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

VIRNICH, MARTIN

VIRNICH, MARTIN

‣ Vortrag 2013

Der Elektro- und Gebäudetechniker

Hüthig & Pflaum VerlagMünchen/Heidelbergwww.de-online.info

Sonderdruck aus »de« 11/2005

Achtung, Abschirmdecke:Entspannt ist nicht entfeldet

Das Buch zum Thema:»Schauer/Virnich, Baubiologische Elektrotechnik«

Weitere Informationenzur Baubiologie:www.baubiologie.netwww.baubiologie.de

2 de Sonderdruck

Gebäude t echnik

M. H. Virnich, M. Schauer

Baubiologische Elektroinstallation –ein Markt mit Zukunft. Allerdingstummeln sich auf diesem Feld auchviele Scharlatane, die schnell diegesamte Branche in Verruf bringenkönnen. Wir zeigen exemplarisch auf,was es mit den so genannten Ab-schirmdecken auf sich hat.

Abschirmdecke erden, und schonkönnen Sie entspannen – um mitsolchen oder ähnlichen frohen

Botschaften konfrontiert zu werden,muss man sich heutzutage nicht mehrauf die große Butterfahrt machen. Inter-net und Produktwerbung von Bettwa-renherstellern bringen sie einem direktins elektrosmogverseuchte Haus. DieRede ist von Abschirmdecken und -mat-ten. Sie sollen die Elektrosmoggefahr imheimischen Bett bannen und für einedrastische Verbesserung der Schlafqua-lität sorgen. Als Beweis für die physikali-sche Wirksamkeit der Abschirmunggegen niederfrequente elektrische Wech-selfelder wird die Messung der sogenannten Körperspannung angeführt.Denn die Spannung, die man gegen Erd-potential an einer Person misst, welcheauf oder unter einer solchen elektrischleitfähigen und geerdeten Decke bzw.Matte liegt, reduziert sich deutlich.

Mit dem Slogan »Geborgenheit undVertrauen« wirbt z. B. ein Hersteller fürsein Produkt. Nach dem Prinzip »Kriti-sche Prüfung, Kontrolle und Wissen,was tatsächlich passiert« sollen im fol-genden Beitrag die Abschirmproduktefür das Bett näher unter die Lupegenommen werden.

Die Werbung und auch gerne vorge-zeigte Gutachten einer internationalenForschungsgesellschaft nennen die Re-duzierung der Körperspannung (auch

als kapazitive Körperankopplung be-zeichnet) als das alleinige Kriterium fürdie Wirksamkeit der Maßnahme. Sie set-zen diese Reduzierung direkt mit einerVerbesserung der Schlafqualität gleich.Das suggeriert dem potenziellen, ge-sundheitsbewussten Käufer, dass sich beiVerwendung der Abschirmdecke bzw. -matte das von den Installationen, Lei-tungen und Geräten der elektrischenEnergieversorgung ausgehende, nieder-frequente elektrische Wechselfeld amSchlafplatz ebenfalls verringert.

Interessant ist, dass viele Anbietereine solche Feldreduzierung früher häu-fig explizit behaupteten, während sie injüngerer Zeit meist nur die Reduzierungder Körperspannung erwähnen. ObAnbieter und »Gutachter« inzwischengemerkt haben, dass sie sich auf dünnemEis bewegen?

Der »kleine Unterschied«zwischen elektrischer Spannungund Feldstärke

In den folgenden Ausführungen wirdgezeigt, dass die pauschale Gleichset-zung einer Körperspannungsreduzie-rung mit der Reduzierung des elektri-schen Wechselfeldes nicht zulässig istund zu völlig falschen Schlüssen über dieQualität einer Schlafplatz-»Sanierung«führen kann.

Elektrische Wechselfelder gehen vonallen unter Wechselspannung stehendenelektrischen Leitungen und Geräten aus.Im Falle der üblichen Energieversorgunghat diese Wechselspannung auf demAußenleiter eine Höhe von 230 V gegenErdpotential und eine Frequenz von50 Hz. Da die Spannungsquelle beimEnergieversorger mit dem Erdpotentialverbunden ist, breitet sich das elektrischeFeld vom spannungsführenden Leiterbzw. Gerät in Richtung Erdpotential aus.

Dieses Erdpotential befindet sich –wie der Name sagt – am Erdboden, aberauch auf allen mit der Erde elektrischleitfähig verbundenen Gegenständen,die gezielt oder auch ungewollt an diesesErdpotential angeschlossen sind. Gezieltwird dies z. B. im Rahmen der Elektro-anlage eines Gebäudes als Potentialaus-gleich durchgeführt, der die Entstehungvon unzulässig hohen Berührungsspan-

nungen verhindern soll. Aber auchAbschirmungen zur Reduzierung nieder-oder hochfrequenter Felder muss man inden Potentialausgleich einbeziehen.

Die Höhe des sich im Raum ausbil-denden elektrischen Feldes hängt ab • von der Höhe der Spannung und • von der Entfernung zwischen dem

spannungsführenden Leiter/Gerät(Feldquelle) und den Gegenständenoder Flächen, die auf Erdpotential lie-gen (Feldsenken).

Je höher die Spannung, desto höher dieelektrische Feldstärke. Und je weiterFeldquelle und Feldsenke auseinanderliegen, um so niedriger ist die elektrischeFeldstärke. Bringt man einen elektrischleitfähigen Körper in das Feld ein (dieskann z. B. auch der Körper einer Personsein, der aufgrund seines hohen Wasser-gehaltes sehr gut leitfähig ist), so koppeltdieser Körper an das elektrische Feld anund nimmt ein von seiner Lage im Raumabhängiges Potential bzw. – wenn mangegen das Erdpotential der Feldsenkemisst – eine entsprechende Spannung an:Die Körperspannung (Bild 1). Befindetsich der Körper in der Nähe der Feld-quelle, so misst man eine hohe Körper-spannung. Befindet er sich dagegen inder Nähe der Feldsenke, so misst maneine niedrige Körperspannung. Direktauf der geerdeten Fläche ist die Span-nung gleich Null. (Bei diesen angestell-ten Betrachtungen wurde die elektrischeFeldstärke nicht verändert.)

Im homogenen Feld eines Platten-kondensators ist das elektrische Feld anallen Punkten des Raumes gleich groß.Das Potential bzw. die Spannung durch-läuft aber in Abhängigkeit vom Abstandvon der geerdeten Platte alle Werte von

Achtung, Abschirmdecke:Entspannt ist nicht entfeldet

Dr.-Ing. Martin H. Virnich, Ingenieurbürofür Baubiologie und Umweltmesstechnik,Mönchengladbach;Elektromeister Martin Schauer, Umwelt-messtechnik und Elektrotechnik, Würz-burg

Bild 1: Körperspannungsmessung gegenErdpotential mittels Digitalmultimeter

Null bis zum maximalen Potential derangelegten Spannung. Allgemein gesagt,stellt die elektrische Feldstärke die räum-liche Änderung des Potentials dar, alsodas Potentialgefälle im Raum.

Messung elektrischer Felder

Das potentialfreie Messverfahren be-nutzt man zur Messung elektrischerFeldimmissionen, die aus verschiedenenQuellen stammen können und derenZusammensetzung aus diesen Quellenunbekannt ist. Hier misst eine dreidi-mensionale, isotrope Feldsonde daselektrische Feld so, dass es durch denMessvorgang nicht beeinflusst wird(Bild 2). Dieses Verfahren erfasst beiVergleichsmessungen sowohl Verände-rungen an der Feldquelle richtig (z. B.Erhöhung der Spannung) als auch Ver-änderungen an der Feldsenke (z. B.räumliche Verschiebung der Orte desErdpotentials durch Einbringen großer,geerdeter Flächen).

Nicht geeignet zur Erfassung von Ver-änderungen an der Feldsenke sind erd-potentialbezogene Messverfahren, undzwar wegen ihres Erdpotentialbezugs.

Abschirmung elektrischer Felder

Zur Abschirmung externer elektrischerWechselfelder benötigt man ein leitfähi-ges Material:

• Entweder als komplett geschlosseneHülle (so genannter Faradayscher Kä-fig). Hier ist das Innere des »Käfigs«feldfrei – auch ohne Erdung.

• Ist die Hülle nicht komplett geschlos-sen, sondern werden nur einzelne Flä-chen abgeschirmt, so müssen dieAbschirmflächen geerdet werden. Nunbaut sich das elektrische Feld zwischender Quelle und diesen Flächen alsFeldsenke auf. Der hinter einerAbschirmfläche befindliche Raum istdann feldfrei – allerdings nur, wennsich dort keine Feldquelle befindet.

Abschirmung am Schlafplatz

Betrachten wir nun exemplarisch die Ver-hältnisse an einem Schlafplatz. Ob eine

elektrisch leitfähige und geerdete Deckebzw. Matte einen Abschirmeffekt erzieltoder nicht – oder ob sie ggf. sogar eineErhöhung der elektrischen Feldstärkeprovoziert – hängt ab von der relativenLage von Feldquelle, Person und Feldsen-ke (geerdete Decke/Matte) zueinander.

