganzheitliches Denken bei Abschirmmaßnahmen: Alle Raumkomponenten berücksichtigen wie Wände, Fenster, Türen, Dach... Sorgfältige, lückenlose Ausführung von Abschirmmaßnahmen; auf optisch versteckte Lücken achten. Erdung von leitfähigen Abschirmmaterialien durch eine Elektrofachkraft aus Gründen des Personen- und Sachschutzes. Risiko der Verschleppung niederfrequenter elektrischer Wechselfelder durch Hochfrequenz- Abschirmmaßnahmen beachten. Erfolgskontrolle der durchgeführten Abschirmmaßnahmen durch Kontrollmessung. Abstand halten Bei der Wohnungssuche auf sichtbare Antennen von Mobilfunkbasisstationen in der Umgebung achten. Abstand halten zu Mikrozellen- und Picozellen-Basisstationen. Bei Bahnfahrten im ICE Plätze im Wagen mit Ruhezone reservieren. Auf kommunaler Ebene gemeinsam mit Politik und Verwaltung Immissions-minimierte Mobilfunk- Netzplanung durchsetzen. Nutzung einschränken Keine Forcierung des UMTS-Netzausbaus durch UMTS-Abstinenz. Verzicht auf DECT-Technologien: Schnurlostelefone, Babyfone, drahtlose Kopfhörer. Wenn DECT-Schnurlostelefone, dann nur mit dem Merkmal ECO-Modus plus, fulleco oder Stets strahlungsfrei im Standby (Info siehe DECT zero - Stets strahlungsfrei im Standby). Hier schaltet die Basisstation im Standby-Betrieb (also wenn nicht telefoniert wird) die Sendeleistung ab. Keine Installation von WLAN (Wireless Local Area Network) für die PC- und Notebook- Vernetzung, weder privat noch in Schulen. Den Besuch öffentlicher Hot Spots mit WLAN Access Points demonstrativ meiden. Verzicht auf Bluetooth-Anwendungen. Wenn Bluetooth-Anwendung unvermeidlich, dann kleinste Leistungsklasse (1 mw). Verzicht auf drahtlose Computer-Tastatur und -Maus. Auszug aus: Dr.-Ing. Martin H. Virnich: Schutz vor Mobilfunkstrahlung; in: Mobilfunk, Gesundheit und die Politik; Runge M., Sommer F., Oberfeld G. (Hrsg.), agenda Verlag, Münster 2006 Dr.-Ing. Martin H. Virnich, Mönchengladbach 2006 ibu - Ingenieurbüro für Baubiologie und Umweltesstechnik Dr.-Ing. Martin H. Virnich Dürerstraße Mönchengladbach kontakt@baubiologie-virnich.de Schutz vor Schutz vor der Strahlung von Mobilfunk- und sonstigen Basisstationen

21 ELEKTROTECHNIK Installation Strom auf m Rohr kommt häufig vor Elektrische Fehl- und Ausgleichsströme auf Rohrsystemen Kaum jemand wird sich ernsthaft vorstellen, dass aus einer Badarmatur Erdgas strömt. Eher schon heißes Wasser aus der Toilettenspülung, wenn die Anschlüsse verwechselt wurden. Elektrischer Strom auf metallenen Heizungs-, Gas- und Wasserrohren ist dagegen recht häufig vorzufinden. Dabei handelt es sich um sogenannte Fehlströme, die über elektrisch leitfähige Wege fließen, die hierfür eigentlich gar nicht vorgesehen sind. Außerhalb von Gebäuden sind das Erdreich oder im Erdreich verlegte Installationsleitungen potenzielle Fließwege für Fehlerströme. Innerhalb von Gebäuden sind es häufig metallene Sanitär- und Heizungsinstallationen. Neben unnötigen Belastungen der in den Gebäuden lebenden oder arbeitenden Personen mit Magnetfeldern können mittel- und langfristig Schäden an den beteiligten Rohrsystemen die unerwünschte Folge sein. Was sind Fehlströme? Ein Fehlstrom ist ein Teil des normalen Betriebsstroms, der einen ungeplanten Rückweg nimmt und deshalb auf dem dafür eigentlich vorgesehenen elektrischen Leiter fehlt (daher auch Differenzstrom genannt). Er kann je nach den Gegebenheiten eine beträchtliche Stärke annehmen, aber die Spannung auf den betroffenen Installationssystemen liegt in der Regel nahe bei null, vor allem, wenn die Installationssysteme ordnungsgemäß und zuverlässig in den vorgeschriebenen Potenzialausgleich einbezogen sind. Bild 1: Elektrischer Strom auf Heizungsrohren, gemessen mit einer Stromzange. Ein Fehlstrom ist kein Fehlerstrom und darf nicht mit diesem verwechselt werden. Ein Fehlerstrom fließt nicht beim normalen Betrieb, sondern nur im Fehlerfall (Defekt eines elektrischen Gerätes), und führt zum sofortigen Auslösen des Fehlerstrom- Schutzschalters (FI bzw. RCD) sofern einer vorhanden ist. Wie können Fehlströme entstehen? Um die Ursachen für die Entstehung von Fehlströmen zu verstehen, bedarf es der kurzen Erläuterung einiger elektrotechnischer Fachbegriffe im Zusammenhang mit Energieverteilungssystemen. Schutzleiter (PE) und Neutralleiter (N) für den Betriebs-Rückstrom sind in der gesamten Elektroanlage konsequent getrennt. - leiter (N) für den Betriebs-Rückstrom sind als gemeinsamer PEN-Leiter ausgeführt. und TN-S-System. Für Fehlströme anfällige Systeme sind das TN-C-System und das TN-C-S-System. Also diejenigen Systeme, in denen PEN-Leiter eingesetzt sind und wo somit keine konsequente Trennung von Neutral- und Schutzleiter in der gesamten Elektroanlage besteht. Fehlströme auf dem Weg zwischen Trafo des Energieversorgers und Gebäude mit elektrischen Verbrauchern ( Speisende Hälfte) Die Zuführung der elektrischen Energie zum Gebäude mit den elektrischen Verbrauchern erfolgt vom Trafo des Energieversorgers über die drei Außenleiter mit den drei um jeweils 120 zeitlich gegeneinander verschobenen Phasen des Drehstromsystems. Eigentlich sollte der gesamte Betriebs-Rückstrom ausschließlich über den in Bild 2 grün dargestellten ter sind in der Praxis vorschriftsmäßig mit einer grün-gelb gefärbten Isolierung versehen). Da der PEN-Leiter jedoch sowohl am Trafo des Energieversorgers als auch gebäudeseits über den Gebäudeerder mit dem Erdpotenzial verbunden ist, fließt je nach den Widerstandsverhältnissen auf dem PEN-Leiter und im Erdreich ein Teil des Rückstroms über die Erde. Fehlströme im Gebäude ( Verbrauchende Hälfte ) In Bild 3 wird ein Gebäude mit mehreren Wohnungen (sanierter Altbau) betrachtet, wo die Steigleitung von der Hauptverteilung als 4-adrige Leitung mit einem PEN-Leiter als TN-C-System ausgeführt ist (alte Installation, die nicht erneuert wurde), während die Wohnungen selbst im Zuge der Renovierung mit zeitgemäßen TN-S-Systemen ausgestattet worden sind. Diese nicht ganz konsequente Umstellung auf ein reines TN-S-System im gesamten Gebäude rächt sich nun durch Fehlströme auf den Trinkwasserleitungen. Denn auch in den Unterverteilungen und nicht nur in der Hauptverteilung befindet sich eine Brücke zwischen PE- und N-Leiter; außerdem ist das Gehäuse des Durchlauferhitzers sowohl mit dem PE-Schutzleiter als auch mit der Trinkwasserinstallation verbunden. Hierdurch kommt es zu einer Aufteilung des Rückstroms aus dem N-Leiter (blau) an der Brücke in der Unterverteilung in die Zweige PEN- Leiter (Steigleitung) und PE-Leiter (2. Etage). Der Strom auf dem PE-Leiter fließt dann über das Gehäuse des Durchlauferhitzers, die Wasserleitung und den Potenzialausgleich an der Hauptverteilung sowohl zum Gebäude erder als auch zum PEN-Leiter des Energieversorgers am Hausanschluss. Würde an der Unterverteilung anstatt des elektrischen Durchlauferhitzers eine Etagen-Gastherme betrieben, so würde der Rückstrom sich entsprechend über alle angeschlossenen und in den Potenzialausgleich einbezogenen metallischen Rohrsysteme aufteilen und dort rohren und der Gasleitung. 94 IKZ-HAUSTECHNIK 7/2012

22 Praxisbeispiel Das nachfolgend dargestellte Beispiel aus der Praxis stammt aus einer mehrgeschossigen Wohnanlage. Die Bilder 4 und 5 zeigen die Installationsleitungen von Wasser, Heizung und Elektrizität an der Kellerdecke eines Gebäudes. Auf der Trinkwasserleitung wurde ein Fehlstrom von mehreren Ampere gemessen, der sich entsprechend auch auf der elektrischen Hausanschlussleitung auswirkt. Im Wohnzimmer der darüber liegenden EG-Wohnung wurde das in Bild 6 dargestellte 50-Hz-Magnetfeld (rote Kurve) über einen Zeitraum von 24 Stunden gemessen. Man sieht deutlich die Abhängigkeit des Magnetfeldes vom Stromverbrauch im Gebäude mit den Spitzen tagsüber und dem Rückgang des Nachts. Im Maximum wird eine magnetische Flussdichte - ein Wert, wie er typischerweise in unmittelbarer Nähe von Hochspannungsleitungen anzutreffen ist. Er liegt zwar weit unter dem deutschen Grenzwert der 26. Bundesimmissionsschutzverordnung (26. BImSchV) von Vorsorgewert der NISV (Verordnung über den Schutz vor nichtionisierender Strah- schreiten. Bild 2: Prinzip der elektrischen Energieversorgung im TN-C-System mit PEN-Leiter ( Speisende Hälfte ). Bild 3: TN-C-S-System in einem Mehrfamilienhaus. Welche Nachteile bzw. Risiken bringen Fehlströme mit sich? Fehlströme erzeugen wie alle Ströme Magnetfelder. Diese sind aus baubiologischer Sicht unerwünscht, da sie eine Belastung für den menschlichen Organismus darstellen. Eine Spezialität des Fehlstroms ist es, dass ein Magnetfeld nicht nur dort erzeugt wird, wo er fließt, sondern auch auf der Leitung, wo er fehlt. Grund hierfür ist der Wegfall der sonst stattfindenden Kompensation des Magnetfeldes durch den gegensinnig gerichteten Hin- und Rückleiterstrom (Bild 7).

23 ELEKTROTECHNIK Installation NACHGEFRAGT IKZ-HAUSTECHNIK: Fehlströme auf Sanitärund Heizungsrohrleitungen in Wohnungen wie häufig kommt das vor? Dr. Martin Virnich: Die gute Nachricht: Im sogenannten TT-Versorgungsnetz gar nicht. Die schlechte Nachricht: In Deutschland werden weite Gebiete über ein TN-Netz versorgt. Für TN-Netze gilt: In Neubauten sehr selten da muss ein Elektriker schon nahezu groben Unfug treiben, um die Voraussetzungen für Fehlströme zu produzieren. In Altbauten mit einer Elektroinstallation, in der sich über die Jahrzehnte mehrere Generationen von Elektrikern verewigt haben, und die nicht gründlich modernisiert wurde, sehr häufig. Und auch nach umfangreichen Erneuerungsmaßnahmen in Gebäuden mit mehreren Wohneinheiten recht häufig, wenn die durchgeführten Maßnahmen nicht 100%ig gründlich durchgeführt worden sind. IKZ-HAUSTECHNIK: Welches sind Ihrer Beobachtung nach die häufigsten Ursachen? Dr. Martin Virnich: Nicht 100%ig konsequente Umstellung eines veralteten TN- C- oder TN-C-S-Netzes auf ein astreines TN-S-Netz. Nehmen Sie z. B. ein älteres Wohngebäude mit mehreren Wohneinheiten, sagen wir mal acht. Wenn sieben davon mittlerweile vom Hausanschluss bis zur letzten Steckdose auf ein astreines TN- S-Netz umgestellt worden sind, die letzte Einheit, in der seit 40 Jahren Oma Kasulzke mit lebenslangem Wohnrecht wohnt, aber noch nicht, dann gibt es die Fehlstromproblematik weiterhin im gesamten Gebäude. IKZ-HAUSTECHNIK: Für die einen ist Elektrosmog platt ausgedrückt Spinnerei, andere wiederum sehen in den magnetischen Wechselfeldern aufgrund der Fehlströme ein ernsthaftes gesundheitliches Gefährdungspotenzial. Wie beurteilen Sie als Baubiologe das Thema? Dr. Martin Virnich: Wie unterschiedlich die Einschätzungen des gesundheitlichen Risikos und der Umgang damit auch auf politischer und gesetzgeberischer Seite sind, zeigt die Festsetzung von Grenzwerten für die allgemeine Bevölkerung in verschiedenen Ländern. Während in Deutschland der Grenzwert für magnetische Felder mit der Frequenz 50 Hz bei 100 Mikrotesla liegt, hat z. B. die Schweiz einen sogenannten Anlagengrenzwert, der in Wohnungen und an Büroarbeitsplätzen gilt, von 1 Mikrotesla, also einem Prozent des deutschen Grenzwertes! Und auch einige große deutsche Städte limitieren mittlerweile bei kommunalen Bauvorhaben die maximal zulässigen Magnetfeldimmissionen z. B. Dr. Martin Virnich: Beim Auftreten von Korrosion muss man Fehlströme als mögliche Ursache mit im Repertoire haben. in der Nähe von Hochspannungsleitungen auf das Schweizer Maß von 1 µt oder sogar noch niedriger auf 0,4 µt. Aus der baubiologischen Praxis wissen wir, dass es auch deutlich unterhalb von 1 µt zu Befindlichkeitsstörungen und gesundheitlichen Problemen kommen kann. Es sollten daher bei baubiologischer Bewertung vorsorglich 0,1 µt nicht wesentlich überschritten werden. IKZ-HAUSTECHNIK: Werfen wir einen Blick auf die Technik: Inwieweit können Fehlströme haustechnische Anlagen beeinflussen? Dr. Martin Virnich: In Zusammenhang mit der ständigen Zunahme sogenannter nichtlinearer elektrischer Verbraucher wie Steuerungen, Regelungen, Wechselrichter, Frequenzumrichter usw. gewinnt das Thema Dirty Power rasant an Bedeutung. Eine Auswirkung von Dirty Power sind Gleichstromanteile aufgrund von Unsymmetrien im Wechselstromnetz. Fließen solche Gleichströme als Fehlströme über haustechnische Anlagen, so kann es dort zu Korrosionseffekten kommen. IKZ-HAUSTECHNIK: Korrosion in haustechnischen Anlagen äußert sich in vielfältigen Erscheinungsformen. Gibt es Indizien oder besondere Korrosionsformen, die auf das Vorhandensein von magnetischen Wechselfeldern deuten können? Dr. Martin Virnich: Nein. Beim Auftreten von Korrosion muss man einfach Fehlströme als eine mögliche Ursache mit im Repertoire haben und mit entsprechenden Messungen überprüfen, ob sie im betreffenden Korrosionsfall eine Rolle spielen. IKZ-HAUSTECHNIK: Wie sollte der SHK-Fachmann vorgehen, wenn er magnetische Wechselfelder als Ursache von Korrosion oder sonstigen Anlagenstörungen vermutet? Kann er beispielsweise Messungen vornehmen und wenn ja, lassen sich die Messergebnisse nachvollziehbar bewerten? Dr. Martin Virnich: Für solche Messungen ist eher die Elektrofachkraft gefragt. Auch qualifizierte baubiologische Messtechniker, die sich als Schwerpunkt mit EMF- Messungen befassen, können hier Ansprechpartner sein. Kontakt zu solchen Messtechnikern erhalten Sie beim Berufsverband Deutscher Baubiologen VDB e. V. ( Man benötigt für die Messung Stromzangen, die auch Gleichströme erfassen und die groß genug für die betreffenden Rohrdurchmesser sind. Zu beachten ist auch, dass die Fehlströme zeitlich nicht konstant sind. Da es sich hierbei um Betriebs-Rückströme handelt, hängt ihre Stärke von der Anzahl und Leistung der in Betrieb befindlichen elektrischen Verbraucher ab. Wenn kein Verbraucher eingeschaltet ist und kein Betriebsstrom fließt, gibt es auch nichts zu messen. IKZ-HAUSTECHNIK: Was ist zu tun, wenn sich die Vermutungen aufgrund von Messungen bestätigen und im Gebäude Fehlströme vorliegen? Dr. Martin Virnich: Dann ist Ursachenermittlung und -beseitigung gefragt. Dazu wird man in der Regel die elektrische Gebäudeinstallation durchleuchten müssen eine Aufgabe für die Elektrofachkraft, ggf. in Verbindung mit einem qualifizierten baubiologischen Messtechniker. IKZ-HAUSTECHNIK: Abschließend eine Frage am Rande: Können installationstechnische Veränderungen, wie die Sanierung einer Trinkwasser-Kellerverteilung, der Einbau eines neuen Heizkessels oder Ähnliches, magnetische Wechselfelder zur Folge haben? Dr. Martin Virnich: Ja, und zwar immer dann, wenn im TN-C- oder TN-C-S-System haustechnische Anlagen mit der elektrischen Schutzklasse 1 Schutzerdung verändert oder hinzugefügt werden. Da kann schon ein kleiner Durchlauferhitzer oder Warmwasserspeicher reichen. 96 IKZ-HAUSTECHNIK 7/2012

24 Bild 4: Fehlstrom von mehreren Ampere auf dem Trinkwasserrohr, zentral unter dem Wohnzimmer. Bild 6: Magnetfeld am Fußboden eines Wohnzimmers, über dem Wasserrohr an der Kellerdecke. Bild 5: Elektrische Hausanschlussleitung an der Außenseite des Wohnzimmers. Bild 7: Kompensation des resultierenden Magnetfelds bei gleich großen, gegensinnig gerichteten Strömen auf benachbarten Leitern (H: Magnetische Feldstärke, B: Magnetische Flussdichte).

25 Bild 8: Bahntrasse in 250 m Entfernung... Bild 9:... von einem Baugrundstück für mehrere Büro-Hochhäuser. Im Zeitalter der nichtlinearen Verbraucher ist im Zusammenhang mit Fehlströmen zudem eine besondere Problematik entstanden. Bei nichtlinearen Verbrauchern fließt der Strom nicht kontinuierlich, sondern er wird gewissermaßen zerhackt (elektronische Steuerungen, Regelungen, Schaltnetzteile, Wechselrichter, Frequenzumrichter usw). Hierdurch entsteht eine Vielzahl von Oberschwingungen, dies sind ganzzahlige Vielfache der Grundfrequenz von 50 Hz. Während sich bei der Grundfrequenz von 50 Hz im Dreiphasensystem die Rückströme aufgrund ihrer Phasenverschiebung um jeweils 120 kompensieren der Summenstrom also kleiner ist als der größte Strom auf einem der bei den Oberschwingungen nicht durchweg. Denn bei Oberschwingungen n x 3. Ordnung (also 150 Hz, 300 Hz, 450 Hz...) findet beim Rückstrom keine Reduzierung durch Kompensation statt, sondern eine Addition. Diese Oberschwingungs-Rückströme können daher besonders groß werden größer als der maximale Strom auf den Außenleitern. Bei nichtlinearen Verbrauchern kommt es außerdem häufig zu leichten Unsym- metrien zwischen positiver und negativer Halbwelle ; hieraus resultiert ein überlagerter Gleichstromanteil. Dieser Gleichstrom anteil kann zu Korrosion an den Leitern führen, über die er fließt. Bei Fehlströmen also auch an den betroffenen Rohreitungen der Sanitär- und Heizungsinstallation. Vagabundierende Ströme: z. B. Bahnstrom Es gibt immer wieder Fälle, wo Ströme unkontrolliert und sprichwörtlich auf dem Weg des geringsten Widerstands über das Erdreich zur Quelle zurückfließen; sie werden daher auch als vagabundierende Ströme bezeichnet, die oft an unvermuteter Stelle auftauchen. Ein typisches Beispiel hierfür ist der Bahnstrom. Die in Bild 8 wiedergegebene Bahntrasse befindet sich in 250 m Entfernung von einem Baugrundstück, das vorsichtshalber auf mögliche Magnetfeld-Einflüsse von der Bahntrasse untersucht werden sollte. Das Magnetfeld des Bahnstroms kann aufgrund seiner Frequenz von 16,7 Hz in Deutschland leicht von den 50-Hz-Magnetfeldern der elektrischen Ener gieversorgung unterschieden werden. Das 16,7-Hz-Magnetfeld wurde auf dem Grundstück senkrecht zur Bahntrasse zeitgleich an vier Messpunkten gemessen (gelbe Punkte in Bild 10). Nimmt man den Messwert am ersten Messpunkt (MP1) als Referenzwert und berechnet, wie das Magnetfeld bei einer Quelle in 250 m Entfernung gemäß den Abstandsgesetzen gibt sich der gestrichelte, rote Kurventrichter ( Quelle Bahnlinie ). Dieser liegt aber weit über den ermittelten Messwerten und klingt viel langsamer ab, da man sich weit von der Quelle befindet. Simulationsrechnungen mit verschiedenen angenommenen Entfernungen der Quelle führen zu dem überraschenden Ergebnis, dass sich die Magnetfeldquelle fünf Meter vor dem Grundstück befinden muss (blauer Kurventrichter Quelle 5 m vor Grundstück ). Hier verläuft aber nur der Bürgersteig einer innerstädtischen Straße und keine Bahnlinie. Offensichtlich sind unter dem Bürgersteig elektrisch gut leitfähige Installationsleitungen verlegt, die in weiterer Entfernung an den Rückstrom der Bahntrasse ankoppeln und den Bahnstrom bis vor das Grundstück verschleppen. Schließt man an diese Infrastruktur nun die Versorgungsleitungen von Gebäuden an, so holt man sich den vagabundierenden Bahnstrom direkt ins Gebäude. Durch entsprechende elektrische Isolierstücke ist daher sicherzustellen, dass diese Einkopplung nicht erfolgt. Maßnahmen zur Vermeidung bzw. Reduzierung Maßnahmen zur Reduzierung oder Beseitigung von Fehlströmen bzw. vagabundierenden Strömen und ihren Folgewirkungen (Magnetfelder) können zum einen direkt an der Ursache Strom ansetzen oder zum anderen am Symptom Magnetfeld. Dabei ist nach Maßnahmen des Emissionsschutzes (Vermeidung der Entstehung bzw. Freisetzung direkt am Ort der Quelle) und des Immissionsschutzes (Aufenthaltsbereiche von Personen an vielen Orten, die im Einwirkungsbereich der Quelle liegen) zu unterscheiden. auch Magnetfelder) geht generell vor Immissionsschutz, freundliche Elektroinstallation vermeiden (TN-C-System, TT-System), menstromkompensation). Emissionsschutz nicht möglich ist. 98 IKZ-HAUSTECHNIK 7/2012

26 verlässige und regelmäßig überwachte Gebäudeerdung, da hiervon die Schutzfunktion des PE-Leiters und damit die Sicherheit der Elektroanlage abhängen. Bild 10: Die Bahntrasse verläuft in 250 m Entfernung, dennoch wird eine 16,7-Hz-Magnetfeldquelle 5 m vor dem Grundstück gemessen. sam, hat Nebenwirkungen, ist aufwendig und teuer! feldes. Fehlströme vermeiden: EMV-freundliche Elektroinstallation (TN-S-oder TT-System) Das TN-S- und das TT-System werden als EMV-freundlich bezeichnet, da bei ihnen Fehlströme prinzipbedingt nicht entstehen können. Das TN-S-System wurde eingangs beschrieben. Beim TT-System (als speisendes System) werden Fehlströme zwischen dem Gebäudeerder des Verbrauchers und dem Trafo des Energieversorgers vermieden, da der Rückleiter ausschließlich als Neutralleiter dient. Er führt den vollen Betriebs-Rückstrom, da er nur an der Trafoseite geerdet ist. Die Erdung des gebäudeseitigen Schutzleiters erfolgt über den Gebäudeerder; im Hauptverteiler besteht keine Brücke zwischen N- und PE-Leiter. Dieses Konzept bedingt eine zu- Fehlströme kompensieren: Aktive Summenstrom-Kompensation Treten Fehlströme auf, so kann man sie durch eine aktive Summenstrom-Kompensation erheblich reduzieren. Die Kompensationsanlage besteht aus einem Sensor, einem oder mehreren Aktoren (Bild 11) und einer Regeleinheit. Sensor und Aktoren werden nebeneinander auf der zu installationsleitung oder Elektroleitung) angebracht und funktionieren nach dem Induktionsprinzip. Der Sensor misst den Fehlstrom nach Amplitude, Frequenz und Phase und leitet sein Signal der Regeleinheit zu. Diese erzeugt dynamisch ein Ausgangssignal mit umgekehrter Phasenlage, das auf die Aktoren gegeben wird. Die Aktoren induzieren auf der betreffenden Leitung eine Kompensationsspannung, die das den Fehlstrom verursachende Potenzial ausgleicht. Hierfür sind nur geringe

27 Spannungen und Ströme erforderlich, sodass die laufenden Kosten der Kompensationsanlage niedrig sind. dem Induktionseffekt beruht, lassen sich Gleichstromanteile nicht kompensieren. Magnetfeld-Abschirmung Immer wieder ist die Meinung anzutreffen, Kupferblech sei gut zur Abschirmung von Magnetfeldern der elektrischen Energieversorgung oder des Bahnstroms geeignet. Es hat zwar einen gewissen Effekt, der auf dem Prinzip der Gegeninduktion beruht, aber Kupfer ist primär zur Abschirmung elektrischer Felder hervorragend geeignet (Erdungserfordernis beachten!), jedoch weniger geeignet zur Schirmung niederfrequenter magnetischer Felder. Hierfür sind eigens magnetische Schirmbleche entwickelt worden, die über eine hohe magnetische Permeabilität verfügen und auf den ferromagnetischen Metallen Eisen, Nickel und Kobalt basieren. Die besten Effekte erzielt man mit speziellen Sandwich-Platten, die aus einem dreischichtigen Blech mit den Lagen Alu ferromagnetisches Blech Alu bestehen. Diese metallischen Werkstoffe haben je- fusionssperre, die zu Kondensationsproblemen und ggf. Schimmelpilzbildung führen kann). sen Fenster und Türen auch abgeschirmt werden, daher nur für Laborzwecke geeignet, nicht jedoch an Wänden im Wohnungsbau und in Büros. türlichen Erdmagnetfeldes. Aktive Raumkompensation des Magnetfeldes Hier wird für einzelne Räume oder bei entsprechend homogenem Magnetfeld Bild 12: Verlegung von Sandwich -Abschirmblechen im Fußbodenbereich über einer 10-kV-Erdleitung. für ein ganzes Wohnhaus das von einer externen Quelle (z. B. Hochspannungsleitung, Erdkabel, elektrifizierte Bahntrasse) einfallende Magnetfeld durch ein Gegenfeld kompensiert. Die Induktionsspulen (Kompensationsschleifen, siehe Bild 13), die das Gegenfeld erzeugen, sind in die Raum- bzw. Gebäudekanten eingelassen. Je nach Lage des Magnetfeldes im Raum ist eine ein-, zwei- oder gar dreidimensionale Kompensation mit entsprechend vielen Spulen erforderlich. Ein Sensor misst das zu kompensierende Feld in den erforderlichen Raumdimensionen und leitet seine Signale einer Regeleinheit zu, die entsprechende dynamische Kompensationsströme auf die Induktionsspulen des Gebäudes einspeist. Solche Kompensationsanlagen sind aufwendig und dementsprechend teuer. Die Magnetfeldimmissionen lassen sich hiermit aber in der Regel auf 10 % des ursprünglichen Wertes reduzieren. Literatur: [1] Virnich, Martin: Baubiologische EMF-Messtechnik: Grundlagen der Feldtheorie, Praxis der Feldmesstechnik; Fachbuchreihe de-fachwissen; Hüthig & Pflaum Verlag GmbH & Co. Fachliteratur KG München/ Heidelberg, 2012; ISBN ; [2] Schauer, Martin: Feldreduzierung in Gebäuden: Geschirmte Elektroinstallation, Abschirmung an Gebäuden und in Wohnungen; Fachbuchreihe de-fachwissen; Hüthig & Pflaum Verlag GmbH & Co. Fachliteratur KG München/Heidelberg, 2012; ISBN ; [3] Mennekes, Rolf: Maßnahmen zur Reduzierung niederfrequenter magnetischer Wechselfelder; in: Energieversorgung & Mobilfunk, Tagungsband der 4. EMV-Tagung des Berufsverbandes Deutscher Baubiologen VDB e.v., April 2005 in Attendorn; Im Verlag des AnBUS e.v. Fürth, 2005, ISBN ; S ; emv-elektromagnetischevertraeglichkeit/ [4] IMS Iphöfer Messtechnik-Seminare Dr. D. Moldan; Seminarunterlagen zum Workshop Praxis der Reduzierung von magnetischen Wechselfeldern am ; www. drmoldan.de/html/umweltanalytik.htm Autor: Dr.-Ing. Martin H. Virnich, ibu - Ingenieurbüro für Baubiologie und Umweltmesstechnik, Mönchengladbach, virnich. martin@t-online.de. Bild 11: Je ein Sensor und zwei Aktoren zur Summenstrom-Kompensation auf zwei elektrischen Hausanschlussleitungen. Bild 13: Lage der Kompensationsschleifen in der Hausfassade. 100 IKZ-HAUSTECHNIK 7/2012

28 fachbücher Elektromagnetische Felder messen und reduzieren Feldreduzierung in Gebäuden Geschirmte Elektroinstallation Abschirmung an Gebäuden und in Wohnungen Von Martin Schauer (Hrsg.) Ca. 220 Seiten. Softcover. Ca. 39,80 (D). ISBN Erscheinungstermin: September 2012 Baubiologische EMF-Messtechnik Grundlagen der Feldtheorie Praxis der Feldmesstechnik Von Martin H. Virnich (Hrsg.) Ca. 220 Seiten. Softcover. Ca. 39,80 (D). ISBN Erscheinungstermin: September 2012 Bilder: Fotosearch_k , Mathias Weber, Christian Delbert/fotolia.com Mehr Fachbücher finden Sie unter