Das Bild 3a zeigt den Fall, dass sichdie Feldquelle unterhalb des Bettesbefindet. Oberhalb und unterhalb derim Bett liegenden Person lässt sich durchMessung eine elektrische Feldstärkenachweisen (Eu1 unterhalb der Person,Eo1 oberhalb der Person). Ein an denKörper der Person angeschlossenes Digi-talmultimeter zeigt gegen Erdpotentialeine Körperspannung Uk1 an.

Wird nun, wie in Bild 3b, unter denKörper der Person eine leitfähige Matte

Bild 2: Potentialfreie, dreidimensionale E-Feldsonden, aufgrund ihrer Form auch als »Würfel-sonden« bezeichnet; der Anschluss an die Auswerte- und Anzeigeeinheit erfolgt über einemehrere Meter lange Glasfaserleitung, um das Feld nicht durch eine metallene Leitung zustören – hiermit lässt sich das elektrische Feld in jeder Situation korrekt messen

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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

Gebäude t echnik

de Sonderdruck 3

4 de Sonderdruck

Gebäude t echnik

eingebracht und diese geerdet, so ist der Raum oberhalb derMatte und damit der Raumbereich, in dem die Person liegt,– zumindest im theoretischen Idealfall – feldfrei (Eo2 = 0).Unterhalb der Matte steigt die Feldstärke nun gegenüberBild 3a an, da die geerdete Matte den Abstand zwischenFeldquelle und Erdpotential verkürzt. Die Körperspannungsinkt – idealerweise – auf Null oder in der Praxis auf einenWert nahe Null, da der Körper sich nun in unmittelbarerNähe zu einer Fläche befindet, die auf Erdpotential liegt unddas Körperpotential damit auch in Richtung Null »gezogen«wird. In diesem Fall kann man von einer erfolgreichen Maß-nahme sprechen, wie die Feldstärkemessung beweist. DieseAussage scheint auch von der Körperspannungsmessunggestützt zu werden.

In Bild 3c befindet sich die Feldquelle nun oberhalb desBettes. Hier misst man ober- und unterhalb der Person einelektrisches Feld (Eo3 bzw. Eu3), ebenso wie eine Körper-spannung Uk3.

Wird nun gemäß Bild 3d wieder die geerdete »Abschirm-matte« unter der Person eingebracht, so stellt man fest, dasssie hier die »falsche Seite« abschirmt. Der Bereich unterhalbdes Bettes ist zwar nun feldfrei. Doch in dem Bereich, in demdie Person liegt, steigt die Feldstärke an! Hier ist die »Ab-schirmdecke« contraindiziert und führt zu einer Verschlim-merung der Feldsituation! Eine Körperspannungsmessungzeigt aber das gleiche Ergebnis wie in Bild 3b, da sie nur aufdas Potential reagiert, das in beiden Fällen gleich ist.

Fazit

Setzt man Abschirmdecken oder -matten einfach auf Ver-dacht ein, ohne die konkret vorliegende Feldsituation mittelseines geeigneten Messverfahrens untersucht zu haben,besteht ein hohes Risiko, die Feldsituation nicht zu verbes-sern, sondern sie zu verschlechtern und die Feldbelastung amSchlafplatz zu erhöhen.

Die Körperspannungsmessung eignet sich nicht dazu,Veränderungen der Feldsituation durch das Einbringen vongeerdeten leitfähigen Flächen in das Feld korrekt zu erfassen– ebenso wie andere erdpotentialbezogene Feldmessverfah-ren. Die Anwendung dieser Verfahren im hier besprochenenEinsatzfall ist als grober Kunstfehler zu betrachten. DieReduzierung der Körperspannung stellt keinen eindeutigenIndikator für eine Reduzierung des elektrischen Feldes dar.

Darüber hinaus kann die Verwendung einer elektrischleitfähigen und geerdeten Abschirmdecke bzw. -matte u. U.eine erhebliche Gefahr für die im Bett liegende Person dar-stellen. So kann in einer veralteten Elektroanlage (TN-C-System, »klassische Nullung« in der Steckdose) bei einemPEN-Leiterbruch (PEN: Gemeinsamer Schutzleiter (PE) undRückleiter (N)) eine tödliche Berührungsspannung entste-hen, wenn die im Bett liegende Person gleichzeitig mit dergeerdeten Abschirmmatte und dem metallischen Gehäusez. B. einer Nachttischleuchte in Kontakt ist, das mit demSchutzleiter des Netzanschlusskabels verbunden ist (Schutz-klasse I, Schutzerdung des Gehäuses). Den Einsatz von geer-deten Abschirmdecken sollte sich jeder Kunde daher auchaus diesem Grund wohl überlegen. Die Erdung von Abschir-mungen jeglicher Art darf nur von erfahrenen Elektrofach-leuten durchgeführt werden. Unter dem Gesichtspunkt dermöglichen erheblichen Gefährdung sollte die Elektroanlageauf jeden Fall mit einer Fehlerstromschutzeinrichtung (Aus-lösestrom 30 mA) ausgestattet sein. ■

Elektroinstallation

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€ 48,– inkl. MwSt., zzgl. VersandkostenISBN 3-8101-0167-2

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Martin Schauer/Dr. Martin VirnichBaubiologischeElektrotechnikGrundlagen, Feldmesstechnik und Praxisder Feldreduzierung2005. 350 Seiten. Kartoniert.€ 48,– ISBN 3-8101-0167-2Das Buch befasst sich zum einen mit derPlanung und Realisierung emissions-reduzierter Elektroinstallationen in Neu-und Altbauten sowie zum anderen mit derMinimierung nieder- und hochfrequenterFeldimmissionen von gebäudeextern be-triebenen Anlagen. Detailliert werdenLösungskonzepte für viele individuelle An-forderungen aus der Praxis vorgestellt – von großflächigen Abschirm-maßnahmen bis hin zum Einsatz moderner Gebäudesystemtechnik.Das Buch gibt zudem Antworten auf die in den letzten Jahren verstärkt disku-tierten, speziellen Fragestellungen im Hinblick auf den Personen- undSachschutz bei baubiologisch orientierten Installationen und Abschirm-maßnahmen.Die Vermittlung fundierter, praxisorientierter Feldmesstechnik auf wissen-schaftlicher Basis ist ein weiterer wichtiger Aspekt des Buches. Die Grundla-gen 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, grei-fen auf viele Erfahrungen aus ihrer eigenen Praxis zurück.

NEU

Schnurlostelefone: DECT „zero” – Strahlungsfrei im Standby Seite 1 http://www.baubiologie-virnich.de/pdf/DECT_zero.pdf

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 Basis-station ganz abgeschaltet wird – sozusagen DECT „zero“ im Standby.

Grundsätzliche Funktionsweise von DECT-Schnurlostelefonen Gemäß dem technischen Standard für DECT-Schnurlostelefone (Digital Enhanced Cordless Tele-communications) sendet die Basisstation permanent mit der gleichen Spitzenleistung (Peak), unab-hängig 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 be-stimmten Faktor abgesenkt. Dieser Faktor liegt je nach Modell zwischen 100.000 (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 zufrie-denstellend, 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“, dauer-sendenden 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 Funkti-on 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 Ba-sisstation passenden Original-Mobilteile verwendet werden.

Schnurlostelefone: DECT „zero” – Strahlungsfrei im Standby Seite 2 http://www.baubiologie-virnich.de/pdf/DECT_zero.pdf

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.:

www.strahlungsarme-telefone.esnord.de/Warum-wir-die-Geschaeftsbeziehung-zur-Orchid-endgueltig-beenden:_:68.html

7) Basisstation mit zusätzlicher Bluetooth-Funkschnittstelle; es sollte darauf geachtet wer-den, dass diese deaktiviert ist!

Anbieter Typ D, T, Q Integr. AB Max. M TAE / ISDN Modus EOLE 1400 EOLE 1405 X EOLE 1420 (Duo) D EOLE 1425 (Duo) D X EOLE 1430 (Trio) T EOLE 1435 (Trio) T X EOLE 1440 (Quattro) Q EOLE 1445 (Quattro) Q X EOLE 1600 EOLE 1605 X EOLE 1620 (Duo) D EOLE 1625 (Duo) D X EOLE 1630 (Trio) T EOLE 1635 (Trio) T X EOLE 1800 B 3) EOLE 1805 B 3) X EOLE 1820 B (Duo) 3) D

AEG

EOLE 1825 B (Duo) 3) D X

5 TAE ECO Logic Voll-ECO

Sinus 103 D1) Sinus A 103 X

5

Sinus PA 103 plus 1 2) D1) X 4 Sinus 302 D1) Sinus A 302 X Sinus 502 D1) Sinus A 502 X

5

Easy CA 22 3) X 1 Easy C 32 T1) Easy CA 32 D1) X

5

TAE

Sinus 302 i Sinus A 502 i X

6 ISDN

Full ECO Mode

Sinus 205 Sinus A 205 X Sinus A 205 Comfort 3) X

5

Sinus PA 205 plus 1 2) X 4 Sinus 405 Sinus A 405 X Sinus 605 Sinus A 605 X

5

Full ECO Mode Plus

Deutsche Telekom

(Hersteller: vtech 5))

Sinus A 806 7) X 4

TAE

Blue ECO Mode

Schnurlostelefone: DECT „zero” – Strahlungsfrei im Standby Seite 3 http://www.baubiologie-virnich.de/pdf/DECT_zero.pdf

Anbieter Typ D, T, Q Integr. AB Max. M TAE / ISDN Modus Casa 220 Casa 225 X Casa 225-2 D X Casa 225-3 T X Eurofon E 1600 Eurofon E 1605 X Eurofon E 1625 D X Eurofon E 1635 T X Eurofon C 1800 Eurofon C 1805 X BIG 800 3) BIG 805 3) X

hagenuk

BIG 805-2 3) D X

5 TAE Smart ECO

LR 4610 D LR 4620T D X

7

LR 7610 D LR 7620T D X LR 8610 D

Orchid 6)

LR 8620T D X

6 TAE ECO Low

Radiation™

CD 191 CD 196 T X

4

CD 290 CD 295 X CD 491 CD 496 X

Philips

S9A/38 7) X

5 TAE Modus ECO +

A 400 D, T A 400 A D, T X

6

A 420 A 420 A X A 510 D A 510 A D, T X

4

A 600 D, T A 600 A D, T X 6

AS 300 D, T AS 300 A D, T X 4

C 300 C 300 A D, T X C 610 C 610 A X

TAE

C 610 IP C 610 A IP X

TAE + VoIP

DL 500A 2) 7) X

6

E 310 E 310 A X 4

E 490 E 495 X 6

E 500 E 500 A X 4

S 810 7) S 810 A 7) X 6

SL 400 7) SL 400 A 7) X SL 780 7) D, T SL 785 7) D, T X

4

Siemens Gigaset / Gigaset Communi- cations

SL 910 7) 6

TAE

Eco Modus +

Schnurlostelefone: DECT „zero” – Strahlungsfrei im Standby Seite 4 http://www.baubiologie-virnich.de/pdf/DECT_zero.pdf

Anbieter Typ D, T, Q Integr. AB Max. M TAE / ISDN Modus SL 910 A 7) X 6 TAE CX 590 ISDN CX 595 ISDN X CX 610 ISDN CX 610 A ISDN X DX 600A ISDN 2) 3 X

ISDN

DX 800A all in one 2) 7) 3 X ISDN+TAE + VoIP

SX 790 ISDN SX 795 ISDN X SX 810 ISDN

Siemens Gigaset / Gigaset Communi- cations

SX 810 A ISDN X

6

ISDN

Eco Modus +

Aeris 126 3) Aeris 126 T 3) X Avena 248 D Avena 248 T D X Avena 248 TE X

5

Avena 748 D Avena 758 D X 6

ePure 4) D ePure TAM 4) X eSense 4)

5

TAE (D) TT83 (CH)

Eurit 748

swissvoice

Eurit 758 D X 6 ISDN

fulleco

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 Sig-nals 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 A 380 A 385 X A 580 D A 585 D X AL 180 AL 185 X AL 280 D

Siemens Gigaset / Gigaset Communi- cations

AL 285 D X

4 TAE

Eco Modus + – wird

versprochen, aber nicht

eingehalten –

Schnurlostelefone: DECT „zero” – Strahlungsfrei im Standby Seite 5 http://www.baubiologie-virnich.de/pdf/DECT_zero.pdf

Anbieter Typ D, T, Q Integr. AB Max. M TAE / ISDN Modus AS 180 D, T AS 185 D X AS 280 D, T AS 285 D, T X C 380 D C 385 D X

4

C 590 C 595 X S 790 D, T

Siemens Gigaset / Gigaset Communi- cations

S 795 D, T X

6

TAE

Eco Modus + – wird

versprochen, aber nicht

eingehalten –

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

Modus

Aton CL108 Aton CL109 D Aton CL110 D

Swisscom

Aton CLT110 X

4 TT83

“Reichle-Stecker“

Ecomode plus – wird verspro-chen, aber nicht

eingehalten –

Tab. 3: Achtung: Nicht wirklich strahlungsfrei im Standby – auch in der Schweiz

Da diese Modelle der Swisscom mit „Ecomode plus“ zwar eine eigene Bezeichnung tragen, aber bau-gleich mit älteren Gigaset-Modellen in Tab. 2 sind, ist zu erwarten, dass diese auch das dort be-schriebene 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“ Mo-dus definieren.

Anbieter Bezeichnung Basisstation Mobilteil des

„strahlungs-armen“ Modus

Schaltet vollständig

ab im Standby

Fest einstellbare Reduzierung der

max. Sendeleistung (Reichweiten-begrenzung)

Dynami-sche

Leistungs-regelung

Dynami-sche

Leistungs-regelung

D. Telekom5) Full ECO Mode X 25 % - 50/16/10 %D. Telekom6) Full ECO Mode X - - 33 % D. Telekom Full ECO Mode

Plus 7) X 25 % 50/16/10 % 50/16/10 %

D. Telekom Blue ECO Mode 8) X 45/10 % 50/16/10 % 50/16/10 %hagenuk Smart ECO X 35 % - X

Orchid ECO Low

Radiation™ X 25 % 9) 25 % 9) 25 %

Philips Modus ECO + X k.A. % 10) - 40/5 % Siemens ECO Modus + X12) 20 % 11) - 25 % swissvoice fulleco X - - 35 % Swisscom Ecomode plus X12) 20 % - 20 %

5) Modelle mit TAE-Anschluss. 6) Modelle mit ISDN-Anschluss (Sinus 302i, Sinus A 502i).

Schnurlostelefone: DECT „zero” – Strahlungsfrei im Standby Seite 6 http://www.baubiologie-virnich.de/pdf/DECT_zero.pdf

7) Full ECO Mode Plus bei den neuen Modellen ab Sommer 2011 8) Blue ECO Mode bei dem neuen Modell ab Dezember 2012. 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 alterna-

tiv 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 196. 11) 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 er-zeugen. 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 Leis-tung, 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 Prozent-satz 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 resultie-ren 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 Bü-ros 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, DX 600 A ISDN, DX 800A all in one).

Schnurlostelefone: DECT „zero” – Strahlungsfrei im Standby Seite 7 http://www.baubiologie-virnich.de/pdf/DECT_zero.pdf

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 Forde-rungen an die Industrie bezüglich der weiteren Entwicklung von DECT-Telefonen: • Abschaltung oder mindestens 100.000fache Absenkung (auf 0,001 %) des Bereitschaftssig-

nals 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 Lade-schale 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 Telefonie-rens,

• 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 Haftungs-ansprüche sind ausgeschlossen.

Der Beitrag ‚DECT „zero“ – Strahlungsfrei im Standby‘ wird vom Autor kontinuierlich ergänzt und aktualisiert.

Die jeweils aktuelle Fassung steht auf der Internetseite www.baubiologie-virnich.de/pdf/DECT_zero.pdf 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 01.01.2009 in Deutschland nicht mehr zugelassen. Laut Bundes-netzagentur dürfen CT1+ Telefone in Deutschland jedoch weiterhin verkauft werden. Der Käufer muss auf die ausgelaufene Zulassung hingewiesen werden. Nähere Details hierzu siehe: www.baubiologie-virnich.de/pdf/Nutzung_von_CT1plus_2008.pdf und www.baubiologie-virnich.de/pdf/Entwicklungen_bei_Schnurlostelefonen_2009.pdf

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© Dr.-Ing. Martin H. Virnich, Mönchengladbach, 19. März 2013 ibu – Ingenieurbüro für Baubiologie und Umweltmesstechnik, www.baubiologie-virnich.de

Kontroverse Interpretationen und Diskussionen

EMF-Immissionen an Arbeitsplätzen und Möglichkeiten zur Reduzierung

Obwohl von offizieller Seite stets auf die Gültigkeit der bestehenden Grenzwerte hingewiesen wird, empfiehlt selbst das Bundesamt für Strahlenschutz (BfS) im-mer wieder unter Vorsorgeaspekten mög-lichst dem Minimierungsgebot Sorge zu tragen: „ALARA“ (As Low As Reasonably Achievable). Schon von den Begrifflichkeiten her han-delt es sich um ein verwirrendes und nur schwer zu durchschauendes Thema. Der umgangssprachliche und nur vordergrün-dig 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 Wort-aggregat „elektrische, magnetische und elektromagnetische Felder“ steht die Ab-kürzung „EMF“, doch hat man es auch mit dem Verständnis dieser Abkürzung nicht leicht. Denn die Buchstaben E und M wer-den gleich doppelt genutzt: Einmal separat jeweils für sich (E für elektrische und M für magnetische) und einmal kombiniert als EM für elektromagnetische Felder. Eigent-lich müsste es also heißen E-M-EM-F, aber

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 disku-tiert. Wie man mit dieser nicht einheitlichen Bewertungslage umgeht, muss jedes Unternehmen selbst entscheiden.

diese Abkürzung wird gleich noch einmal abgekürzt zu EMF. Berücksichtigt man noch das mögliche unterschiedliche Zeitverhalten dieser Fel-der, so ergeben sich fünf verschiedene EM-„Feldarten“, und zwar · Statische elektrische Felder (E-Gleich-

felder) · Statische bzw. stationäre magnetische Felder (M-Gleichfelder) · Niederfrequente elektrische Wechselfel-der (E-NF) · Niederfrequente magnetische Wechsel-felder (M-NF) · Hochfrequente elektromagnetische Fel-der (EM-HF, EM-Wellen)