29 fachbücher Feldreduzierung in Gebäuden Geschirmte Elektroinstallation Abschirmung an Gebäuden und in Wohnungen Von Martin Schauer (Hrsg.). Diese Neuerscheinung stellt den Abschnitt über Feldreduzierungen in Gebäuden aus unserem Buch Baubiologische Elektrotechnik komplett überarbeitet und erweiterter in Form eines eigenständigen Buches dar. Behandelt werden u.a. Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV), Planung und Realisierung emissionsreduzierter Elektroanlagen in Neu- und Altbauten, Minimierung nieder- und hochfrequenter Feldimmissionen von gebäudeextern betriebenen Anlagen, Lösungskonzepte zu EMF- und EMV-gerechten Elektroanlagen. Leserkreis: Elektrohandwerker, Elektroplaner, Baubiologische Messtechniker sowie Sachverständige und Studenten der Elektrotechnik Baubiologische EMF-Messtechnik Grundlagen der Feldtheorie Praxis der Feldmesstechnik Von Martin H. Virnich (Hrsg.). Diese Neuerscheinung stellt den Abschnitt über elektromagnetische Felder in Gebäuden aus unserem vergriffenen Buch Baubiologische Elektrotechnik komplett überarbeitet und erweitert in Form eines eigenständigen Buches dar. Behandelt werden u.a. Elektromagnetische Verträglichkeit Umwelt (EMVU), Veränderung des natürlichen EMF-Spektrums und ihre Folgen, Physik der EM-Felder (Statik, Hoch- und Niederfrequenz), Vorgehensweise bei der Messung von EM-Feldern, Messgeräte für EMF-Messungen, sowie die neuen Abschnitte über erweiterte Aspekte bei der Messung von Magnetfeldern Dirty Power. Leserkreis: Elektrohandwerker, Elektroplaner, Baubiologische und EMVU-Messtechniker sowie Sachverständige und Studenten der Elektrotechnik WAN Feldreduzierung in Gebäuden. Ca. 39,80 (inkl. MwSt. zzgl. Versandkosten). ISBN Baubiologische EMF-Messtechnik. Ca. 39,80 (inkl. MwSt. zzgl. Versandkosten). ISBN Ich möchte den kostenlosen de-newsletter erhalten. (Bitte -Adresse in das Adressfeld eintragen) Änderungen vorbehalten. Sie haben das Recht Ihre Bestellung innerhalb von 14 Tagen nach Lieferung ohne Angabe von Gründen zu widerrufen. Der Widerruf erfolgt schriftlich oder durch fristgerechte Rücksendung der Ware an den Verlag oder an die Buchhandlung. Zur Fristwahrung genügt die rechtzeitige Absendung des Widerrufs der Ware (Datum des Poststempels). Bei einem Warenwert unter 40 Euro liegen die Kosten der Rücksendung beim Rücksender. Entsiegelte Software ist vom Rückgaberecht ausgeschlossen. Datenschutzhinweis: Ihre Kontaktdaten werden von uns für interne Marktforschung gespeichtert, verarbeitet und genutzt und um von uns entsprechende Fachinformationen per Post zu erhalten. Wenn Sie dies nicht mehr wünschen, können Sie dem jederzeit mit Wirkung für die Zukunft unter elektro.net widersprechen. Firma Name, Vorname Straße, Postfach PLZ, Ort Telefon, Datum, Unterschrift Im Weiher 10 D Heidelberg Tel.: +49 (0) Fax: +49 (0) Mehr Fachbücher finden Sie unter

30 Abschirmung von Funkwellen (Mobilfunk, Radar, WLAN, DECT...) Im Zusatzprogramm des Baubiologischen Kongresses am Mai 2006 in Bad Endorf referierten die Baubiologen Dr.-Ing. Dietrich Moldan und Dr.-Ing. Martin H. Virnich über die Abschirmung von Funkwellen. Sie führten die Zuhörer in die Grundlagen der Hochfrequenz-Abschirmtechnik ein, zeigten die Vielfalt der heute am Markt verfügbaren Abschirmmaterialien und ihre unterschiedlichen Eigenschaften auf, erläuterten die fachgerechte Vorgehensweise bei Abschirmmaßnahmen und gaben mit einer Fülle von Beispielen aus der eigenen Praxis einen Einblick in die Erfolgsmöglichkeiten einer effektiven Hochfrequenzabschirmung, aber auch in die zu überwindenden Probleme und Fehlermöglichkeiten. Über 200 Teilnehmer des Baubiologischen Kongresses IBN + VB nahmen die Möglichkeit wahr, am Zusatzprogramm teilzunehmen, das ihnen am Vormittag des 7. Mai präsentiert wurde. Eine ausführliche schriftliche Darstellung des vorgestellten Stoffes haben die beiden Referenten in [1] und [2] gegeben. Umfangreiche Informationen zu diesem Themenbereich sind auch in [3], [4], [5], [6] und [7] zu finden. Maßstäbe für die Hochfrequenz- Abschirmwirkung Umgangssprachlich wird der Begriff "Abschirmung" im Sinne eines Schwarz-Weiss-Denkens häufig als "Totalabschirmung" verstanden, wie eine Barriere, die man errichten kann und die "nichts mehr durchlässt". I.d.R. führt eine Abschirmung aber zu einer mehr oder weniger starken Abschwächung bzw. Dämpfung der einfallenden Immission auf ein bestimmtes Maß (fachlich als "Schirmdämpfung" bezeichnet), selten zu ihrem Verschwinden unter die Nachweisbarkeitsgrenze. Um die Wirksamkeit einer Abschirmung zu beschreiben, benötigt man einen Maßstab zur Quantifizierung der Schirmdämpfung. Hierzu können drei Größen herangezogen werden, die den gleichen Sachverhalt lediglich unterschiedlich ausdrücken: Schirmdämpfungsfaktor Schirmwirkungsgrad (in Prozent) Schirmdämpfung im logarithmischen Maßstab: Dezibel Der Schirmdämpfungsfaktor antwortet auf die Frage: "AUF welchen Bruchteil verringert sich die Immission?" (z.b. auf ein Zehntel). Hierbei ist zu beachten, dass die Strahlungsdichte proportional zum Quadrat der Feldstärke ist. Beträgt der Dämpfungsfaktor für die Feldstärke beispielsweise 2, so hat er für die Strahlungsdichte den Wert 2 2 = 4. Die Angabe eines Dämpfungsfaktors macht also nur Sinn, wenn man zu dem Wert mit angibt, ob er sich auf die Strahlungsdichte oder auf die Feldstärke bezieht. Der Schirmwirkungsgrad antwortet auf die komplementäre Frage: "UM welchen Anteil verringert sich die Immission?" (z.b. um neun Zehntel bzw. 90 %). Auch hier ist die Angabe erforderlich, ob sich der Wert auf die Strahlungsdichte oder die Feldstärke bezieht. Die Summe von Schirmwirkungsgrad und Kehrwert des Schirmdämpfungsfaktors ergibt immer Eins. In der Technik ist es üblich, Verhältnisse von zwei Größen mit gleicher Maßeinheit, die sich über eine große Spanne von mehreren Zehnerpotenzen erstrecken wie es z. B. beim Schirmdämpfungsfaktor der Fall ist, im logarithmischen Maßstab anzugeben. Dies hat den Vorteil, dass sehr große bzw. sehr kleine Werte in eine "handliche" Größenordnung transformiert werden. Ein solcher Maßstab ist das Dezibel (db), welches das logarithmische Verhältnis ausdrückt. Als weiterer Vorteil ist die Angabe der Schirmdämpfung in Dezibel unabhängig davon, ob sie sich auf Strahlungsdichten oder auf Feldstärken bezieht oder, salopper ausgedrückt: "db sind db!". Wirkprinzipien der Hochfrequenz-Abschirmung Trifft eine elektromagnetische Welle auf ein HF-dämpfendes Element, wie z.b. eine Gebäudewand, so tritt sie mit verringerter Intensität auf der anderen Seite aus. Für diese Verringerung gibt es im Wesentlichen zwei Ursachen: ein Teil der Welle wird von der Wand reflektiert oder/und ein Teil der Welle wird in der Wand absorbiert und in Wärme umgewandelt. An sehr gut leitenden metallischen Blechen und Folien erfolgt eine Totalreflexion der Welle. Die Reflexion findet unmittelbar an der Oberfläche statt; entscheidend für ihre Stärke ist daher weniger die Dicke des Materials, als vielmehr eine möglichst hohe elektrische Leitfähigkeit. Die Ausprägung der Reflexion und damit der Schirmwirkung ist überdies unabhängig davon, ob das metallische bzw. metallisierte Element geerdet ist oder nicht. Bei allen HF-Abschirmmaterialien auf metallischer Basis und das ist die überwiegende Mehrzahl der angebotenen Abschirmprodukte überwiegt der Anteil der Reflexion bei weitem; die Absorption ist demgegenüber fast vernachlässigbar. Bei massiven Baustoffen kann der Anteil der Absorption höher sein. Im Gegensatz zur Reflexion steigt der Anteil der Absorption mit zunehmender Materialdicke. Aus verständlichen Gründen wäre eigentlich der Einsatz von Produkten mit überwiegender Absorption wünschenswerter als mit überwiegender Reflexion. Zur Hochfrequenz-Abschirmung von Gebäuden können Baumaterialien eingesetzt werden, die "von Natur aus" eine hohe Schirmdämpfung aufweisen. Wo diese nicht ausreicht oder entsprechende Baumaterialien aus anderen Gründen nicht verwendet werden können, kann die Schirmdämpfung durch entsprechende spezielle Abschirmmaterialien erhöht werden. Die Schirmdämpfung der meisten Materialien ist häufig sehr stark frequenzabhängig. Bei der Auswahl eines entsprechenden Bau- oder Abschirmmaterials ist es daher notwenig zu wissen, in welchen Frequenzbereichen eine hohe Schirmdämpfung gefordert wird. In [4] sind für eine Fülle von Bau- und Abschirm- Institut für Baubiologie + Oekologie IBN Fachzeitschrift Wohnung + Gesundheit 12/ Nr. 121

31 materialien die Frequenzabhängigkeiten wiedergegeben. Außer der Frequenzabhängigkeit müssen aber zur Erzielung einer hohen Schirmdämpfung noch weitere Faktoren beachtet werden. "Löcher" in der Abschirmung Es ist selbstredend, dass die Abschirmung in Richtung der einfallenden Welle geschlossen sein muss und keine "Löcher" aufweisen darf. Weist eine Wand in dieser Richtung Öffnungen auf (z. B. Fenster, Türen), so sind diese unbedingt in die Abschirmmaßnahmen mit einzubeziehen - mit entsprechend angepassten Materialien natürlich. Einen besonderen Hinweis verdient die Tatsache, dass bereits relativ kleine Lücken ein gut Teil der Schirmwirkung zunichte machen können. Hierin unterscheidet sich die Hochfrequenzabschirmung nicht vom Schall- oder Wärmeschutz, wo ebenfalls hermetisch geschlossene Oberflächen Voraussetzung für den Erfolg der Maßnahmen sind. Bereits ein nicht abgeschirmter Fensterrahmen (z.b. aus Holz) kann dazu führen, dass die gute Schirmwirkung eines hochwertigen Wärme- oder Sonnenschutzglases und einer möglicherweise mit hohem Aufwand abgeschirmten Wandkonstruktion stark beeinträchtigt wird. Wie stark sich solche "Schlitze" in der Oberfläche einer Abschirmung auswirken, hängt wesentlich von der räumlichen Lage des Schlitzes (horizontal oder vertikal) und von der Polarisationsebene (dies ist die Ebene der elektrischen Feldstärke) der einfallenden Welle ab. Bau- und Abschirmmaterialien für den praktischen Einsatz Für den Fall des Neu- bzw. Umbaus oder der Sanierung steht heute am Markt eine ganze Fülle von Hochfrequenz-dämpfenden Baumaterialien und speziellen Abschirmmaterialien zur Verfügung. Die verschiedenen Bau- und Abschirmmaterialien lassen sich wie folgt klassifizieren: Massive Baustoffe wie Kalksandstein, Ziegel, Beton, Lehm (inkl. Lehm-Abschirmputz) Holzkonstruktionen Trockenausbau (Holz- und Gipswerkstoffe) Fassaden und Wärme-Dämmstoffe Wandbeschichtungen innen (Tapeten, Farben) Fenster, Türen und Zubehör (Fensterrahmen, Fensterverglasungen, Türrahmen, Türfüllungen, Rollläden, Jalousien) Dachbaustoffe Textilien (Gardinen, Vorhänge, Bett-Baldachine) Teilweise gehen Produkt-Weiterentwicklungen, die originär anderen Zielen dienen, wie z.b. dem Wärmeschutz, auch mit einer wesentlichen Verbesserung der HF-Schirmdämpfung einher. Dies ist z.b. bei den heutigen Wärme- und Sonnenschutzverglasungen der Fall (s.[5]). Andererseits gibt es konventionelle Produkte, die durch Zusatzausrüstungen eigens HF-dämpfend gemacht werden, um quasi "zwei Fliegen mit einer Klappe zu schlagen". Beispiele hierfür sind Putz-Armierungsgewebe und Insektenschutzgitter. Eine hierbei gerne verwendete Möglichkeit besteht im Einbringen eines sehr dünnen Metallfadens in die Gewebestruktur dieser Produkte. Bei allen maschenförmigen Produkten gilt die Regel, dass die Schirmdämpfung von der Maschenweite abhängt und prinzipiell mit zunehmender Frequenz sinkt. Unterschiede der Schirmdämpfung zwischen D-Netz und E-Netz bzw. UMTS können bei solchen Produkten je nach Maschenweite beträchtlich sein. Da davon auszugehen ist, dass auch in Zukunft weiterhin immer höhere Frequenzbereiche für Breitenanwendungen der Telekommunikation erschlossen werden, sollte auch vorausschauend auf eine genügend kleine Maschenweite geachtet werden. Auch speziell zu HF-Abschirmzwecken entwickelte textile Gewebe verwenden häufig als schirmendes Element feine Metallfäden, die in den Textilfaden eingebettet sind. Sie eignen sich zur Anfertigung von z.b. Fenster- und Türvorhängen oder zur Herstellung von Bettbaldachinen, die den gesamten Bettbereich abschirmen. Als weitere, speziell entwickelte Abschirmprodukte sind z.b. Abschirmtapeten und -farben für die Wandbeschichtung in Innenräumen zu nennen sowie lichtdurchlässige Folien zur Nachrüstung von älteren Fensterscheiben. Die Beispiele zeigen, dass eine Fülle von unterschiedlichsten Produkten mit HF-Schirmwirkung zur Verfügung steht, die allerdings hinsichtlich ihrer Tauglichkeit für den gegeben Einsatzfall sorgfältig und fachmännisch ausgewählt werden müssen. Eine umfassende und solide Grundlage hierzu ist die Darstellung der Dämpfungseigenschaften von einhundert Bau- und Abschirmmaterialien im Frequenzbereich von 200 MHz bis 10 GHz in [4]. Wichtig: Das messtechnisch fundierte Abschirmkonzept HF-Abschirmmaßnahmen an Gebäuden sollten nicht blind auf Verdacht oder ins Blaue hinein nach dem Motto "Abschirmen ist immer gut!" erfolgen, sondern auf Basis eines messtechnisch fundierten Konzeptes. Nur so kann gewährleistet werden, dass die Schwachstellen eines Raumes richtig erkannt, die Belastungen der Bewohner objektiv beurteilt und effektive Maßnahmen zur Beseitigung der Schwachstellen ergriffen werden. Anderenfalls besteht die hohe Wahrscheinlichkeit, dass die gewünschte Wirkung ausbleibt und viel Geld und Mühe für einen Misserfolg oder nur mäßigen Erfolg aufgewendet wurde. Als Basis für Sanierungsmaßnahmen ist der aktuelle Ausgangszustand zu analysieren. Hierzu gehört die messtechnische Untersuchung, welche Funksysteme am Untersuchungsort mit relevanten Immissionen nachweisbar sind. Dazu wird mit einem Spektrumanalysator und geeigneten Messantennen ermittelt, in welchen Frequenzbereichen hochfrequente Signale einfallen (z.b. Mobilfunk, Fernsehen, UKW- Rundfunk usw.). Im nächsten Schritt wird die Stärke der Immissionen einzeln in den jeweiligen Frequenzbereichen ermittelt. Die Stärke der Immissionen bildet die Grundlage für die Entscheidung, ob überhaupt Abschirmmaßnahmen durchgeführt werden sollen. Wenn dies bejaht wird, liefern die Institut für Baubiologie + Oekologie IBN Fachzeitschrift Wohnung + Gesundheit 12/ Nr. 121

32 Immissionsstärken der einzelnen Funkdienste wichtige Informationen über die zu erzielende Schirmdämpfung in den betreffenden Frequenzbereichen. Je höher die Immissionen, desto höher die Anforderungen an die Schirmdämpfung des einzusetzenden Materials. Es ist davon auszugehen, dass die unter Laborbedingungen als Material-Kennwert ermittelte Schirmdämpfung in der Praxis kaum erreicht werden kann, da hier viele zusätzliche Faktoren, wie Qualität der Verarbeitung, Unmöglichkeit der lückenlosen Montage usw., das Ergebnis beeinflussen. Um zu ermitteln, an welchen Elementen des Raumes (Wände, Decken, Fenster usw.) Abschirmmaßnahmen vorzunehmen und wie wirksam sie sind, werden vor Ort entsprechende Versuche mit Abschirmmaterialien durchgeführt. Dazu werden über die betreffenden Fenster, Wände, Decken usw. zweckmäßigerweise textile Abschirmmaterialien mit hoher Schirmdämpfung gehängt bzw. gespannt, um im konkreten Test herauszufinden, welche Abschirmungen effizient sind und welche nicht. Nach jeder Veränderung des Abschirm-Szenarios wird die Veränderung der Immissionen kontrolliert und die Wirksamkeit der jeweiligen Maßnahme beurteilt. Zusätzlich wird messtechnisch überprüft, wie die Maßnahmen zur Hochfrequenzreduzierung sich auf die Intensität der niederfrequenten elektrischen Wechselfelder auswirken, die aus der Hausinstallation, elektrischen Geräten und Geräteanschlussleitungen stammen. Diese können nämlich an großflächig leitfähige Abschirmungen ankoppeln und so zu einer Erhöhung der elektrischen Feldstärke führen (s.u.). Aus den vor Ort gewonnenen Erkenntnissen und in Abstimmung mit dem Auftraggeber werden geeignete Empfehlungen hinsichtlich der abzuschirmenden Raumkomponenten (Fenster, Wände usw.) und der Art der einzusetzenden Abschirmmaterialien erarbeitet. Umsetzung des Abschirmkonzepts Die Umsetzung des erarbeiteten Abschirmkonzeptes bedarf einer * Dämpfung gegenüber der Messung draußen, vor dem Dachfenster Tab. 1: Ergebnisse der Dämpfungsmessungen gründlichen und sorgfältigen Arbeit bis ins Detail. "Pfusch am Bau" - auch in für den konventionellen Handwerker mutmaßlichen Kleinigkeiten - kann den Erfolg der Maßnahmen drastisch reduzieren. Hier besteht i.d.r. zu Beginn der Arbeiten erheblicher Aufklärungs- und Informationsbedarf für die Handwerker. Eine kontinuierliche Begleitung und Kontrolle der Arbeiten ist aus Erfahrung dringend angezeigt. Ein Beispiel aus der Praxis soll dies deutlich machen. Der Auftraggeber einer Mobilfunkmessung hat seinen Schlafbereich im Dachgeschoss eines jüngst errichteten Mehrfamilienhauses. Auf dem Dach des gegenüberliegenden Hauses sind in ca. 30 m Entfernung die Antennen einer Mobilfunk-Basisstation installiert. Eine Sektorantenne weist mit ihrer Hauptstrahlrichtung direkt auf den Schlafbereich. Die Dachdämmung des Mehrfamilienhauses ist als Zwischensparrendämmung mit Mineralwolle ausgeführt; die Mineralwolle ist mit Aluminiumfolie kaschiert. Normalerweise werden die seitlich über die Mineralwolle überstehenden Aluminiumfahnen bei der Montage auf den Dachsparren befestigt. Die überstehenden Aluminiumfahnen der in den Nachbarfeldern befindlichen Mineralwollebahnen werden dann auf die bereits befestigte Aluminiumfolie getackert, um eine möglichst geschlossene Ebene für die Dampfsperre zu erzielen. Üblicherweise wird anschließend die Überlappungsfuge zusätzlich mit einem Aluminiumstreifen verschlossen. Bei sorgfältiger Arbeit wird auf diese Weise eine geschlossene, mit Aluminium abgedeckte Fläche hergestellt, die - als "Nebeneffekt" - auch eine sehr gute Hochfrequenzdämpfung aufweist. Bei der Messung wurde jedoch festgestellt, dass hier offensichtlich nicht ordentlich gearbeitet worden war. Es waren deutliche Unterschiede in der Strahlungsdichte messbar, wenn mit der Messantenne horizontal entlang der Dachschräge verfahren wurde. Es waren um ca. 11 Dezibel höhere Werte in einem festen Raster feststellbar, das genau dem Sparrenabstand entspricht (vgl. Spektraldiagramm). Die Mobilfunkmessungen außerhalb des Raumes - Messantenne durch das geöffnete Dachfenster nach außen gehalten - und im Raum - im Bereich der Sparren und zwischen den Sparren - ergaben Immissionen gemäß Tabelle 1. Schemat. Zeichnung der Dachschräge Eine ordentlich durchgeführte Montage der Wärmedämmung mit Aluminiumkaschierung und vorschriftsmäßiges Überkleben der Stöße hätte neben der Schaffung einer funktionsfähigen Dampfsperre auch diesen messtechnisch nachgewiesenen Mangel der Hochfrequenz-Abschirmung vermieden. Wirksamkeitskontrolle der durchgeführten Maßnahmen Nach erfolgter Sanierung empfiehlt sich dringend eine messtechnische Überprüfung der Hochfrequenz-Immissionen, um sicherzustellen, dass bei der Sanierung keine Fehler aufgetreten sind und das Konzept auch wirklich erfolgreich umge- Institut für Baubiologie + Oekologie IBN Fachzeitschrift Wohnung + Gesundheit 12/ Nr. 121

33 Spektraldiagramm D-Netz Obere Kurve: Messung vor den Sparren Untere Kurve: Messung zwischen den Sparren setzt werden konnte. Wurden die Abschirmziele nicht erreicht, so ist den Ursachen nachzugehen und eine Nachbesserung vorzunehmen. Auswirkungen der HF-Abschirmung auf niederfrequente elektrische Felder / Sicherheitsaspekte Für Abschirmzwecke eingesetzte Materialien sind durchweg elektrisch gut leitfähig bis hoch leitfähig, die abgeschirmten Flächen i.d.r. groß. Aufgrund dieser Eigenschaften kann es leicht zu Ankoppeleffekten niederfrequenter elektrischer Wechselfelder der Stromversorgung (50 Hz) an die Abschirmflächen kommen. Wird z.b. eine 230 V- Netzleitung in der Nähe einer leitfähigen Fläche oder direkt über die Fläche geführt, so breitet sich das vorher lokal beschränkte elektrische Feld der Leitung über die gesamte Fläche aus. Die Wirksamkeit der Hochfrequenz-Schirmdämpfung ist auch ohne Anschluss der Abschirmflächen an das Erdpotential gegeben. Werden sie jedoch geerdet, so wird die oben beschriebene Ausbreitung niederfrequenter elektrischer Wechselfelder über diese Flächen verhindert; gleichzeitig erreicht man eine Abschirmung der elektrischen Wechselfelder, die von den hinter der Abschirmung liegenden Leitungen (z.b. in der Wand) ausgehen. Als unerfreuliche Kehrseite der Erdungsmaßnahme muss allerdings in Kauf genommen werden, dass man nun das Erdpotential großflächig und sehr nahe an die im Raum befindlichen Leitungen sowie elektrischen Geräte "herangeholt" hat. Die Höhe der elektrischen Feldstärke ist jedoch u.a. abhängig vom Abstand zwischen Feldquelle (Verlängerungskabel, Anschlussleitungen, Steh- und Tischleuchten, in Betrieb befindliche Geräte) und dem Erdpotential als Feldsenke. Somit besteht das Risiko, nun zwar die hinter der Abschirmung liegenden Feldquellen wirksam gedämpft zu haben, gleichzeitig aber die Feldstärke, die von den im Raum befindlichen Feldquellen verursacht wird, zu erhöhen. Ob und in wie weit dies der Fall ist, muss messtechnisch überprüft werden. Ggf. sind dann zusätzliche Maßnahmen der Emissionsreduzierung für die niederfrequenten elektrischen Wechselfelder erforderlich. Diese können z.b. in der Verwendung abgeschirmter Leitungen bestehen oder im Einbau von Netzabkopplern ("Netzfreischalter"). Aus einem weiteren Aspekt ist die Erdung der leitfähigen Abschirmflächen dringend angezeigt, nämlich aus Gründen des Personenund Sachschutzes. Denn wenn durch einen Defekt oder den berühmten Bildernagel in der Wand die Abschirmfläche auf 230 V-Netzpotential gelegt wird, so besteht Brandgefahr und Lebensgefahr bei Berührung. Tritt dieser Fall bei geerdeter Fläche auf, so ist zumindest die Lebensgefahr nicht mehr gegeben. Da es sich bei den Abschirmmaterialien aber häufig um dünne leitfähige Flächen handelt, die nicht in der Lage sind, den Auslösestrom der Stromkreissicherung von i.d.r. 16 Ampere zu tragen, besteht dennoch das Risiko eines Brandes. Daher sollten alle elektrischen Leitungen, die in einer abzuschirmenden Wand verlaufen, aus Gründen des Personen- und Sachschutzes über einen Fehlerstrom-Schutzschalter (FI) mit 30 ma Auslösestrom geführt sein. Die Erdungsanschlüsse an den Abschirmungen dürfen nicht nur punktuell, sondern müssen über eine größere Fläche kontaktiert werden. Auf eine massive und robuste, mechanisch belastbare, dauerhafte Ausführung ist großer Wert zu legen; es sollte möglichst das Original-Erdungszubehör des jeweiligen Herstellers verwendet werden. Bei der Erdung sind die einschlägigen VDE- Vorschriften zu beachten. Selbstredend dürfen die Erdungsmaßnahmen nur von einer Elektrofachkraft vorgenommen werden. Literatur [1] Virnich, Martin H.; Moldan, Dietrich: Möglichkeiten und Vorgehensweise zur fachgerechten Hochfrequenz-Abschirmung; in: "Energieversorgung & Mobilfunk", Tagungsband der 3. EMV-Tagung des Berufsverbandes Deutscher Baubiologen - VDB e.v., April 2004 in Würzburg; Im Verlag des AnBUS e.v., Fürth 2003, ISBN ; S ; Bezugsmöglichkeit: info@baubiologie.net [2] Moldan, Dietrich; Virnich, Martin H.: Praktische Beispiele der Hochfrequenz-Abschirmung von Gebäuden; in: "Energieversorgung & Mobilfunk", Tagungsband der 3. EMV-Tagung des Berufsverbandes Deutscher Baubiologen - VDB e.v., in Würzburg; Im Verlag des AnBUS e.v., Fürth 2003, ISBN ; S ; Bezugsmöglichkeit: info@baubiologie.net [3] Pauli, Peter; Moldan, Dietrich (Hrsg.: Bayerisches Landesamt für Umweltschutz): Schirmung elektromagnetischer Wellen im persönlichen Umfeld; kostenlose Informationsbroschüre des Bayerischen Landesamtes für Umweltschutz (LfU), Bürgermeister-Ulrich-Straße 160, Augsburg, Tel , Infostelle "EMF" , Fax , poststelle@lfu.bayern.de, Mai 2003 [4] Pauli, Peter; Moldan, Dietrich: Reduzierung hochfrequenter Strahlung - Baustoffe und Abschirmmaterialien, 2. Auflage 2003; Eigenverlag Dr.-Ing. Dietrich Moldan, Am Henkelsee 13, Iphofen, Tel , Fax , info@drmoldan.de [5] Dierssen, Ulrich K.; Hornyak, Paul: HF-Dämpfung von Wärmeschutz- und Sonnenschutzverglasung; in: Wohnung + Gesundheit Nr. 110/Frühjahr 2004; S. 41, [6] Runge, Martin; Sommer, Frank; Oberfeld Gerd (Hrsg.): Mobilfunk, Gesundheit und die Politik - Streitschrift und Ratgeber; agenda Verlag Münster 2006; ISBN-10: ; Bezug über den Buchhandel oder direkt bei konzept: grün GmbH, Fasanenweg 44a, Gröbenzell, Tel.: , dialog@konzept-gruen.de [7] Martin Schauer, Martin H. Virnich.: Baubiologische Elektrotechnik - Grundlagen, Feldmesstechnik u. Praxis der Feldreduzierung; Hüthig & Pflaum Verlag GmbH & Co. Fachliteratur KG München/Heidelberg, 2005; ISBN ; www. huethig.de/shop/product.html?id= Dr.-Ing. Martin H. Virnich Dr.-Ing. Dietrich Moldan Baubiologen IBN VDB e.v. Berufsverband Deutscher Baubiologen Institut für Baubiologie + Oekologie IBN Fachzeitschrift Wohnung + Gesundheit 12/ Nr. 121

34 Elektrosmog - Wohngifte - Pilze Wirksame HF-Abschirmung Der Teufel steckt oft im Detail Aus Vorsorgegründen oder wegen bereits eingetretener gesundheitlicher Probleme wünschen immer mehr Betroffene eine wirkungsvolle Abschirmung gegen Hochfrequenz (HF)-Immissionen, insbesondere gegen die Strahlung von Basisstationen des Mobilfunks. Am Markt steht heute eine Fülle von gut geeigneten Abschirmmaterialien zur Verfügung, deren Wirksamkeit jedoch mit dem professionellen Know-how bei der konkreten Anwendung steht und fällt. Dem technischen Laien vielleicht als geringfügig erscheinende Unzulänglichkeiten können einen großen Teil der eigentlich möglichen Abschirmwirkung zunichte machen: Der Teufel steckt oft im Detail! Grundsätzliche fachgerechte Vorgehensweise Die prinzipielle fachgerechte Vorgehensweise bei der Durchführung von Hochfrequenz-Abschirmungen ist in dem Beitrag Abschirmung von Funkwellen (Mobilfunk, Radar, WLAN, DECT...) in Wohnung + Gesundheit Nr. 121, 2006, S beschrieben. Sie basiert auf der Erstellung eines messtechnisch fundierten Abschirmkonzepts mit Messungen und Abschirmtests vor Ort, einer detaillierten Kenntnis der HF-Dämpfung von marktgängigen Baustoffen und speziellen HF-Abschirmmaterialien sowie auf professionellem Know-how zur Vermeidung bzw. Erkennung von größeren und kleinen, offensichtlichen oder meist verborgenen Löchern und sonstigen Problemzonen in der Abschirmung. Welches Material schirmt bei welchen Frequenzen wie gut ab? Wesentliche Grundlage für eine wirksame Abschirmung ist es, das HF-Dämpfungsverhalten der infrage kommenden Materialien über einen großen Frequenzbereich zu kennen, denn die Abschirmwirkung der meisten Materialien ist mehr oder weniger stark frequenzabhängig. Es gibt Werkstoffe, die bei niedrigen Frequenzen sehr gut abschirmen und mit steigender Frequenz immer schlechter wie auch umgekehrt. Außerdem gilt es, immer wieder aufkommende Halbinformationen sachlich fundiert zu hinterfragen. So wird z.b. dem in baubiologischen Kreisen sehr geschätzten Naturbaustoff Holz oft eine gute Schirmwirkung nachgesagt was aber nur korrekt ist, wenn man Massivholz mit cm Wandstärke einsetzt. Außerdem gibt es leider immer wieder Hersteller, die geradezu Irreführung des Verbrauchers betreiben, indem sie die phantastische Dämpfung ihres Materials nur bei einer einzelnen Frequenz oder in einem eng beschränkten Frequenzbereich angeben und verschweigen, dass außerhalb dieses Frequenzbereiches die Dämpfung wesentlich schlechter ist. Umfassende und messtechnisch in einem unabhängigen Labor überprüfte Informationen über die HF- Dämpfung von 100 verschiedenen Bau- und Abschirmmaterialien im breiten Frequenzbereich von 200 khz 10 GHz gibt die Broschüre von Pauli P. und Moldan D.: Reduzierung hochfrequenter Strahlung Baustoffe und Abschirmmaterialien (auch beim Institut für Baubiologie + Oekologie erhältlich / Neuauflage: Ende 2008). Moderne Wärme- und Sonnenschutzverglasungen weisen i.d.r. recht gute HF-Dämpfungseigenschaften auf. Eine detaillierte Übersicht hierzu geben Dierssen U.K. und Hornyak P. in ihrem Beitrag HF-Dämpfung von Wärme- und Sonnenschutzverglasung in Wohnung + Gesundheit Nr. 110, 2004, S. 41. Abschirmtechnische Problemzonen (er)kennen und vermeiden Prinzipbedingte potentielle Problemzonen einer Abschirmung sind die Stoßstellen von z.b. zwei benachbarten Bahnen Abschirmgewebe oder -tapeten. Hier ist detailliertes und professionelles Know-how gefragt, um nicht durch vielleicht geringfügig erscheinende Ungenauigkeiten bei der Ausführung einen großen Teil möglicher Abschirmwirkung zu verschenken. Wesentlich für die Sicherstellung der HF- Dichtheit sind z.b. die Fragen der für das jeweilige Abschirmmaterial korrekten Befestigungstechnik (nageln, Korrekte Anfertigung einer Kappnaht mit Kupfergewebe Fotos: H. Institut für Baubiologie + Oekologie IBN Wohnung + Gesundheit 6/08 - Nr. 127