Während die statischen elektrischen und magnetischen Felder auch natürlicherwei-se 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 Wohn- und Arbeitsumfeld dominieren bei weitem die technisch geschaffenen Felder in einem sehr breiten Spektrum – hier hat die Tech-nik das natürliche elektromagnetische Spektrum erheblich verändert. Diese fünf Feldarten haben unterschiedli-che Quellen bzw. Entstehungsursachen und daraus resultierend unterschiedliche physi-kalische Eigenschaften und ein unter-schiedliches Ausbreitungsverhalten. Dem-entsprechend müssen für jede Feldart eige-

ne Messgeräte zur fachgerechten Messung von Immissionen bzw. Emissionen einge-setzt werden (das Universal-Einheitsmess-gerät für alle Feldarten gibt es nicht!), und bei Feldern mit zeitlich schwankender In-tensität sind z.B. oft Langzeitaufzeichnun-gen erforderlich. Aus den unterschiedlichen Eigenschaften der verschiedenen Feldarten ergeben sich außerdem völlig unterschiedli-che Anforderungen an wirkungsvolle Maß-nahmen zur Feldreduzierung. Abschir-mungen, die z.B. für niederfrequente und statische elektrische Felder hoch wirksam sind, haben keinerlei Effekt für Magnetfel-der, und der so gerne (und häufig an fal-scher Stelle) zitierte „Faradaysche Käfig“ hat nur ein sehr eingeschränktes Wirkungs-gebiet. Effektive Maßnahmen zur Feldredu-zierung erfordern fachliches Know-how.

Büroarbeitsplätze

Die Bürotechnik ist in den letzten Jahren und Jahrzehnten durch die Elektronik und Nachrichtentechnik revolutioniert wor-den. Dabei stand der Bildschirmarbeits-platz von Anfang an im Fokus kritischer Betrachtung hinsichtlich möglicher ge-sundheitlicher Beschwerden. In der Folge wurde sehr früh die schwedische TCO-Richtline geschaffen und wurden Prüfver-fahren für Monitore festgelegt, die das La-bel „strahlungsarm gemäß TCO“ tragen dürfen. Mittlerweile ist dieses Label für Bildschirme nahezu selbstverständlich ge-

FACHBEITRAG

38 Sicherheitsingenieur 12/2009

Kabelsalate sehen nicht nur unschön aus.

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 stärks-ten Felder sind dann an der Schreibtisch-kante, 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 Fel-der 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 elek-trischer Heizung), elektrische Heizdecken und Babyphone: Hier gibt es die reinsten „Feldschleudern“ und intelligente Lösun-gen mit dem erklärten und auch erreichten Ziel der Feldarmut bis nahezu zur Null-emission. Am Markt steht mittlerweile für Büro-arbeitsplätze ein reichhaltiges Arsenal von abgeschirmten Komponenten zur Ver-fügung, wie Geräteanschlussleitungen, Steckerleisten und Kabelkanäle, die kei-nerlei elektrische Felder emittieren [1]. Darüber hinaus sollte man darauf achten, dass die eingesetzten Geräte möglichst mit einem Schutzkontakt-Netzstecker aus-gerüstet 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 Mäu-se und Tastaturen eingesetzt. Auch wenn die Sendeleistungen nicht sehr groß sind, so kann dies doch zu erheblichen Immis-sionen am Arbeitsplatz führen, da die Dis-tanz zum „Funkgerät“ sehr kurz ist. Und war die Sendeleistung bei Bluetooth-An-wendungen 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-Expo-sitionen durch die konsequente Benut-zung von schnurgebundenen Tastaturen

FACHBEITRAG

39Sicherheitsingenieur 12/2009

Foto: bilderbox – Fotolia.com

worden, und es wird seit einigen Jahren auch für Drucker, Scanner, Kopierer und Faxgeräte vergeben. Bei einer ganzheitli-chen Betrachtung sollte man natürlich be-rücksichtigen, dass es keinen großen Sinn ergibt, an einem strahlungsarmen Bild-schirm gemäß TCO zu arbeiten, wenn der Arbeitsplatz durch andere Geräte mit deutlich höheren EMF-Immissionen be-lastet ist. Die Richtwerte der TCO haben sich hier als ein guter Maßstab zur Beurtei-lung der Gesamtsituation am Arbeitsplatz bezüglich niederfrequenter Felder erwie-sen. (vgl. Abschnitt „Internationale Grenz- und Richtwerte“). Hauptverursacher von

Magnetfeldern an Büroarbeitsplätzen sind typischerweise die Transformatoren der Netzteile in den Bürogeräten und aus den Geräten ausgelagerte Steckertrafos. Viele Schreibtische verfügen über spezielle Abla-geschalen für diese Steckertrafos, für exter-ne Netzteile und Steckerleisten unterhalb der Schreibtischplatte – damit befinden sich diese Komponenten sehr nahe am Ar-beitenden. Das magnetische Streufeld re-duziert sich zwar sehr schnell mit zuneh-mendem Abstand, jedoch sollte dieser mindestens einen Meter betragen. Leitungswirrwarr von Geräteanschlusslei-tungen, Verlängerungsleitungen und Ste-

und Mäusen: Eine richtige Maus hat ein-fach einen Schwanz! Um das „mühsame und beschwerliche“ Laden der eingebauten Akkus bzw. um den „komplizierten“ Batteriewechsel zu erspa-ren, werden Ladematten (Power Mat) an-geboten, teilweise auch direkt als Mouse-pad, auf denen nicht etwa eine drahtlose Datenübertragung stattfindet, sondern ei-ne drahtlose Energieübertragung im Fre-quenzbereich von mehreren zehn Kilo-hertz. Je mehr Energie übertragen wird, um so stärker sind die Felder. Und beim Power-Mousepad liegt die Hand des Be-nutzers 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 wie-der konstatierten Sicherheitslücken durch fehlende Verschlüsselung bei WLAN ist zu bemerken, dass die Access Points Dauer-sender 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 Note-books in aller Regel das WLAN aktiviert. Wer darauf verzichten möchte, muss es ei-

gens 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 Communicati-on), z.B. bekannt als dLAN. Die Basisstationen von DECT-Schnurloste-lefonen sind ebenfalls klassische Dauersen-der. Auch wenn nicht telefoniert wird, sen-den sie ein mit 100 Hertz periodisch gepuls-tes 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 Be-reitschaftssignals 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 Featu-re in dieser Form auch nicht sehr benutzer-freundlich. Einen deutlichen Fortschritt stellen da die Modelle mit dem Merkmal „Eco Mode plus“ oder „fulleco“ dar, bei de-

nen die Basisstation nur so lange sendet wie telefoniert wird. Eine Liste von DECT-Tele-fonen mit diesem Leistungsmerkmal ist un-ter [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-Dauersen-der 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 anderer-seits viele Möglichkeiten zu Schaffung feldarmer Arbeitsplätze, ohne auf Komfort und Leistung verzichten zu müssen. Vo-raussetzung: Der erklärte Wille dazu, die richtige Information über Marktangebot und Einsatzgebiete und die gekonnte fach-liche Umsetzung.

Arbeitsplätze in der Produktion

In der Produktion wird oft mit wesentlich größeren elektrischen Leistungen gearbei-tet als im Bürobereich. Dementsprechend können gerade in unmittelbarer Nähe von Maschinen, Anlagen, Antrieben, Trafos, Motoren, Schweißanlagen, Induktions-öfen usw. recht hohe EMF auftreten. Auch hier bestehen oft Möglichkeiten der Feld-reduzierung 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“ er-zeugten Oberschwingungen haben das ge-flügelte Wort „Dirty Power“ geprägt. Abge-sehen von möglichen Störungen anderer Geräte kann es hier sogar zu Sicherheits-problemen durch die 3. Harmonische (150 Hz) kommen, wenn eine ältere elektrische Anlage mit reduziertem Neutralleiterquer-schnitt installiert wurde. Da sich bei 150 Hz, dem dreifachen der Grundschwin-gung, im Dreiphasensystem die Ströme nicht kompensieren, sondern addieren,

FACHBEITRAG

40 Sicherheitsingenieur 12/2009

Staat/Organisation Grenz-/Vorsorgewert Niederfrequenz 50Hz

Elektrische Feldstärke Magnetische Flussdichte

BGR B11 1)

Expositionsbereich 1 21.320 V/m 1.358,0 µT

Expositionsbereich 2 6.666 V/m 424,4 µT

26. BImSchV 2), ICNIRP 3) 5.000 V/m 100,0 µT

Schweizer NISV 4) – 1,0 µT

TCO 5) 10 V/m 0,2 µT

Landessanitäts- direktion Salzburg

Mittelwert – 0,1 µT

Spitzenwert – 1,0 µT

chen. Die Referenzwerte der ICNIRP sind aus den thermischen Wir-kungen der Felder abgeleitet und bilden die Basis für die meisten ge-setzlichen Grenzwerte in Westeuropa. 4) NISV: Verordnung über den Schutz vor nichtionisierender Strah-lung vom 23.12.1999 5) TCO: Tjänstemännens Central Organisation (Dachverband der schwedischen Angestelltengewerkschaft), TCO-Richtlinie für strah-lungsarme Computermonitore, Faxgeräte, Kopierer und PC-Drucker

1) BGR B11: Berufsgenossenschaftliche Regeln für Sicherheit und Gesundheit bei der Arbeit – BGR B11 (ZH1/257): Elektro-magnetische Felder vom Juni 2001; Hrsg: BGFE – Berufsgenos-senschaft der Feinmechanik und Elektrotechnik, Köln 2) 26. BImSchV: Deutsche 26. Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (Verordnung über elektro-magnetische Felder) vom 16.12.1996 3) ICNIRP: International Commission on Non-Ionizing Radia-tion Protection (Internationale Kommission für den Schutz vor nicht-ionisierender Strahlung); privater Verein mit Sitz in Mün-

Tab. 1: Nationale und internationale EMF-Grenz- und EMF-Richtwerte

kann es hier zu beträchtlichen Strömen auf dem N-Leiter kommen – bis hin zur Brandgefahr.

Externe Quellen

Arbeitsplätze können neben den „hausge-machten“ Immissionen durch die eigenen Geräte und Installationen zusätzlich mit Immissionen von externen Quellen belas-tet sein. Dies sind im Hochfrequenz-bereich Radio-, Fernseh- und Mobilfunk-sender – letztere stellen heutzutage bei je-weils 4-fach flächendeckender Mobilfunk-versorgung durch vier Netzbetreiber in je-weils drei Frequenzbändern (GSM 900/D-Netz, GSM 1800/E-Netz, UMTS) die dominierende Quelle dar. Der neue Breitbanddienst WiMAX (Worldwide In-teroperability for Microwave Access) und LTE (Long Term Evolution), die vierte Ge-neration des Mobilfunks, Nachfolger von GSM und UMTS, stehen in den Start-löchern. Entgegen vielfach zu lesenden Be-teuerungen zeigen Immissionsmessungen immer wieder, dass man unter einer An-tenne auf dem Dach des eigenen Büro-gebäudes nicht vor kräftigen Immissionen geschützt ist. Im Niederfrequenzbereich sind Hoch-spannungsleitungen, Erdkabel, Steiglei-tungen, 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 Rohr-systemen (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 Immissions-schutz“: Besser und einfacher die Emission von Feldern am Entstehungsort zentral vermeiden, als lokal an vielen Stellen Im-missionen reduzieren. Wirkungsprinzipien: · Feldentstehung vermeiden: Z.B. lei-

tungsgebundene Draht-/Glasfaser-Lö-sungen statt drahtlos/Funk; nicht benö-tigte Geräte bzw. Installationen abschal-ten; 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 entfer-nen (z.B. Netzteile, Steckertransforma-toren, funkende Geräte) · Abschirmen: Abgeschirmte Komponen-ten (Emissionsschutz) oder Flächen-abschirmungen (Immissionsschutz) · Kompensationseffekte durch gegenpha-sige Felder nutzen (passiv, aktiv, räum-lich, Phasenverschiebung bei Dreh-stromnetzen)

Bei allen Maßnahmen zur Reduzierung von EMF sind die DIN VDE-Bestimmun-gen insbesondere im Hinblick auf die Ein-haltung und den Fortbestand des Per-sonen- und Sachschutzes zu beachten!

Internationale Grenz- und Richtwerte

Wie bereits eingangs erwähnt, werden die biologischen Effekte und damit die ge-sundheitlichen Auswirkungen von EMF

auf den menschlichen Organismus in der Wissenschaft und Gesellschaft sehr kon-trovers diskutiert. Dementsprechend gibt es eine sehr große Spannbreite von Grenz-werten und Vorsorgeempfehlungen. Eini-ge 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 E-mail: virnich.martin@t-online.de Weiterführende Literatur und Internet-Links [1] www.geschirmtes-kabel.de [2] Notebooks: Elektrische und magnetische

Felder; M.H. Virnich; in: Wohnung + Ge-sundheit 3/07 Nr. 122; www.baubiologie-virnich.de/information.html !! Nieder-frequente und statische EMF

[3] DECT „zero“ – Stets strahlungsfrei im Standby; M.H. Virnich; www.baubiologie-virnich.de/information.html !! Schnur-lostelefone

[4] Baubiologische Elektrotechnik; Schauer/Virnich; Hüthig & Pflaum Verlag, 2. Aufl. 2008, ISBN 978-3-8101-0275-1

41Sicherheitsingenieur 12/2009

Eine saubere Abschottung von kleinen bis mittelgroßen Kabel- und Rohrdurchfüh-rungen mit Brandschutzschaum war bisher nur schwer zu bewerkstelligen. Das Unternehmen Hilti bietet mit dem CP 660 eine neue Standardlösung für die per-manente Brand- und Rauchgasabschot-tung. Die Anwendung des intumeszieren-den Brandschutzschaums erfolgt in drei

Phasen: Als erstes werden die beiden Komponenten während des Ausbringens zusammengeführt. Ein speziell konstru-ierter Mischer stellt hier die Gleichmäßig-keit und somit die optimale Schaumquali-tät 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

Zwei-Komponenten-Brandschutzschaum

Saubere und dichte Brand- und Rauchgasabschottung

fünf Minuten kann der Schaum nach Be-darf geformt und nach etwa 10 Minuten geschnitten werden. Dank seiner flexiblen Struktur können einzelne Kabel auch im Nachhinein ohne Vorbohren nachinstal-liert werden. Es ist kein Schneiden und nachträgliches Verfüllen notwendig. Weitere Informationen unter: www.hilti.de

Berufsverband Deutscher Baubiologen VDB e.V. ⋅ Sandbarg 7 ⋅ 21266 Jesteburg www.baubiologie.net ⋅ Tel.: 04183 - 77 35 301 ⋅ Fax: 04183 - 77 35 302

Neue Themenbände des VDB Themenbezogene Auszüge aus dem 7. EMV-Tagungsband

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Neue Hoch- und Höchstspannungs-leitungen für die „Energiewende“ Planungsverfahren – Übertragungstechniken – Emissionsreduzierung Die staatlich beschlossene „Energiewende“ beansprucht 3.600 km neue Hoch- und Höchst-spannungstrassen quer durch die Republik. Betroffene Kommunen und Bürger sind mit neuen Belastungen durch magnetische Felder konfrontiert.

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68 Seiten, Format DIN A4 ISBN 978-3-9814025-5-1 19,80 € inkl. MwSt. zuzügl. Versand

www.baubiologie-virnich.de/information.html Schutz vor Handystrahlung

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 Strahlungs-dichte 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 Fahrzeug-dach; 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 Nicht-gebrauch 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 www.baubiologie-virnich.de Æ 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 Abstän-den 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 36 ⋅ 41063 Mönchengladbach ⋅ kontakt@baubiologie-virnich.de ⋅ www.baubiologie-virnich.de

www.baubiologie-virnich.de/information.html Schutz vor Schutz vor der Strahlung von Mobilfunk- und sonstigen Basisstationen

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 Perso-nen- 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 www.baubiologie-virnich.de/information.html Æ 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 36 ⋅ 41063 Mönchengladbach ⋅ kontakt@baubiologie-virnich.de ⋅ www.baubiologie-virnich.de

Außerhalb von Gebäuden sind das Erd-reich oder im Erdreich verlegte Installa-tionsleitungen potenzielle Fließwege für Fehlerströme. Innerhalb von Gebäuden sind es häufig metallene Sanitär- und Hei-zungsinstallationen. Neben unnötigen Be-lastungen der in den Gebäuden lebenden oder arbeitenden Personen mit Magnet-feldern 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 da-für eigentlich vorgesehenen elektrischen Leiter fehlt (daher auch „Differenzstrom“ genannt). Er kann je nach den Gegeben-heiten eine beträchtliche Stärke anneh-men, aber die Spannung auf den betrof-fenen Installationssystemen liegt in der Regel nahe bei null, vor allem, wenn die Installationssysteme ordnungsgemäß und zuverlässig in den vorgeschriebenen Poten-zialausgleich einbezogen sind.

Ein Fehlstrom ist kein Fehlerstrom und darf nicht mit diesem verwechselt werden. Ein Fehlerstrom fließt nicht beim norma-len Betrieb, sondern nur im Fehlerfall (De-fekt eines elektrischen Gerätes), und führt zum sofortigen Auslösen des Fehlerstrom-Schutzschalters (FI bzw. RCD) – sofern ei-ner vorhanden ist.

Wie können Fehlströme entstehen?Um die Ursachen für die Entstehung von

Fehlströmen zu verstehen, bedarf es der kurzen Erläuterung einiger elektrotech-nischer Fachbegriffe im Zusammenhang mit Energieverteilungssystemen.

Schutzleiter (PE) und Neutralleiter (N) für den Betriebs-Rückstrom sind in der gesamten Elektroanlage konsequent ge-trennt.

--

leiter (N) für den Betriebs-Rückstrom sind als gemeinsamer PEN-Leiter aus-geführt.