35 Elektrosmog - Wohngifte - Pilze Einbetten von feindrähtigem Kupfergewebe in einer dünnen Putzschicht Foto: J. Tomitsch tackern oder schrauben), der erforderliche Mindestabstand der Befestigungselemente untereinander, die angepasste Materialauswahl der Befestigungselemente, die mechanische Ausführung der Überlappung, z.b. in Form einer Kappnaht usw. Gerade bei diesen Fragen können scheinbar winzige und unbedeutende Details einen großen Einfluss auf den Erfolg bzw. Misserfolg haben. Speziell zur Klärung dieser Fragen und zur praxisbezogenen Vermittlung der notwendigen Fachkenntnisse diente im Rahmen der Iphöfer Messtechnik-Seminare (IMS) der dreitägige Workshop zur fachgerechten HF-Abschirmung, der im Oktober 2007 mit Erfolg durchgeführt wurde und am Oktober 2008 wiederholt wird (Info siehe Kasten). HF-Abschirmung und Wärmedämmverbundsystem Die Auswahlpalette infrage kommender Abschirmmaterialien bzw. ihre Befestigung hängt u.a. von der Bauweise des Gebäudes ab: Leichtund Holzbau, Massivbau verputzt oder verklinkert, Kerndämmung oder Außendämmung, ggf. mit Wärmedämm-Verbundsystem (WDV). In einem weiteren Schwerpunkt des Abschirm-Workshops wurden daher HF-Abschirmungen im Zusammenhang mit WDV behandelt. Hier sind wichtige und auch kostenrelevante Fragen, ob das Abschirmgewebe gleichzeitig als Putzträger dient oder ob zusätzlich ein normaler Putzträger in einer eigenen Schicht erforderlich ist, welcher Hersteller von Abschirmprodukten mit welchem WDV-Hersteller kooperiert und ob die Produkte auch und gerade im gemeinsamen Einsatz bauaufsichtlich zugelassen sind. Hieran knüpfen sich z.b. grundlegende Fragen der Gewährleistung. Lebenswichtige Sicherheitsaspekte: Erdung und Blitzschutz Was nutzt die wirksamste HF- Abschirmung, wenn sie nicht sicher ist und eine Gefahr für die Hausbewohner durch Stromschlag darstellt? Nicht nur wegen der Gefahr einer möglichen Ankopplung und Verschleppung niederfrequenter elektrischer Wechselfelder, sondern insbesondere auch aus Gründen des Personen- und Sachschutzes müssen die i.d.r. elektrisch hoch leitfähige Abschirmungen in den Potentialausgleich (Erdpotential) des Gebäudes einbezogen werden. Damit werden sie Teil der Elektroanlage und unterliegen prinzipiell den allgemeinen Regeln der Technik, z.b. DIN/ VDE. In diesen Vorschriften werden jedoch keine konkreten Hinweise für das Einbeziehen von großflächigen Abschirmungen in den Potentialausgleich aufgeführt. Es muss daher für jede Elektroanlage fachmännisch geprüft werden, ob die grundsätzlichen Bedingungen für das Einbeziehen von Abschirmungen in den Potentialausgleich gegeben sind. Blitzschutzanlagen an Gebäuden müssen ebenfalls geerdet werden, und es gilt beim Zusammenspiel von Blitzschutz und großflächigen baubiologischen Abschirmungen wichtige, hoch sicherheitsrelevante Zusammenhänge und Abhängigkeiten zu beachten. So sind z.b. folgende Fragen zu berücksichtigen: Wie hängen Potentialausgleich der Gebäudeinstallation und Blitzschutzerde zusammen? Welche Abstände müssen zwischen Abschirmung und Elementen der Blitzschutzanlage eingehalten werden (Näherungsproblematik)? Welche Lösungsmöglichkeiten gibt es, wenn die Näherungsabstände zu gering sind? Wie verhalten sich die verschiedenen HF-Abschirmmaterialien und ihre Anschlüsse an den Potentialausgleich im Fall eines Blitzschlags? Antworten zu diesen sicherheitsrelevanten Themen, für die auch der Baubiologe ein hohes Maß an Verantwortung trägt, gibt das VDB-Seminar Erdung von Abschirmungen und Blitzschutz in der Baubiologie am 17. Juni 2008 in Neumarkt/ Oberpfalz, das bei der Fa. Dehn + Söhne, einem führenden Spezialisten in Sachen Blitzschutz, u.a. auch im Hochspannungs- und im Hochstromlabor mit entsprechenden Experimenten durchgeführt wird (Info siehe Kasten). Dr.-Ing. Martin H. Virnich, Mönchengladbach Baubiologe IBN, Berufsverband Deutscher Baubiologen VDB e.v. VDB-Seminar Erdung von Abschirmungen und Blitzschutz in der Baubiologie am 17. Juni 2008 in Neumarkt, Berufsverband Deutscher Baubiologen, Info unter Workshop zur fachgerechten HF-Abchirmung am Oktober 2008, Iphöfer Messtechnik-Seminare (IMS), Info unter Institut für Baubiologie + Oekologie IBN Wohnung + Gesundheit 6/08 - Nr. 127

36 Artikel aus Wohnung + Gesundheit Nr. 148/2013 IBN - Institut für Baubiologie + Ökologie, D Neubeuern Home, Smart Home Integration von Smart Meter Smart Grid Smart Building/Smart Home Das Thema Smart Meter polarisiert, hier scheiden sich die Geister: Im Internet z.b. reichen die Webseiten von Pro Smart Metering [1] bis Stop Smart Meters! [2]. Industrie und Energieversorger werben dafür, Bürgerinitiativen in vielen Ländern sind skeptisch und sehen den Einsatz kritisch. Die Darstellungen gehen von Glorifizierung bis Verteufelung. Dabei wird oft das Kind mit dem Bade ausgeschüttet. Denn umfassende sachliche Aufklärung über die Vorteile und Risiken und vor allem darüber, wie man geschickt die Vorteile nutzen und die Risiken vermeiden kann, sind kaum zu finden. Der folgende Beitrag soll dazu dienen, hier mehr Transparenz zu schaffen und solche Möglichkeiten die es für jeden Haushalt gibt aufzuzeigen. Smart : Ein globales Phänomen Die Einführung der so genannten Smart Meter ( intelligente elektronische Stromzähler) ist nicht etwa ein deutsches oder europäisches Phänomen, sondern wird zurzeit nahezu weltweit in Angriff genommen. Beispielsweise ist in Italien, Schweden und Finnland die Umstellung auf die neuen Zähler praktisch schon abgeschlossen; in vielen anderen europäischen Staaten läuft der Roll Out. In den USA und Kanada sind bereits Millionen von Smart Metern installiert und auch im bevölkerungsreichen China wird diese Technik eingesetzt. Und dahinter steckt weit mehr als nur eine neue Stromzähler- Technik. Denn das Smart Meter darf nicht isoliert für sich, sondern muss im informationstechnischen Verbund mit dem intelligenten Stromversorgungsnetz (Smart Grid) und dem intelligenten Gebäude (Smart Building bzw. Smart Home) gesehen werden. Gesetzliche Regelungen zum Smart Metering Deklariertes Ziel der neuen Technik ist eine höhere Energieeffizienz bzw. das Stromsparen in Verbindung mit einer Liberalisierung des Messwesens bei Strom und Gas; der Anstoß dafür kommt von der Europäischen Union. Die Einführung der Smart Meter in den Staaten der europäischen Gemeinschaft basiert Wohnung + Gesundheit 9/13 - Nr. 148 auf der Europäischen Richtlinie zur Endenergieeffizienz und zu Energiedienstleistungen (EDL 2006/32/ EG). Die Richtlinie nimmt insbesondere Einfluss auf das Messwesen des Stromverbrauchs. Hier ist vorgesehen, dass alle Endkunden (die jetzt Letztkunden heißen) vom Energieversorger (jetzt Verteilnetzbetreiber VNB ) solche Zähler erhalten, die ihnen eine wesentlich höhere Transparenz als bisher über ihren Stromverbrauch mittels aktueller Verbrauchsmessung und -überwachung ermöglichen. Durch den Abbau von Lastspitzen und eine zeitlich gleichmäßigere Auslastung des Versorgungsnetzes soll für den VNB die Energieeffizienz und damit die Wirtschaftlichkeit der Stromversorgung gesteigert werden. Auch soll die Abrechnung des Verbrauchs nicht mehr nur jährlich, sondern auf Wunsch des Letztkunden auch in kürzeren Intervallen erfolgen. Die Umsetzung in nationales Recht wird in den einzelnen EU-Staaten unterschiedlich gehandhabt. In Deutschland soll gemäß Bundestagsbeschluss vom 6. Juni 2008 die Einführung der intelligenten Zähler wie folgt verlaufen: Die Bundesregierung hat das Ziel, bis zum Jahr 2018 die intelligenten Zähler bei 80 % der Letztkunden einzuführen. Gesetzliche Grundlage hierfür ist die Änderung des Energiewirtschaftsgesetzes (EnWG) im Rahmen des Integrierten Energieund Klimaprogramm (IEKP). Bereits seit dem 1. Januar 2010 müssen laut Gesetz bei allen Neubauten und bei Totalsanierungen kostenneutral intelligente Zähler für Strom und Gas eingebaut werden, die in ein Kommunikationsnetz eingebunden sind und den tatsächlichen Energieverbrauch sowie die tatsächliche Nutzungszeit widerspiegeln. Hierfür ist der VNB zuständig, der außerdem allen Kunden auf deren Wunsch hin gesetzeskonforme Mindestlösungen anbieten muss. Allerdings hinkt die Praxis der gesetzlichen Vorgabe häufig noch weit hinterher. Auf Wunsch des Kunden ist der VNB verpflichtet, eine monatliche, vierteljährliche oder halbjährliche Abrechnung zu vereinbaren. Die Verteilnetzbetreiber müssen außerdem spätestens seit dem 30. Dezember 2010 für Letztkunden einen Tarif anbieten, der einen Anreiz zur Energieeinsparung gibt. Die Einbindung des intelligenten Zählers in ein Kommunikationsnetz bedeutet die Möglichkeit zur Fernablesung. Dies ist natürlich für den VNB ein sehr interessanter Aspekt, der ein nicht unbeträchtliches Rationalisierungspotential enthält. Für die Fernablesung ist aber eine zusätzliche Eigenschaft des intelligenten Zählers vonnöten: Er muss nicht nur die Verbrauchsdaten automatisch erfassen und speichern, sondern er muss auch noch mit der Abrechnungszentrale des VNB über 31

37 Elektrosmog - Wohngifte - Pilze eine geeignete Datenschnittstelle kommunizieren. Hierfür können drahtgebundene informationstechnische Leitungen eingesetzt werden (z.b. DSL- oder Glasfaserleitungen), aber auch Funklösungen oder PLC- Anwendungen (Powerline Communication), bei denen die Leitungen der elektrischen Stromversorgung zwischen Trafo des VNB und Zähler des Kunden auch als Datenleitungen mit benutzt werden. Wählt der VNB zur Fernablesung des Smart Meters eine Funk- oder PLC-Lösung, so resultiert für den Kunden hieraus das Problem, dass er sich zusätzlichen, unerwünschten Belastungen durch EMF (elektrische, magnetische, elektromagnetische Felder) ausgesetzt sieht. Ein weiterer Aspekt ist, dass im Zuge der Energiewende ein immer größerer Anteil der elektrischen Energie durch erneuerbare Energien abgedeckt wird. Deren Verfügbarkeit ist aber von Wetter, Klima und Tageszeit abhängig und damit nicht so gut steuerbar wie bei Verbrennungs- und Kernkraftwerken. Wenn das Angebot an elektrischer Energie aber nicht mehr so gut regelbar ist, so muss man zum Ausgleich versuchen, die Nachfrage zu steuern. Dies kann durch finanzielle Anreize an den Letztkunden geschehen, indem man zu Zeiten einer starken Nachfrage hohe Tarife und zu Zeiten von schwacher Nachfrage oder bei einem Angebotsüberschuss (z.b. wegen anhaltend überdurchschnittlich starkem Wind) niedrige Tarife anbietet, die sich aber nicht gänzlich in ein planbares Zeitschema einordnen lassen, sondern zumindest teilweise vom aktuellen Wettergeschehen abhängen können. Durch die Integration des Smart Meters mit dem ebenfalls intelligenten Versorgungsnetz ( Smart Grid ) einerseits und intelligenten Elektrogeräten im Rahmen eines Smart Home andererseits ist zukünftig geplant, dass die Einschaltung von Verbrauchern mit größerem Leistungsbedarf, deren Betrieb nicht zeitkritisch ist wie beispielsweise Waschmaschine, Wäschetrockner und Spülmaschine vom Energieversorger automatisch ferngesteuert in Zeiten niedriger Netzauslastung erfolgt. Stromzähler klassisch und smart Bei der Betrachtung der Struktur der elektrischen Energieversorgung ist es sinnvoll, das Gesamtsystem in zwei Bereiche zu untergliedern: Die erzeugende und verteilende Seite einerseits (Infrastruktur der Netzbetreiber) sowie die verbrauchende Seite andererseits (Letztkunde); s. Abb An der Schnittstelle dieser beiden Teilsysteme befindet sich der elektrische Verbrauchszähler (= Stromzähler ) beim Letztkunden. In der Vergangenheit wurde hierfür weltweit der klassische elektromechanische Ferraris-Zähler eingesetzt. Hier ist die Drehgeschwindigkeit einer im Fenster sichtbaren rotierenden Scheibe proportional zur bezogenen elektrischen Leistung. Die Rotation der Scheibe beruht auf dem Wirkprinzip der magnetischen Induktion. Kennzeichnend für Ferraris-Zähler ist daher ein starkes magnetisches Wechselfeld in ihrer näheren Umgebung. Der Ferraris-Zähler kann zwar den tatsächlichen Verbrauch innerhalb eines Abrechnungszeitraums widerspiegeln, nicht aber die Nutzungszeit und entspricht daher nicht den Bestimmungen der EU bzw. des EnWG. Hierfür ist der Einsatz elektronischer Zähler erforderlich, welche die Verbrauchsdaten in regelmäßigen Intervallen erfassen und zählerintern abspeichern. Somit können zeitliche Verlaufsprofile erstellt werden, die Auskunft über die Höhe und die Dauer der Verbräuche geben. Die typische Dauer eines Erfassungsintervalls, wie es in der Praxis häufig anzutreffen ist, beträgt 15 Minuten, d.h. der Verbrauch wird im 15-Minuten-Rhythmus erfasst und abgespeichert. Es gibt aber auch Zähler, die mit einer wesentlich feineren zeitlichen Auflösung arbeiten und die Verbräuche im 1-Sekunden-Rhythmus erfassen können. Abb. 1: Der klassische Ferraris-Zähler als Bindeglied zwischen Erzeugerseite (links) und Verbraucherseite (rechts) Abb. 2: Smart Meter als Bindeglied zwischen Erzeugerseite (links) und Verbraucherseite (rechts) 32 Wohnung + Gesundheit 9/13 - Nr. 148