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-Lei-ter eingesetzt sind und wo somit keine kon-sequente Trennung von Neutral- und Schutz-leiter in der gesamten Elektroanlage besteht.

● Fehlströme auf dem Weg zwischen Trafo des Energieversorgers und Gebäude mit elektrischen Verbrauchern („Speisende Hälfte)“Die Zuführung der elektrischen Ener-

gie zum Gebäude mit den elektrischen Ver-brauchern erfolgt vom Trafo des Energie-versorgers über die drei Außenleiter mit den drei um jeweils 120° zeitlich gegen-einander verschobenen Phasen des Dreh-stromsystems. Eigentlich sollte der ge-samte Betriebs-Rückstrom ausschließ-lich über den in Bild 2 grün dargestellten

-

ter sind in der Praxis vorschriftsmäßig mit einer grün-gelb gefärbten Isolierung ver-sehen). 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 meh-

reren Wohnungen (sanierter Altbau) be-trachtet, wo die Steigleitung von der Haupt-verteilung als 4-adrige Leitung mit einem PEN-Leiter als TN-C-System ausgeführt ist (alte Installation, die nicht erneuert wur-de), 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 Ge-bäude „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 Trink-wasserinstallation verbunden. Hierdurch kommt es zu einer Aufteilung des Rück-stroms aus dem N-Leiter (blau) an der Brücke in der Unterverteilung in die Zweige PEN-Leiter (Steigleitung) und PE-Leiter (2. Eta-ge). Der Strom auf dem PE-Leiter fließt dann über das Gehäuse des Durchlauferhitzers, die Wasserleitung und den Potenzialaus-gleich an der Hauptverteilung sowohl zum Gebäude erder als auch zum PEN-Leiter des Energieversorgers am Hausanschluss. Wür-de an der Unterverteilung anstatt des elekt-rischen Durchlauferhitzers eine Etagen-Gas-therme betrieben, so würde der Rückstrom sich entsprechend über alle angeschlossenen und in den Potenzialausgleich einbezogenen metallischen Rohrsysteme aufteilen und dort

-rohren und der Gasleitung.

ELEKTROTECHNIKInstallation

94 IKZ-HAUSTECHNIK 7/2012

Kaum jemand wird sich ernsthaft vorstellen, dass aus einer Badarmatur Erdgas strömt. Eher schon heißes Wasser aus der Toiletten-spülung, 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.

Strom auf’m Rohr kommt häufig vorElektrische Fehl- und Ausgleichsströme auf Rohrsystemen

Bild 1: Elektrischer Strom auf Heizungsrohren, gemessen mit einer Stromzange.

● PraxisbeispielDas nachfolgend dargestellte Beispiel

aus der Praxis stammt aus einer mehrge-schossigen Wohnanlage. Die Bilder 4 und 5 zeigen die Installationsleitungen von Was-ser, Heizung und Elektrizität an der Keller-decke eines Gebäudes. Auf der Trinkwasser-leitung wurde ein Fehlstrom von mehreren Ampere gemessen, der sich entsprechend auch auf der elektrischen Hausanschluss-leitung auswirkt. Im Wohnzimmer der da-rüber 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 Abhän-gigkeit des Magnetfeldes vom „Stromver-brauch“ im Gebäude mit den Spitzen tags-über und dem Rückgang des Nachts. Im Ma-ximum wird eine magnetische Flussdichte

-

ein Wert, wie er typischerweise in unmit-telbarer Nähe von Hochspannungsleitungen anzutreffen ist. Er liegt zwar weit unter dem deutschen Grenzwert der 26. Bundesimmis-sionsschutzverordnung (26. BImSchV) von

Vorsorgewert der NISV (Verordnung über den Schutz vor nichtionisierender Strah-

-schreiten.

Welche Nachteile bzw. Risiken bringen Fehlströme mit sich?

Fehlströme erzeugen – wie alle Strö-me – Magnetfelder. Diese sind aus baubio-logischer Sicht unerwünscht, da sie eine

Belastung für den menschlichen Orga-nismus darstellen. Eine „Spezialität“ des Fehlstroms ist es, dass ein Magnet-feld nicht nur dort erzeugt wird, wo er fließt, sondern auch auf der Leitung, wo

er „fehlt“. Grund hierfür ist der Wegfall der sonst stattfindenden Kompensati-on des Magnetfeldes durch den gegen-sinnig gerichteten Hin- und Rückleiter-strom (Bild 7).

Bild 3: TN-C-S-System in einem Mehrfamilienhaus.

Bild 2: Prinzip der elektrischen Energieversorgung im TN-C-System mit PEN-Leiter („Speisende Hälfte“).

NACHGEFRAGT

IKZ-HAUSTECHNIK: Fehlströme auf Sanitär- und 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 ver-sorgt. Für TN-Netze gilt: In Neubauten sehr selten – da muss ein Elektriker schon nahe-zu groben Unfug treiben, um die Vorausset-zungen für Fehlströme zu produzieren. In Altbauten mit einer Elektroinstallation, in der sich über die Jahrzehnte mehrere Ge-nerationen von Elektrikern verewigt haben, und die nicht gründlich modernisiert wur-de, sehr häufig. Und auch nach umfang-reichen Erneuerungsmaßnahmen in Ge-bäuden mit mehreren Wohneinheiten recht häufig, wenn die durchgeführten Maßnah-men nicht 100%ig gründlich durchgeführt worden sind. IKZ-HAUSTECHNIK: Welches sind Ihrer Be-obachtung nach die häufigsten Ursachen?Dr. Martin Virnich: Nicht 100%ig konse-quente 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 Wohnein-heiten, 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 Fehlstrompro-blematik weiterhin im gesamten Gebäude.IKZ-HAUSTECHNIK: Für die einen ist Elektro-smog platt ausgedrückt „Spinnerei“, ande-re wiederum sehen in den magnetischen Wechselfeldern aufgrund der Fehlströme ein ernsthaftes gesundheitliches Gefähr-dungspotenzial. Wie beurteilen Sie als Bau-biologe das Thema?Dr. Martin Virnich: Wie unterschiedlich die Einschätzungen des gesundheitlichen Ri-sikos und der Umgang damit auch auf po-litischer und gesetzgeberischer Seite sind, zeigt die Festsetzung von Grenzwerten für die allgemeine Bevölkerung in verschie-denen Ländern. Während in Deutsch-land der Grenzwert für magnetische Felder mit der Frequenz 50 Hz bei 100 Mikrotes-la liegt, hat z. B. die Schweiz einen soge-nannten Anlagengrenzwert, der in Woh-nungen und an Büroarbeitsplätzen gilt, von 1 Mikrotesla, also einem Prozent des deut-schen Grenzwertes! Und auch einige große deutsche Städte limitieren mittlerweile bei kommunalen Bauvorhaben die maximal zulässigen Magnetfeldimmissionen – z. B.

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 ge-sundheitlichen Problemen kommen kann. Es sollten daher bei baubiologischer Be-wertung vorsorglich 0,1 µT nicht wesentlich überschritten werden. IKZ-HAUSTECHNIK: Werfen wir einen Blick auf die Technik: Inwieweit können Fehl-ströme haustechnische Anlagen beeinflus-sen?Dr. Martin Virnich: In Zusammenhang mit der ständigen Zunahme sogenannter nicht-linearer elektrischer Verbraucher wie Steu-erungen, Regelungen, Wechselrichter, Fre-quenzumrichter usw. gewinnt das Thema „Dirty Power“ rasant an Bedeutung. Eine Auswirkung von „Dirty Power“ sind Gleich-stromanteile aufgrund von Unsymme-trien im Wechselstromnetz. Fließen solche Gleichströme als Fehlströme über haus-technische Anlagen, so kann es dort zu Kor-rosionseffekten kommen.IKZ-HAUSTECHNIK: Korrosion in haustech-nischen Anlagen äußert sich in vielfältigen Erscheinungsformen. Gibt es Indizien oder besondere Korrosionsformen, die auf das Vorhandensein von magnetischen Wechsel-feldern deuten können?Dr. Martin Virnich: Nein. Beim Auftreten von Korrosion muss man einfach Fehlströ-

me als eine mögliche Ursache mit im Reper-toire haben und mit entsprechenden Mes-sungen überprüfen, ob sie im betreffenden Korrosionsfall eine Rolle spielen.IKZ-HAUSTECHNIK: Wie sollte der SHK-Fach-mann vorgehen, wenn er magnetische Wechselfelder als Ursache von Korrosion oder sonstigen Anlagenstörungen vermu-tet? Kann er beispielsweise Messungen vor-nehmen und wenn ja, lassen sich die Mess-ergebnisse nachvollziehbar bewerten?Dr. Martin Virnich: Für solche Messungen ist eher die Elektrofachkraft gefragt. Auch qualifizierte baubiologische Messtech-niker, die sich als Schwerpunkt mit EMF-Messungen befassen, können hier An-sprechpartner sein. Kontakt zu solchen Messtechnikern erhalten Sie beim Berufs-verband Deutscher Baubiologen VDB e. V. (www.baubiologie.net).

Man benötigt für die Messung Stromzan-gen, die auch Gleichströme erfassen und die groß genug für die betreffenden Rohr-durchmesser sind. Zu beachten ist auch, dass die Fehlströme zeitlich nicht konstant sind. Da es sich hierbei um Betriebs-Rück-ströme handelt, hängt ihre Stärke von der Anzahl und Leistung der in Betrieb befind-lichen 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 Ursachen-ermittlung und -beseitigung gefragt. Dazu wird man in der Regel die elektrische Ge-bäudeinstallation „durchleuchten“ müs-sen – eine Aufgabe für die Elektrofachkraft, ggf. in Verbindung mit einem qualifizierten baubiologischen Messtechniker.IKZ-HAUSTECHNIK: Abschließend eine Fra-ge am Rande: Können installationstech-nische Veränderungen, wie die Sanierung einer Trinkwasser-Kellerverteilung, der Einbau eines neuen Heizkessels oder Ähn-liches, magnetische Wechselfelder zur Fol-ge haben?Dr. Martin Virnich: Ja, und zwar immer dann, wenn im TN-C- oder TN-C-S-System haustechnische Anlagen mit der elektri-schen Schutzklasse 1 „Schutzerdung“ ver-ändert oder hinzugefügt werden. Da kann schon ein kleiner Durchlauferhitzer oder Warmwasserspeicher reichen.

Dr. Martin Virnich: Beim Auftreten von Kor-rosion muss man Fehlströme als mögliche Ursache mit im Repertoire haben.

ELEKTROTECHNIKInstallation

96 IKZ-HAUSTECHNIK 7/2012

Bild 4: Fehlstrom von mehreren Ampere auf dem Trinkwasserrohr, zentral unter dem Wohnzimmer.

Bild 5: Elektrische Hausanschlussleitung an der Außenseite des Wohnzimmers.

Bild 6: Magnetfeld am Fußboden eines Wohnzimmers, über dem Wasserrohr an der Kellerdecke.

Bild 7: Kompensation des resultierenden Magnetfelds bei gleich großen, gegensinnig gerichteten Strömen auf benachbarten Leitern (H: Magnetische Feldstärke, B: Magnetische Flussdichte).

Das 16,7-Hz-Magnetfeld wurde auf dem Grundstück senkrecht zur Bahntras-se zeitgleich an vier Messpunkten gemes-sen (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 Ent-fernung gemäß den Abstandsgesetzen

-gibt sich der gestrichelte, rote Kurventrich-ter („Quelle Bahnlinie“). Dieser liegt aber weit über den ermittelten Messwerten und klingt viel langsamer ab, da man sich weit von der Quelle befindet. Simulationsrech-nungen mit verschiedenen angenommenen Entfernungen der Quelle führen zu dem überraschenden Ergebnis, dass sich die Ma-gnetfeldquelle fünf Meter vor dem Grund-stück befinden muss (blauer Kurventrichter „Quelle 5 m vor Grundstück“). Hier verläuft aber nur der Bürgersteig einer innerstäd-tischen Straße und keine Bahnlinie. Of-fensichtlich sind unter dem Bürgersteig elektrisch gut leitfähige Installationslei-tungen verlegt, die in weiterer Entfernung an den Rückstrom der Bahntrasse ankop-peln und den Bahnstrom bis vor das Grund-stück verschleppen. Schließt man an die-se Infrastruktur nun die Versorgungslei-tungen von Gebäuden an, so holt man sich den vagabundierenden Bahnstrom direkt ins Gebäude. Durch entsprechende elek-trische Isolierstücke ist daher sicherzustel-len, dass diese Einkopplung nicht erfolgt.

Maßnahmen zur Vermeidung bzw. Reduzierung

Maßnahmen zur Reduzierung oder Be-seitigung von Fehlströmen bzw. vagabun-dierenden Strömen und ihren Folgewir-kungen (Magnetfelder) können zum einen direkt an der „Ursache Strom“ ansetzen oder zum anderen am „Symptom Magnet-feld“. Dabei ist nach Maßnahmen des Emis-sionsschutzes (Vermeidung der Entstehung bzw. Freisetzung direkt am Ort der Quelle) und des Immissionsschutzes (Aufenthalts-bereiche von Personen an vielen Orten, die im Einwirkungsbereich der Quelle liegen) zu unterscheiden.

auch Magnetfelder) geht generell vor Immissionsschutz,

freundliche Elektroinstallation vermei-den (TN-C-System, TT-System),

-menstromkompensation).

Emissionsschutz nicht möglich ist.

metrien zwischen positiver und nega-tiver „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 Heizungs-installation.

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 „vagabundieren-de“ Ströme bezeichnet, die oft an unver-muteter Stelle auftauchen. Ein typisches Beispiel hierfür ist der Bahnstrom. Die in Bild 8 wiedergegebene Bahntrasse befindet sich in 250 m Entfernung von einem Bau-grundstück, das vorsichtshalber auf mög-liche Magnetfeld-Einflüsse von der Bahn-trasse untersucht werden sollte. Das Ma-gnetfeld des Bahnstroms kann aufgrund seiner Frequenz von 16,7 Hz in Deutsch-land leicht von den 50-Hz-Magnetfeldern der elektrischen Ener gieversorgung unter-schieden werden.

Im Zeitalter der „nichtlinearen Verbrau-cher“ ist im Zusammenhang mit Fehlströ-men zudem eine besondere Problematik entstanden. Bei nichtlinearen Verbrau-chern fließt der Strom nicht kontinuier-lich, sondern er wird gewissermaßen „zer-hackt“ (elektronische Steuerungen, Rege-lungen, Schaltnetzteile, Wechselrichter, Frequenzumrichter usw). Hierdurch ent-steht eine Vielzahl von Oberschwingungen, dies sind ganzzahlige Vielfache der Grund-frequenz von 50 Hz. Während sich bei der Grundfrequenz von 50 Hz im Dreiphasen-system die Rückströme aufgrund ihrer Phasenverschiebung um jeweils 120° kom-pensieren – der Summenstrom also klei-ner ist als der größte Strom auf einem der

bei den Oberschwingungen nicht durch-weg. 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-Rück-ströme können daher besonders groß wer-den – größer als der maximale Strom auf den Außenleitern.

Bei nichtlinearen Verbrauchern kommt es außerdem häufig zu leichten Unsym-

98 IKZ-HAUSTECHNIK 7/2012

Bild 8: Bahntrasse in 250 m Entfernung ...

Bild 9: ... von einem Baugrundstück für mehrere Büro-Hochhäuser.

verlässige und regelmäßig überwachte Ge-bäudeerdung, da hiervon die Schutzfunkti-on des PE-Leiters und damit die Sicherheit der Elektroanlage abhängen.

● Fehlströme kompensieren: Aktive Summenstrom-KompensationTreten Fehlströme auf, so kann man sie

durch eine aktive Summenstrom-Kompen-sation erheblich reduzieren. Die Kompen-sationsanlage besteht aus einem Sensor, einem oder mehreren Aktoren (Bild 11) und einer Regeleinheit. Sensor und Ak-toren 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 Regelein-heit zu. Diese erzeugt dynamisch ein Aus-gangssignal mit umgekehrter Phasenla-ge, das auf die Aktoren gegeben wird. Die Aktoren induzieren auf der betreffenden Leitung eine Kompensationsspannung, die das den Fehlstrom verursachende Poten-zial ausgleicht. Hierfür sind nur geringe

-sam, hat Nebenwirkungen, ist aufwendig und teuer!

-feldes.

● Fehlströme vermeiden: EMV-freundliche Elektroinstalla-tion (TN-S-oder TT-System)Das TN-S- und das TT-System werden

als EMV-freundlich bezeichnet, da bei ih-nen Fehlströme prinzipbedingt nicht ent-

stehen können. Das TN-S-System wurde eingangs beschrieben. Beim TT-System (als speisendes System) werden Fehlströ-me zwischen dem Gebäudeerder des Ver-brauchers und dem Trafo des Energiever-sorgers vermieden, da der Rückleiter aus-schließlich 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 Hauptvertei-ler besteht keine Brücke zwischen N- und PE-Leiter. Dieses Konzept bedingt eine zu-

Bild 10: Die Bahntrasse verläuft in 250 m Entfernung, dennoch wird eine 16,7-Hz-Magnetfeld-quelle 5 m vor dem Grundstück gemessen.

de-FACHWISSEN; Hüthig & Pflaum Verlag GmbH & Co. Fachliteratur KG München/Heidelberg, 2012; ISBN 978-3-8101-0328-4; www.de-online.info/shop/fachbuecher/vir-nich.html

[2] Schauer, Martin: Feldreduzierung in Gebäu-den: Geschirmte Elektroinstallation, Abschir-mung an Gebäuden und in Wohnungen; Fachbuchreihe de-FACHWISSEN; Hüthig & Pflaum Verlag GmbH & Co. Fachliteratur KG München/Heidelberg, 2012; ISBN 978-3-8101-0315-4; www.de-online.info/shop/fachbue-cher/schauer_feld.html

[3] Mennekes, Rolf: Maßnahmen zur Reduzie-rung niederfrequenter magnetischer Wech-selfelder; in: „Energieversorgung & Mobil-funk“, Tagungsband der 4. EMV-Tagung des Berufsverbandes Deutscher Baubiologen VDB e.V., 14.-15. April 2005 in Attendorn; Im Verlag des AnBUS e.V. Fürth, 2005, ISBN 3-9808428-8-6; S. 25-42; www.baubiologie.net/lite-ratur-und-presse/tagungsbaende-des-vdb/emv-elektromagnetischevertraeglichkeit/

[4] IMS – Iphöfer Messtechnik-Seminare Dr. D. Moldan; Seminarunterlagen zum Workshop „Praxis der Reduzierung von magnetischen Wechselfeldern“ am 26. 06. 2009; www. drmoldan.de/html/umweltanalytik.htm

Autor: Dr.-Ing. Martin H. Virnich, ibu - Inge-nieurbüro für Baubiologie und Umweltmess-technik, Mönchengladbach, E-Mail: virnich.martin@t-online.de.

www.baubiologie-virnich.de

– für ein ganzes Wohnhaus das von einer externen Quelle (z. B. Hochspannungslei-tung, Erdkabel, elektrifizierte Bahntras-se) einfallende Magnetfeld durch ein Ge-genfeld 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 erforder-lichen Raumdimensionen und leitet seine Signale einer Regeleinheit zu, die entspre-chende dynamische Kompensationsströ-me auf die Induktionsspulen des Gebäu-des einspeist.