38 Elektrosmog - Wohngifte - Pilze Ein Vorteil der Analysemöglichkeit über die Nutzungsdauer ist für den Letztkunden, dass er aufgrund der Verbrauchstransparenz Stromfresser erkennen und gezielt Maßnahmen zur Verbrauchsreduzierung einleiten kann. Ein wie oben beschrieben arbeitender elektronischer Zähler erfüllt eigentlich schon die Anforderungen der Europäischen Richtlinie EDL 2006/32/EG, ist aber noch kein intelligenter Zähler oder Smart Meter im Sinne des EnWG, solange er die erfassten und gespeicherten Verbrauchsdaten für sich behält und nicht über eine elektronische Kommunikationsschnittstelle regelmäßig weiter gibt. Mit anderen Worten wird ein elektronischer Zähler erst dann zum Smart Meter, wenn er noch über ein Kommunikationsmodul verfügt. Zur Übertragung der Daten vom Kommunikationsmodul an den Letztkunden oder den VNB halten die Smart Meter i.d.r. mehrere unterschiedliche Schnittstellen bereit, die oft auch anwendungsspezifisch konfiguriert werden können. Dies geht vom Ethernet LAN über Powerline Communication (PLC) bis zu Funkmodulen (z.b. Mobilfunk GSM/GPRS). Es sei noch angemerkt, dass die elektronischen Smart Meter unabhängig von der informationstechnischen Art der Anbindung an das Smart Grid gegenüber den elektromechanischen Ferraris-Zählern den Vorteil haben, dass sie im unmittelbaren Umfeld wesentlich geringere niederfrequente magnetische Wechselfelder erzeugen. Smart Meter im Smart -Szenario Beim Smart Meter-Einsatz darf nicht nur der intelligente Zähler für sich allein betrachtet werden, sondern er ist im datentechnisch integrierten Verbund mit dem Smart Grid auf der Erzeuger- und Verteilerseite und dem Smart Building bzw. Smart Wohnung + Gesundheit 9/13 - Nr. 148 Abb. 3 : Die Datenschnittstellen eines Smart Meters Home auf der Kundenseite zu sehen (Abb. 3). Im Rahmen des Smart Metering gibt es nicht nur eine, sondern mehrere Daten-Schnittstellen zwischen: Smart Meter 1 Smart Grid Smart Meter 1 Smart Building/ Smart Home Datenbasis des VNB 1 PC, Notebook oder Smartphone des Letztkunden zur Verbrauchsabfrage über das Internet. Hausintern (Building/Home) sind kundenseitig noch folgende Schnittstellen möglich: Smart Meter 1 Wasser-/Gas- und ggf. weitere Verbrauchszähler Smart Meter 1 Inhome Display zur direkten Verbrauchsabfrage aus dem Datenspeicher des Smart Meters. Häufig werden für die Verbrauchsdatenerfassung von Gas, Wasser und Fernwärme aber auch autonome Systeme eingesetzt, unabhängig vom smarten Stromzähler, wobei die Daten per Funk gesendet werden. Das erfolgt dann ständig und in kurzen Intervallen, wie z.b. alle 16 Sekunden mit 10 mw Leistung beim recht weit verbreiteten Wasserzähler Kamstrup Multical 21 nur damit bei der jährlich einmal vorgenommenen Fernablesung von der Straße aus der Datensammler nicht die Wohnung betreten muss und keinen Ablesetermin anzukündigen bzw. zu vereinbaren braucht. Dieses Prinzip ist auch bei vielen Systemen zur Heizkostenverteilung anzutreffen. Aspekte zur Minimierung von Smart Meter-Immissionen Im Folgenden sind die wesentlichen Aspekte zur Minimierung der EMF- Belastung dargestellt. Rein IT-drahtgebundene Lösungen (DSL, Ethernet LAN, Glasfaserleitung) sind zu bevorzugen; PLC- und Funktechniken sollten dagegen vermieden werden. Ist die Sendehäufigkeit bei Funklösungen sehr gering (z.b. nur einmal täglich), so können auch diese ggf. akzeptabel sein. Voraussetzung dabei ist, dass nur im Ereignisfall gesendet und kein ständiges Standby-Signal ausgestrahlt wird. Aber Achtung, der Teufel steckt oft im Detail: Bei den oft geforderten Glasfaserleitungen ist zu beachten, dass die Anschlussvariante FTTH (Fiber to the Home) gegeben ist. Die insbesondere im städtischen Bereich vom Glasfasernetzbetreiber bevorzugte Variante FTTB (Fiber to the Building) hat meistens zur Folge, 33

39 Elektrosmog - Wohngifte - Pilze dass zur Überbrückung der letzten Meter innerhalb des Gebäudes Funk- oder PLC-Lösungen eingesetzt werden, welche die mit der Glasfasertechnik vermeintlich vermiedenen EMF-Immissionen gerade erst provozieren. Betreibt der VNB sein Smart Metering nur per Funk-Anbindung, so besteht die Möglichkeit des Wechsels auf einen autonomen Messstellenbetreiber, der die Anbindung per Festnetz anbietet. Denn seit 2008 ist nicht nur die Versorgung des Letztkunden mit Strom, sondern auch der Messstellenbetrieb (Verbrauchszähler sind geeicht und gelten als Messstellen) kein Monopol des lokalen Verteilnetzbetreibers mehr, sondern unterliegt dem Wettbewerb. Betreibt der VNB sein Smart Metering per PLC, so kann hinter dem Smart Meter ein geeignetes Netzfilter eingebaut werden, um das PLC-Signal nicht ins Haus oder die Wohnung zu lassen und auszusperren. Das einzusetzende Filter muss an den Frequenzbereich des PLC- Systems angepasst und für die max. Anschlussleistung des Haus- bzw. Wohnungsanschlusses ausgelegt sein (z.b. 3 x 35 A oder 3 x 63 A). Es ist wichtig zu beachten, dass generell in der Filterkonzeption für Smart Meter-Filter ein entscheidender Unterschied zu herkömmlichen Netzentstörfiltern besteht. Während herkömmliche Entstörfilter das Störsignal zu beseitigen suchen, indem sie es z.b. kurzschließen, darf dieses Prinzip in einer Umgebung mit Smart Metern und PLC nicht angewendet werden, da dann das Powerline-Signal kurzgeschlossen und der Smart Meter-Betrieb in der weiteren Umgebung mangels Datenübertragungsmöglichkeit behindert oder sogar verhindert würde. Vielmehr muss hier mit Filtern gearbeitet werden, die das von außen kommende PLC-Signal und evtl. Störsignale am Passieren des Filters hindern und damit ein Eindringen in die elektrische Hausinstallation unmöglich machen. Bei dieser speziell für PLC ausgelegten Lösung wird das PLC-Signal auf der Seite des Energieversorgers und bei den benachbarten Häusern nicht beeinträchtigt. Zur Erstellung eines immissionsminimierten Konzeptes beim Einsatz von Smart müssen zur Ausschöpfung der Möglichkeiten zur EMF-Reduzierung einige grundlegende Fragen beantwortet werden. Diese beziehen sich zum einen auf die informationstechnische Infrastruktur, mit welcher der lokale Energieversorger für die Anbindung der Smart Meter operiert, zum anderen auf das nachbarschaftliche Umfeld und zum dritten auf die eigenen Ansprüche hinsichtlich Teilnahme am Smart Metering und sonstigen Smart- Techniken. Diese Fragen lauten: 1. Welche Kommunikationstechnik setzt der lokale VNB zur Anbindung der Smart Meter ein? Möchte ich eventuelle dlan- Immissionen aus Nachbarwohnungen auch unterbinden? 2. Wie weit ist die nächste Nachbarwohnung entfernt? 3. Wie sind meine Ansprüche an die Transparenz der Verbrauchsdaten? 4. Soll sich die Verbrauchsdatenerfassung auch auf Wasser / Gas / Fernwärme beziehen? 5. Möchte ich den Komfort und die Energieeinsparungsmöglichkeiten einer Gebäudeautomatisierung nutzen? 6. Möchte ich die Integration von Smart Grid und Smart Home so, dass mein Smart Home autonom die Vorteile von niedrigen Tarifzeiten nutzt? Oder darf der Verteilnetzbetreiber von seinem Smart Grid auf mein Smart Home durchgreifen und in lastschwachen Zeiten meine bereit gehaltenen Großverbraucher einschalten? Oder möchte ich hier keine Automatik? Weiterführende, detaillierte Informationen Die Beantwortung der o.a. Fragen mit allen relevanten Lösungsmöglichkeiten sprengt den Rahmen dieses Zeitschriftenbeitrags bei Weitem. Nun war aber das Thema Smart Metering der Schwerpunkt auf der 7. EMV-Tagung des Berufsverbandes Deutscher Baubiologen VDB e.v. am April 2013 in München. Die im Tagungsband [3] enthaltenen Beiträge stellen die Vorteile und Risiken des Smart Metering im Verbund mit Smart Grid und Smart Home dar und zeigen detailliert Lösungsmöglichkeiten für einen Smart Meter-Einsatz in jedem Haushalt ohne zusätzliche Belastungen durch EMF. Wer sich gezielt für das Thema Smart Metering interessiert, für den sind die betreffenden Beiträge aus dem Tagungsband ausgekoppelt und in einem speziellen Themenband Smart Meter / Smart Grid / Smart Home/Smart Building [4] erhältlich. Literatur und Links [1] [2] [3] Energieversorgung & Mobilfunk ; Tagungsband des Berufsverbandes Deutscher Baubiologen VDB, 2013, siehe Buchbesprechung Seite 62 [4] Smart Meter / Smart Grid / Smart Home/Smart Building; 3. EMV-Themenband des VDB, 2013, siehe Buchbesprechung Seite 62 Dr.-Ing. Martin H. Virnich Mönchengladbach Baubiologe IBN 34 Wohnung + Gesundheit 9/13 - Nr. 148

40 Elektrosmog - Wohngifte - Pilze Internet aus der Steckdose dlan direct LAN / indoor PLC Powerline Communication Das altbekannte, aber heute kaum noch gebräuchliche Prinzip des Babyphons, nämlich die Stromleitungen der elektrischen Hausinstallation zur Informationsübertragung zu nutzen, erlebt seit einigen Jahren eine Renaissance für die Datenübertragung in Computernetzwerken, die als dlan (direct LAN) oder indoor PLC (Powerline Communication) bezeichnet werden. In einer orientierenden Pilotstudie haben Mitglieder der Fachgruppe Physik im Berufsverband Deutscher Baubiologen VDB e.v. untersucht, in welcher Höhe unerwünschte Abstrahlungen des hochfrequenten dlan-datensignals von den Leitungen der Stromversorgung erfolgen. Wie funktioniert dlan? Früher arbeiteten Babyphone nicht wie heute meist üblich per Funk, sondern sie nutzten die Leitungen der Elektroinstallation, um Sprachsignale von einem Raum (Kinderzimmer) in einen anderen (z.b. Wohnzimmer) zu übertragen. Heutzutage ist dieses Übertragungsprinzip für Babyphone unüblich geworden und es dominieren hier fast durchweg Funklösungen. Mit dem Aufkommen von Computernetzwerken und Internetanwendungen in kleineren Büros und in Wohnungen war anfänglich, wenn keine Netzwerkkabel verlegt sind, das funkbasiserte WLAN (Wireless Local Area Network) nahezu selbstverständlich. Infolgedessen werden bei baubiologischen Haus-/Schlafplatzuntersuchungen fast regelmäßig WLAN-Immissionen aus dem eigenen Gerät des Kunden oder aus Nachbarwohnungen festgestellt und fast immer im Standby, d.h. das WLAN wird momentan gar nicht zur Datenübertragung genutzt. Ähnlich wie bei normalen DECT-Schnurlostele- fonen sendet die WLAN-Basis die hier Access Point heißt ständig ein Bereitschaftssignal, das mit einer Frequenz von ca. 10 Hertz periodisch gepulst ist. Aber vor einigen Jahren hat die Industrie das alte Babyphon-Prinzip wiederentdeckt diesmal nicht für die Übertragung von Sprache bzw. Babygeschrei, sondern für die schnelle Datenübertragung und den Internet-/ zugriff per dlan. Es gibt am deutschen Markt mittlerweile ca. zehn verschiedene Hersteller solcher Systeme. Abb. 1 zeigt den prinzipiellen Aufbau eines dlan. Die dort eingezeichnete 230V-Leitung repräsentiert alle Leitungen der elektrischen Hausinstallation. Das dlan-signal kann dementsprechend an jeder beliebigen Steckdose abgegriffen werden. Am dlan-modem können als Endgeräte Notebooks und PCs angeschlossen werden, aber auch netzwerkfähige Drucker, Scanner, Server usw. Mittlerweile gibt es Modems mit integriertem Switch, an denen gleich mehrere Endgeräte angeschlossen werden können. Achtung: Es gibt auch dlan-modems, die zusätzlich ein WLAN- Modul enthalten. Dies ist nicht unbedingt direkt erkenntlich, da die Antenne sich häufig innerhalb des Gehäuses befindet. Hier erfolgt die Verbindung vom dlan-modem zum Endgerät nicht per Kabel, sondern drahtlos per Funk. Damit ist aus Sicht der Immissionsminimierung gegenüber dem Betrieb eines normalen WLAN nichts gewonnen. Vom Betrieb solcher Modems ist daher abzuraten oder es sollte was bei modernen Modems meistens, aber nicht immer möglich ist die WLAN-Funktion durch einen Schalter am Modem oder in der Softwarekonfiguration ausgeschaltet werden. Ein dlan erreicht heutzutage genau so hohe oder sogar höhere Datenraten wie ein WLAN, bei meist höherer Zuverlässigkeit. Die Drahtverbindung über die Leitungen der elektrischen Energieversorgung erweist sich meist als stabiler und zuverlässiger als die Funkschnittstelle. Der Wermutstropfen: Unerwünschte Abstrahlungen Abb. 1: Prinzipielle Konfiguration eines dlan Im Gegensatz zum funkbasierten WLAN erfolgt beim dlan die Übertragung leitungsgebunden. Aus Immissionsgesichtspunkten elektromagnetischer Felder ist dies zunächst einmal positiv. Die Leitungen der elektrischen Hausinstallation wirken aber wie Antennen und strahlen als unerwünschte Nebenwirkung einen Teil der Signalleistung in den 70 Wohnung + Gesundheit 6/12 - Nr. 143

41 Elektrosmog - Wohngifte - Pilze Abb. 2: a) Exemplarisches dlan- Signal in der Spektrumsdarstellung b) Theoretischer Idealverlauf (Frequenzbereich 500 khz - 30 MHz) Raum ab. Wie stark diese Abstrahlungen sind, wurde von den Autoren in einer orientierenden Pilotstudie untersucht. Diese erhebt nicht den Anspruch einer repräsentativen Darstellung, sondern soll ersten Aufschluss über die Signalcharakteristik (gepulst/ungepulst) und die Größenordnung der Immissionen geben. Umfangreichere Untersuchungen unter verschiedenen wohnungstypischen Randbedingungen und mit unterschiedlichen dlan-typen sind geplant. Signalcharakteristik dlan arbeiten mit einem breitbandigen Übertragungsverfahren (OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplexing) im Bereich von ca. 1 MHz bis 30 MHz. Die von ihnen abgestrahlten Hochfrequenz- Emissionen liegen damit in diesem Frequenzbereich. Abb. 2 zeigt in der Spektrumsdarstellung das Signal des bei den Untersuchungen verwendeten dlan-modems (devolo dlan 200 AVeasy), das den Frequenzbereich von ca. 1,5 MHz bis 28 MHz belegt (Kurve a). Die Messung in Abb. 2 erfolgte mittels Spektrumanalysator direkt an der 230V-Steckdose über einen speziellen Auskoppeladapter, der die Netzfrequenz von 50 Hz unterdrückt und nur das hochfrequente dlan-signal passieren lässt. Die vom Modem auf die Netzleitung aufgeprägte Signalspan- Wohnung + Gesundheit 6/12 - Nr. 143 Abb. 3: dlan-signal im Standby, Pulsfrequenz 25 Hz (Zeitskala 130 ms) Abb. 4: dlan-signal mit Datenübertragung (Zeitskala 130 ms) nung wurde zu ca. 3,5 V mit dem Peak-Detector (Spitzenwert) gemessen. Der mit dem RMS-Detector gemessene Effektivwert betrug ca. 1 V. Das Verhältnis von Peak- zu RMS- Wert entspricht 11 Dezibel und stellt einen für das verwendete OFDM- Übertragungsverfahren typischen Wert dar. An einem anderen, älteren Modemtyp des gleichen Herstellers wurden mit ca. 1 V Peak und 0,3 V RMS niedrigere Spannungen gemessen (MicroLink dlan Highspeed 85). Dies macht deutlich, dass man nicht alle Typen über einen Kamm scheren kann, sondern dass unterschiedliche Modemtypen zu unterschiedlich hohen Immissionen führen können. Die Buckel in Abb. 2, Kurve a, und der Abfall des Signals zu höheren Frequenzen hin zeigen deutlich den Einfluss der Netzimpedanz. Bei ideal konstanter Netzimpedanz über den gesamten Frequenzbereich ergäbe sich theoretisch ein Verlauf gemäß Abb. 2, Kurve b. Im Standby-Zustand (also wenn keine Daten übertragen werden) senden die Modems permanent ein Bakensignal aus. Die Höhe der Spannung im Standby und während der Datenübertragung unterscheidet sich nur unwesentlich. Das Standby-Signal ist periodisch gepulst. Die Pulsfrequenz beträgt beim hier verwendeten Typ devolo dlan 200 AVeasy 25 Hz (Abb. 3), beim MicroLink dlan Highspeed 85 nur 0,66 Hz. Während des Datentransfers werden die Informationen in Datenpaketen übertragen (Abb. 4). Hier war keine dominante feste Pulsfrequenz festzustellen. Immissionen Im Frequenzbereich von 1 MHz bis 30 MHz liegen die Wellenlängen bei 300 m bis 10 m. Innerhalb von üblichen Wohnräumen befindet man sich daher immer im so genannten Nahfeld, in dem die elektrische und die magnetische Feldkomponente jeweils für sich gemessen werden muss. Dementsprechend kamen zur Messung der HF-Immissionen eine elektrische und eine magnetische Antenne zum Einsatz. Die Messungen wurden mit den gleichen dlan-modems (devolo dlan 200 AVeasy) in drei verschiedenen Häusern durchgeführt. Die Häuser liegen an der gleichen Straße unmittelbar nebeneinander. Haus Nr. 1 ist in Massivbauweise ausgeführt und verfügt über eine Elektroinstallation mit geschirmten Leitungen. Die beiden übrigen Häuser sind mit konventionellen, nicht geschirmten Elektroinstallationen ausgestattet. Haus Nr. 2 ist ein Massivbau und Haus Nr. 3 ein Holzrahmenbau mit Dielenböden und Holzbalkendecken. Elektrisches und magnetisches Feld des dlan wurden in verschiedenen Abständen von der Zimmerwand gemessen. Die Messpunkte wurden so ausgewählt, dass sich die Antennen in Höhe einer in der Wand verlaufenden 230V-Leitung befanden, an der die dlan-modems angeschlos- 71

42 Elektrosmog - Wohngifte - Pilze Abb. 5: Immissionen des elektrischen dlan-feldes in den drei Häusern Abb. 6: Magnetfeld-Immissionen des dlan in den drei Häusern sen waren. Die dlan-modems wurden somit im gleichen Zimmer betrieben, in dem auch gemessen wurde. Die Messungen erfolgten mit laufendem Datentransfer. Somit wurde der worst case mit den jeweils höchstmöglichen Immissionen abgebildet. Orientierende Tests zeigten, dass sich durch Einschalten oder den zusätzlichen Anschluss von elektrischen Geräten die Magnetfeld- Immissionen verändern können; sie können sowohl höher als auch niedriger werden. Dies lässt sich durch Veränderungen der Netzimpedanz erklären. Die Messergebnisse sind graphisch in Abb. 5 und Abb. 6 zusammengefasst. Sowohl beim elektrischen als auch beim magnetischen Feld zeigen sich deutliche Unterschiede zwischen den verschiedenen Häusern. In Haus Nr. 1, dem Massivbau mit geschirmter Elektroinstallation, sind beide Feldarten am niedrigsten. Beim elektrischen Feld unterscheiden sich die Kurven in allen drei Häusern bei allen Abständen von der Wand. In Haus 1 und Haus 2 (Massivbauten) nimmt das elektrische Feld mit zunehmendem Wandabstand sehr schnell ab, während es in Haus 3 (Holzrahmenbau) nahezu unabhängig von der Entfernung fast gleich groß ist. Ab ca. 20 bis 30 cm Abstand nimmt das E-Feld in allen drei Fällen nicht weiter signifikant ab, sondern ist nahezu konstant. Der teilweise Anstieg in 150 cm Abstand ist darauf zurückzuführen, dass die Messantenne hier schon in den Einwirkungsbereich anderer Leitungen gerät. Beim Magnetfeld ist dagegen in allen drei Fällen die typische Abnahme mit zunehmendem Abstand zu verzeichnen. Ab ca. 30 cm Wandabstand unterscheiden sich die Immissionen in den beiden Häusern mit konventioneller Elektroinstallation nicht mehr. Dagegen liegen die Immissionen in dem Haus mit geschirmter Elektroinstallation bei jedem Abstand deutlich unter denen in den Häusern mit konventioneller Installation. Vergleich von dlan- und WLAN- Immissionen In der folgenden Tab. 1 werden die Immissionen des hier verwendeten dlan den Immissionen eines typischen WLAN Access Point (D-Link DIR-825) in verschiedenen Abständen gegenübergestellt. Beim dlan ist für jeden Abstand der niedrigste und der höchste gemessene Wert angegeben. Beim WLAN liegen alle Immissionen, sowohl beim elektrischen als auch beim magnetischen Feld, deutlich über denen des dlan. Von daher ist das dlan dem WLAN vorzuziehen. Allerdings ist das Ausbreitungsverhalten der dlan- und WLAN-Emissionen unterschiedlich. Während beim WLAN die Feldstärke mit zunehmendem Abstand vom Access Point immer kleiner und durch Wände oder Decken zusätzlich gedämpft wird, fungieren beim dlan alle Leitungen der elektrischen Hausinstallation als Antennen. Aufgrund von Leitungsverlusten der groben, für die Energieübertragung ausgelegten und nicht für eine schnelle Datenübertragung konzipierten Stromleitungen ist auch hier eine Abnahme der Feldstärke mit zunehmendem Abstand vom dlan- 72 Wohnung + Gesundheit 6/12 - Nr. 143

43 Elektrosmog - Wohngifte - Pilze Modem zu erwarten. Wie stark diese Abnahme ist und ob nicht doch bei größeren Entfernungen die dlan- Immissionen die des WLAN übersteigen können, bedarf der weiteren messtechnischen Abklärung. Hierbei ist wiederum zu beachten, dass nicht nur in der Nähe des WLAN Access Point, sondern auch an den WLAN- Endgeräten hohe Feldstärken auftreten. Fazit und erste Schlussfolgerungen Die folgenden Schlüsse basieren auf den hier vorgestellten orientierenden Messergebnissen. Sie sind noch nicht durch umfangreichere Untersuchungen erhärtet und abgesichert, haben daher großenteils eher hypothetischen Charakter und dienen als Arbeitsgrundlage für weitere Untersuchungen. Gebäudespezifische Einflüsse sind offensichtlich gravierend für die Höhe der dlan-immissionen. Die selben dlan-komponenten führen beim Betrieb in verschiedenen Gebäuden zu deutlich unterschiedlichen elektrischen und magnetischen Feldstärken. Durch die Messungen wird bestätigt, dass Nahfeldbedingungen herrschen. Elektrisches und magnetisches Feld verhalten sich prinzipiell wie im Niederfrequenzbereich und zeigen ein unterschiedliches Ausbreitungsverhalten. Offensichtlich koppelt das elektrische Feld stark an Holzwerkstoffe an und wird so in Gebäuden mit Holzbauweise stark verbreitet. Das Magnetfeld erscheint dagegen unabhängig von den verwendeten Baustoffen. Typisch für das elektrische Feld scheint zu sein, dass es ab einem Abstand von ca. 20 bis 30 cm von den Wänden nicht mehr signifikant abnimmt, sondern einen eher diffusen Charakter aufweist und den ganzen Raum nahezu gleichmäßig auszufüllen scheint. Beim Magnetfeld ist dies nicht der Fall. Veränderungen der Netzimpedanz durch Ein- oder Ausschalten von elektrischen Verbrauchern führen zu veränderten Magnetfeldern. Es scheint, als ob eine geschirmte Elektroinstallation einen feldreduzierenden Effekt haben könnte, wenn auch der Schirmfaktor für das elektrische Feld bei weitem nicht so hoch ist wie bei 50 Hz. Dafür scheint aber auch das Magnetfeld reduziert zu werden, was bei 50 Hz nicht der Fall ist. Möglicherweise ist dieser Effekt auf Wirbelströme in der Aluminium-Schirmfolie und die damit verbundene Gegeninduktion zurückzuführen, deren Wirkung mit steigender Frequenz zunimmt. Ob die hier gemessenen niedrigeren Felder tatsächlich auf der Abschirmung beruhen oder andere Ursachen haben, bedarf der weiteren Untersuchung mit höheren Fallzahlen. Im Nahbereich um das dlan-modem bzw. einen WLAN Access Point oder ein WLAN Endgerät sind die WLAN-Immissionen deutlich höher als die des dlan. Hier ist unter Immissionsgesichtspunkten dem dlan der Vorzug zu geben. Ob dies auch in größeren Entfernungen und in anderen Räumen zutrifft, bedarf noch der messtechnischen Untersuchung. Auf jeden Fall sollten unter dem Gesichtspunkt der Expositionsminimierung wo immer möglich kabelgebundene LAN-Netzwerke bevorzugt werden. Erscheint der Einsatz eines dlan oder WLAN unverzichtbar, so sollten die Geräte nur eingeschaltet werden, wenn die Datenübertragung auch tatsächlich benötigt wird. Bei festen Nutzerzeiten kann dies z.b. auch über eine Zeitschaltuhr geschehen. Unnützer Standby-Betrieb sollte vermieden werden. Hinweis zur Datensicherheit Entgegen der oft zu hörenden Behauptung, das dlan-signal könne den Stromzähler nicht passieren und daher nicht in andere Wohnungen gelangen, zeigen Praxiserfahrungen, dass dem nicht unbedingt so ist. Die Hersteller von dlan-komponenten versehen üblicherweise alle ihre Geräte bei der Auslieferung mit dem gleichen Passwort. Nach der Installation eines solchen Systems sollte man aus Gründen der Datensicherheit und des Schutzes vor Fremdzugriff daher zu allererst das Passwort ändern. Verwendete Messgeräte: HF-Spektrumanalysator Rohde & Schwarz FSL 6 (9 khz - 6 GHz), Magnetantenne Schwarzbeck FMZB 1537 (9 khz - 30 MHz), E-Feld-Sonde Schwarzbeck EFS 9218 (9 khz MHz), Breitband-Bikonus-Messantenne Schwarzbeck SBA 9113 B (80 MHz - 3 GHz), Auskoppeladapter Bajog ASK-06 (9 khz - 30 MHz) 1) bei dlan Abstand von der Wand, bei WLAN Abstand vom Access Point 2) E-Feld gemessen 3) H-Feld unter Fernfeldbedingungen aus dem gemessenen E-Feld berechnet Tab. 1: Vergleich von dlan- und WLAN-Immissionen Wohnung + Gesundheit 6/12 - Nr. 143 Dr.-Ing. Martin H. Virnich, Mönchengladbach; Dr.-Ing. Dietrich Moldan, Iphofen; Baubiologen IBN, Berufsverband Deutscher Baubiologen VDB e.v. 73

44 Elektrosmog - Wohngifte - Pilze Notebooks Elektrische und magnetische Felder Notebooks gehören heute zum beruflichen und privaten Alltag wie selbstverständlich dazu. Der Kundendienstmonteur, der ins Haus kommt, um die defekte Waschmaschine zu reparieren, hat sein Notebook mit den Diagnoseprogrammen genau so selbstverständlich dabei wie der Geschäftsmann im ICE, der die Zeit der Bahnfahrt für die Erledigung beruflicher Aufgaben nutzt. Aber auch für viele baubiologische Messtechniker ist das Notebook mittlerweile zum wichtigen Mess-Hilfsmittel geworden. Im Rahmen eines baubiologischen Seminars bot sich die Möglichkeit, über 20 verschiedene Notebooks der Teilnehmer einmal hinsichtlich ihrer Emissionen von elektrischen und magnetischen Wechselfeldern gemäß TCO zu untersuchen. Im Rahmen des Iphöfer Messtechnik-Seminars Feldmessungen an Büroarbeitsplätzen vom 8. Oktober 2006 wurden unter anderem auch Messungen gemäß der schwedischen TCO-Norm für Computermonitore geübt und durchgeführt. Hierbei bot sich die einmalige Chance, die Emissionen der Bildschirme von Notebooks zu untersuchen. Da jeder der Teilnehmer über ein mitgebrachtes Notebook verfügte, konnten mehr als zwanzig unterschiedliche Geräte in den Vergleich einbezogen werden. Ein Resümee der dabei gewonnenen prinzipiellen Erkenntnisse wird im Folgenden vorgestellt. Magnetische Wechselfelder Die gemessenen magnetischen Wechselfelder betragen je nach Notebook- Typ zwischen 16 und 70 Nanotesla (nt) bei Netzteilbetrieb, mit der Mehrzahl unter 50 nt. Das Netzteil befand sich bei allen Messungen weit vom Notebook entfernt, so dass sein unmittelbarer Einfluss nicht mit erfasst wurde. Die Magnetfeld-Emissionen liegen allesamt deutlich unter dem Richtwert der TCO-Norm von 200 nt für das Frequenzband von 5 Hertz (Hz) bis 2 Kilohertz (khz). Interessant ist, dass bei einigen Notebooks die Magnetfelder leicht ansteigen, wenn sie mit Netzanschluss betrieben werden, bei anderen dagegen leicht absinken. Diese Effekte waren zwar deutlich zu registrieren, sind jedoch aufgrund der insgesamt sehr niedrigen Emissionen nicht von Relevanz. Elektrische Wechselfelder Die TCO-Richtwerte für elektrische Wechselfelder im Frequenzband von 5 Hz bis 2 khz liegen bei 10 Volt pro Meter (V/m). Ganz wesentlichen Einfluss auf die Stärke der elektrischen Wechselfelder hat bei Netzteilbetrieb die Art des Netzsteckers, mit dem das Netzteil ausgestattet ist. Beim Stecker mit Schutzkontakt ( Schukostecker ) liegen die Immissionen typischerweise zwischen 0,5 und 1,1 V/m. Bei Umpolen des Netzsteckers in der Steckdose sind keine signifikanten Änderungen zu verzeichnen; die Einsteckrichtung des Netzsteckers spielt somit keine Rolle. Werden die Notebooks ohne Netzteil betrieben, so erhöht sich die elektrische Feldstärke auf Werte zwischen ca. 3 und 35 V/m. Über den Schutzkontakt des Netzteilkabels wird offensichtlich eine Erdung des Notebooks bewirkt, die zu einer Reduzierung der elektrischen Feldemissionen führt. Insofern ist der Betrieb von Notebooks, deren Netzteil über einen Schukostecker verfügt, mit angeschlossenem Netzteil empfehlenswert. Beim zweipoligen, flachen Netzstecker ohne Schutzkontakt ( Euro- Flachstecker ) zeigen sich dagegen völlig andere Verhältnisse. Hier liegen die gemessenen elektrischen Messaufbau mit den Messgeräten für magnetische (links) und elektrische (rechts) Wechselfelder Feldstärken zwischen ca. 400 und 625 V/m - relativ unabhängig davon, wie herum der Netzstecker in der Steckdose sitzt. Wird das Notebook ohne Netzteil betrieben, so reduzieren sich die Felder auch hier auf 3 bis 35 V/m. Beim Kauf eines Notebooks sollte man also unbedingt darauf achten, dass das Netzteilkabel über einen Schukostecker verfügt. Bei einem unlängst auf den Markt gebrachten Notebook eines großen Discounters ist das Netzteil mit einem Schalter ausgerüstet. Da das Netzkabel des Netzteils mit einem zweipoligen Flachstecker ausgestattet ist, sind die gemessenen 540 V/m bei eingeschaltetem Netzteil nicht verwunderlich. Institut für Baubiologie IBN Wohnung + Gesundheit 3/07 - Nr. 122

45 Elektrosmog - Wohngifte - Pilze Exemplarische Beispiele für die Spektren der elektrischen Wechselfelder von zwei verschiedenen Notebooks Bei ausgeschaltetem Netzteil reduziert sich die Feldstärke auf 5,5 V/m - allerdings nur bei einer der beiden möglichen Positionen des Netzsteckers in der Steckdose. Umgepolt erreicht die Feldstärke den im gesamten untersuchten Feld einmaligen Spitzenwert von 990 V/m. In dieser Position wird der Neutralleiter und nicht der spannungsführende Phasenleiter geschaltet, da offensichtlich nur ein einpoliger Schalter eingebaut ist. Oberschwingungen Verwendete Literatur: Seminarprogramm.htm Virnich, Martin H.: WLAN - Das drahtlose Überallnetzwerk; elektrosmog-wlan.pdf So komplexe elektronische Geräte wie Notebooks erzeugen nicht nur Felder auf einer Frequenz, sondern in einem breiteren Spektrum. Das Spektrum der elektrischen Wechselfelder wurde über die TCO- Feldsonde aufgenommen und mit einem Spektrumanalyseprogramm (FFT: Fast Fourier Transformation) auf einem Mess-Notebook analysiert. Die grafische Darstellung erfolgt dabei einmal als Spektrum und einmal als so genanntes Wasserfalldiagramm. Das Wasserfalldiagramm zeigt den Frequenzund den Zeitverlauf eines Signals in einer gemeinsamen Darstellung. Wie aus den hier vorgestellten Beispielen deutlich wird, sind die Spektralanteile verschiedener Notebooks durchaus unterschiedlich und reichen bis in den Kilohertz-Bereich. Zusätzliche Betrachtung: Hochfrequenz Alle neueren Notebooks sind mit einem WLAN-Modul (Wireless Local Area Network) ausgerüstet. Hiermit ist es möglich, über einen so genannten Access Point im eigenen Büro oder an den mittlerweile fast überall anzutreffenden Hot Spots in Hotels, Cafés usw. drahtlos im Internet zu surfen sowie s zu versenden und zu empfangen. Leider sind die WLAN Access Points - wie jede richtige Basisstation der digitalen mobilen Funktechniken - Dauersender, die ständig ein Bereitschaftssignal aussenden, auch wenn gar keine Daten übertragen werden. Und auch die Mobiles, die Notebooks mit den eingebauten WLAN- Modulen, senden meist ständig bzw. nur mit kurzen Pausen, da sie permanent nach einem Access Point suchen. Im Auslieferzustand ist das WLAN- Modul üblicherweise aktiviert. Man muss es also explizit abschalten. Dies geschieht entweder über eine eigene Taste am Notebook-Gehäuse oder über ein Software-Menü gemäß Bedienungsanleitung. Dr.-Ing. Martin H. Virnich, Mönchengladbach Dr.-Ing. Dietrich Moldan, Iphofen Baubiologen IBN, Berufsverband Deutscher Baubiologen VDB e.v Randbedingungen der Messung und verwendete Messgeräte Es wurden die elektrischen und magnetischen Wechselfelder breitbandig in einem Frequenzbereich von 5 Hertz bis 400 Kilohertz gemessen. Dieser umfasst sowohl das Band I (5 Hz - 2 khz) als auch das Band II (2 khz khz) gemäß TCO. Der Messabstand zwischen Notebook-Display und elektrischer bzw. magnetischer Feldsonde betrug 30 cm. Die Hintergrundimmissionen betrugen weniger als 15 nt und 0,5 V/m. Verwendete Messgeräte: ETC 3951A (TCO-Tellersonde von Gigahertz Solutions) für das elektrische Feld, ESM 100 (Maschek) für das magnetische Feld. Bei der Magnetfeldsonde handelt es sich um eine isotrope, d.h. dreidimensional und richtungsunabhängig messende Sonde. Sie erfasst daher nicht nur die vom Display abgestrahlten Magnetfelder, sondern sämtliche vom Notebook emittierten magnetischen Wechselfelder, also auch die von der Tastatur und der sonstigen Elektronik stammenden. Im Gegensatz dazu handelt es sich bei der TCO-Tellersonde für die elektrischen Felder um eine gerichtete, nur eindimensional messende Sonde. Diese erfasst nur die vom gegenüberliegenden Display emittierten elektrischen Felder, nicht die von senkrecht dazu liegenden Komponenten, wie z. B. der Tastatur. Institut für Baubiologie IBN Wohnung + Gesundheit 3/07 - Nr. 122

46 Artikel aus Wohnung + Gesundheit Nr. 146/2013 IBN - Institut für Baubiologie + Ökologie, D Neubeuern Rauch und Schall: Funkbasierte Rauchmelder Funk-Smog statt Brand-Smoke? Rauchwarnmelder können Leben retten. Die frühzeitige Abgabe eines lautstarken akustischen Warnsignals weist bei Rauchentwicklung auf einen möglicherweise lebensgefährlichen Brandherd hin. In den meisten Bundesländern sind bereits jetzt oder werden in nächster Zeit Rauchwarnmelder auch in Privatwohnungen Pflicht. Zur Installation gibt es mehrere verschiedene Konzepte; u.a. werden auch Rauchwarnmelder angeboten, die über Funk miteinander vernetzt sind. Handelt man sich hier für die höhere Sicherheit im Rauchfall vielleicht permanenten Elektro-Funksmog ein? Rauchwarnmelder: Wo? Wann? Wer? Rauchwarnmelder sind zurzeit in 12 der 16 Bundesländer für Privatwohnungen gesetzlich vorgeschrieben, teilweise mit unterschiedlichen Übergangsregelungen für Bestandswohnungen (s. Tabelle). Einheitlich ist jeweils mindestens ein Rauchwarnmelder Pflicht in Schlaf- und Kinderzimmern sowie in Fluren, über die Rettungswege von Aufenthaltsräumen führen. Für die Montage verantwortlich ist fast immer der Eigentümer der Wohnung; für die meist jährliche Wartung je nach Bundesland entweder der Eigentümer oder der Besitzer, bei Mietwohnungen der Mieter. Drei Installationskonzepte Bei der Auswahl und Installation von Rauchwarnmeldern können im Prinzip drei unterschiedliche Konzepte verfolgt werden (Bild 1): 1) Stand-Alone-Rauchwarnmelder: Hier handelt es sich um Einzelgeräte, die unabhängig voneinander installiert und betrieben werden. Sie sind ausreichend für kleinere Wohnungen und Appartements, wo man das akustische Alarmsignal überall hören kann. Die Batterielebensdauer beträgt je nach Modell mehrere (bis zu zehn) Jahre. Dies ist die einfachste und preiswerteste Lösung. Allerdings sollte man auch hier Wert auf Qualität legen, denn der Markt ist voll mit Billigangeboten, die häufig Rauch erst spät erkennen oder zu Fehlalarmen neigen. 2) Per Leitung vernetzte Rauchwarnmelder: Hier bilden mehrere Rauchwarnmelder ein drahtgebundenes Netzwerk. Wenn ein Melder Alarm auslöst, so geben auch die übrigen ein lautstarkes Signal ab, so dass in allen Räumen alarmiert wird, in denen ein Rauchwarnmelder installiert ist. In einer Zentrale kann die den Alarm auslösende Stelle lokalisiert werden. Hier kann zusätzlich ein laut- Quelle: alle Angaben ohne Gewähr starker akustischer oder auch ein optischer Alarm ausgelöst werden. Diese Lösung erhöht auch in größeren Wohnungen, die sich möglicherweise über mehrere Etagen erstrecken, die Sicherheit, dass der Alarm überall gehört wird. Denn mit Stand- Alone-Geräten kann es passieren, dass z.b. das im Schlafzimmer befindliche Gerät bei Alarm in weiter entfernten Aufenthaltsräumen nicht gehört wird. Das vernetzte Konzept lässt auch die Einrichtung einer Brandmeldezentrale (BMZ) zu, wo der Alarm sofort zur Feuerwehr weitergeleitet wird. 3) Funknetzwerke: Mehrere Rauchwarnmelder kommunizieren miteinander per Funkübertragung. Im Alarmfall geben alle Geräte ein Warnsignal ab. Wichtig ist für die Lokalisation des Rauchortes, dass entweder das den Alarm auslösende Gerät einen anderen Ton abgibt als die übrigen, oder dass auf Tastendruck an einem beliebigen Melder alle übrigen das akustische Alarmsignal abschalten und nur das Gerät am Rauchort weitertönt. Ebenso wie die leitungsvernetzten Melder muss auch das Funknetzwerk eigensicher sein, d.h. im Falle eines Fehlers muss dieser entdeckt und signalisiert werden; er darf nicht unentdeckt bleiben und im Ernstfall zum Versagen der Alarmierung führen. Bei fest verdrahteten Netzwerken löst man diese Aufgabe dadurch, dass nicht etwa im Alarmfall ein Schalter geschlossen wird. Sondern im Normalfall ist ein Schalter stän- 34 Wohnung + Gesundheit 3/13 - Nr. 146

47 Elektrosmog - Wohngifte - Pilze Drei Konzepte für Rauchwarnmelder diges Hochfrequenzsignal abstrahlt, das in 1 m Entfernung eine Strahlungsdichte von ca µw/m² aufweist, integriert über den Frequenzbereich von 100 MHz MHz. Ärgerlich ist aber auf jeden Fall die Falschaussage im Werbetext, die das Bemühen des Kunden um eine immissionsminimierte Lösung nicht wirklich ernst nimmt. Messaktion des VDB für mehr Transparenz Um zu überprüfen, ob die Herstelleraussage auch tatsächlich stimmt, wurde ein Netzwerk von 4 Rauchwarnmeldern (Hekatron Genius Hx mit Funkmodul Pro) aufgebaut. Die Messung erfolgte mittels Spektrumanalyse auf der Sendefrequenz der Funkmodule von 868,3 MHz. Dabei war ein Funkrauchwarnmelder in einem Meter Entfernung vor der Messantenne platziert; die übrigen drei Melder befanden sich weiter entfernt in Nachbarräumen. Bei der Messung zeigte sich, dass entgegen der Prospektangabe die Rauchwarnmelder stündlich einen Funkimpuls aussenden und nicht nur alle 24 Stunden. Die Impulslänge beträgt 20 Millisekunden, die Intensität (Strahlungsdichte) in 1 m Entfernung beträgt ca. 200 µw/m² (Mikrowatt pro Quadratmeter) resp. die elektrische Feldstärke ca. 300 mv/m (Millivolt pro Meter). Die Strahlungsdichten der weiter entfernten übrigen drei Melder liegen wesentlich niedriger bei 0,2 µw/m² resp. die Feldstärken bei ca. 10 mv/m. Zum Vergleich sei angemerkt, dass ein konventioneller Lichtschalter beim Einschalten einer Glühlampe durch Funkenbildung ein breitbana) Stand Alone-Melder b) Leitungsvernetzte Melder c) Melder im Funknetzwerk dig geschlossen, es fließt ein Strom, der die fehlerfreie Betriebsbereitschaft signalisiert. Im Alarmfall wird der Schalter geöffnet, der Kontrollstrom wird unterbrochen und der Alarm ausgelöst. Fällt ein Gerät aus oder wird eine Netzwerkleitung unterbrochen, so wird dies sofort erkannt und führt ebenfalls zu einer entsprechenden Alarmmeldung. Bei Funklösungen würde dies bedeuten, dass ständig ein Überwachungssignal gesendet wird, das die Betriebsbereitschaft der Geräte und des Netzwerks kontrolliert. Dies würde zu einer permanenten hochfrequenten Immission in den Wohnräumen führen und die Lebensdauer der Batterien erheblich verringern. Daher wird kein permanentes Funksignal gesendet, sondern nur in größeren zeitlichen Abständen. So heißt es z.b. im Prospekt des renommierten Herstellers Hekatron: Es werden nur Funksignale im tatsächlichen Ereignisfall gesendet. Ansonsten keine Funkstrahlung und Die Funkstreckenüberwachung überprüft täglich, ob alle miteinander vernetzten Funk- Rauchwarnmelder noch vollständig vorhanden sind. Abgesehen davon, dass die zweite Aussage der ersten widerspricht, dürften die Funkmodule nur einmal in 24 Stunden ein hochfrequentes Signal aussenden. Wohnung + Gesundheit 3/13 - Nr. 146 Der Test Aufgrund der Erfahrungen mit diesem Rauchwarnmelder-Modell führt der Berufsverband Deutscher Baubiologen VDB e.v. nun eine Messaktion durch, in der weitere Modelle untersucht werden sollen. Die Leser von W+G können ihre Melder zur kostenlosen Untersuchung an den Autor einsenden; benötigt werden jeweils 3-4 Stück eines Typs, um ein Funknetzwerk aufbauen zu können. Dies können bereits installierte Funkrauchwarnmelder sein, die Sie für die Untersuchung vorübergehend demontieren. Falls eine Installation erst geplant ist, sollten Sie 3-4 Musterstücke unter dem Vorbehalt erwerben, dass die Messergebnisse die Herstellerangaben zur Funkhäufigkeit tatsächlich bestätigen. Die Geräte senden Sie bitte nur nach vorheriger Kontaktaufnahme und Absprache per ein: kontakt@baubiologie-virnich.de. Die Untersuchungsergebnisse werden in einer zukünftigen Ausgabe von W+G veröffentlicht. Dr.-Ing. Martin H. Virnich Baubiologe IBN Mönchengladbach Weitere Infos : Tel