Solche Kompensationsanlagen sind aufwendig und dementsprechend teuer. Die Magnetfeldimmissionen lassen sich hiermit aber in der Regel auf 10 % des ur-sprünglichen Wertes reduzieren. ■

Literatur:[1] Virnich, Martin: Baubiologische EMF-Mess-

technik: Grundlagen der Feldtheorie, Pra-xis der Feldmesstechnik; Fachbuchreihe

Spannungen und Ströme erforderlich, so-dass die laufenden Kosten der Kompensa-tionsanlage niedrig sind.

dem Induktionseffekt beruht, lassen sich Gleichstromanteile nicht kompensieren.

● Magnetfeld-AbschirmungImmer wieder ist die Meinung anzutref-

fen, Kupferblech sei gut zur Abschirmung von Magnetfeldern der elektrischen Ener-gieversorgung oder des Bahnstroms geeig-net. Es hat zwar einen gewissen Effekt, der auf dem Prinzip der Gegeninduktion be-ruht, aber Kupfer ist primär zur Abschir-mung elektrischer Felder hervorragend geeignet (Erdungserfordernis beachten!), jedoch weniger geeignet zur Schirmung niederfrequenter magnetischer Felder. Hierfür sind eigens „magnetische Schirm-bleche“ entwickelt worden, die über eine hohe magnetische Permeabilität verfü-gen und auf den ferromagnetischen Me-tallen Eisen, Nickel und Kobalt basieren. Die besten Effekte erzielt man mit spezi-ellen „Sandwich-Platten“, die aus einem dreischichtigen Blech mit den Lagen Alu – ferromagnetisches Blech – Alu bestehen.

Diese metallischen Werkstoffe haben je-

-fusionssperre, die zu Kondensationspro-blemen und ggf. Schimmelpilzbildung führen kann).

-sen Fenster und Türen auch abge-schirmt werden, daher nur für Labor-zwecke geeignet, nicht jedoch an Wän-den im Wohnungsbau und in Büros.

-türlichen Erdmagnetfeldes.

● Aktive Raumkompensation des MagnetfeldesHier wird für einzelne Räume oder –

bei entsprechend homogenem Magnetfeld

100 IKZ-HAUSTECHNIK 7/2012

Bild 11: Je ein Sensor und zwei Aktoren zur Summenstrom-Kompensation auf zwei elek-trischen Hausanschlussleitungen.

Bild 12: Verlegung von „Sandwich“-Abschirm-blechen im Fußbodenbereich über einer 10-kV-Erdleitung.

Bild 13: Lage der Kompensationsschleifen in der Hausfassade.

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Umgangssprachlich wird der Be-griff "Abschirmung" im Sinne einesSchwarz-Weiss-Denkens häufig als"Totalabschirmung" verstanden, wieeine Barriere, die man errichten kannund die "nichts mehr durchlässt".

I.d.R. führt eine Abschirmungaber zu einer mehr oder weniger star-ken Abschwächung bzw. Dämpfungder einfallenden Immission auf einbestimmtes Maß (fachlich als"Schirmdämpfung" bezeichnet), sel-ten zu ihrem Verschwinden unter dieNachweisbarkeitsgrenze.

Um die Wirksamkeit einer Ab-schirmung zu beschreiben, benötigtman einen Maßstab zur Quantifizie-rung der Schirmdämpfung. Hierzukönnen drei Größen herangezogenwerden, die den gleichen Sachver-halt lediglich unterschiedlich aus-drücken:• Schirmdämpfungsfaktor• Schirmwirkungsgrad (in Prozent)• Schirmdämpfung im logarithmi-

schen Maßstab: DezibelDer Schirmdämpfungsfaktor

antwortet auf die Frage: "AUF wel-chen Bruchteil verringert sich dieImmission?" (z.B. auf ein Zehntel).Hierbei ist zu beachten, dass dieStrahlungsdichte proportional zumQuadrat der Feldstärke ist. Beträgtder Dämpfungsfaktor für die Feld-stärke beispielsweise 2, so hat er für

die Strahlungsdichte den Wert 22 =4. Die Angabe eines Dämpfungsfak-tors macht also nur Sinn, wenn manzu dem Wert mit angibt, ob er sich aufdie Strahlungsdichte oder auf dieFeldstärke bezieht.

Der Schirmwirkungsgrad ant-wortet auf die komplementäre Frage:"UM welchen Anteil verringert sichdie Immission?" (z.B. um neunZehntel bzw. 90 %). Auch hier ist dieAngabe erforderlich, ob sich derWert auf die Strahlungsdichte oderdie Feldstärke bezieht. Die Summevon Schirmwirkungsgrad und Kehr-wert des Schirmdämpfungsfaktorsergibt immer Eins.

In der Technik ist es üblich, Ver-hältnisse von zwei Größen mit glei-cher Maßeinheit, die sich über einegroße Spanne von mehreren Zehner-potenzen erstrecken – wie es z. B.beim Schirmdämpfungsfaktor derFall ist – , im logarithmischen Maß-stab anzugeben. Dies hat den Vorteil,dass sehr große bzw. sehr kleineWerte in eine "handliche" Größen-ordnung transformiert werden. Einsolcher Maßstab ist das Dezibel (dB),welches das logarithmische Verhält-nis ausdrückt. Als weiterer Vorteil istdie Angabe der Schirmdämpfungin Dezibel unabhängig davon, ob siesich auf Strahlungsdichten oder aufFeldstärken bezieht oder, salopperausgedrückt: "dB sind dB!". Wirkprinzipien der Hochfrequenz-Abschirmung

Trifft eine elektromagnetischeWelle auf ein HF-dämpfendes Ele-ment, wie z.B. eine Gebäudewand,so tritt sie mit verringerter Intensitätauf der anderen Seite aus. Für dieseVerringerung gibt es im Wesentli-chen zwei Ursachen:• ein Teil der Welle wird von der

Wand reflektiert oder/und• ein Teil der Welle wird in der

Wand absorbiert und in Wärmeumgewandelt.

An sehr gut leitenden metalli-schen Blechen und Folien erfolgteine Totalreflexion der Welle. DieReflexion findet unmittelbar an derOberfläche statt; entscheidend fürihre Stärke ist daher weniger die Di-cke des Materials, als vielmehr einemöglichst hohe elektrische Leitfä-higkeit. Die Ausprägung der Reflexi-on und damit der Schirmwirkung istüberdies unabhängig davon, ob dasmetallische bzw. metallisierte Ele-ment geerdet ist oder nicht. Bei allenHF-Abschirmmaterialien auf metal-lischer Basis – und das ist die über-wiegende Mehrzahl der angebotenenAbschirmprodukte – überwiegt derAnteil der Reflexion bei weitem; dieAbsorption ist demgegenüber fastvernachlässigbar.

Bei massiven Baustoffen kann derAnteil der Absorption höher sein. ImGegensatz zur Reflexion steigt derAnteil der Absorption mit zuneh-mender Materialdicke. Aus ver-ständlichen Gründen wäre eigentlichder Einsatz von Produkten mit über-wiegender Absorption wünschens-werter als mit überwiegender Refle-xion.

Zur Hochfrequenz-Abschirmungvon Gebäuden können Baumateriali-en eingesetzt werden, die "von Naturaus" eine hohe Schirmdämpfung auf-weisen. Wo diese nicht ausreichtoder entsprechende Baumaterialienaus anderen Gründen nicht verwen-det werden können, kann die Schirm-dämpfung durch entsprechende spe-zielle Abschirmmaterialien erhöhtwerden.

Die Schirmdämpfung der meis-ten Materialien ist häufig sehr starkfrequenzabhängig. Bei der Auswahleines entsprechenden Bau- oder Ab-schirmmaterials ist es daher notwe-nig zu wissen, in welchen Frequenz-bereichen eine hohe Schirmdämp-fung gefordert wird. In [4] sind füreine Fülle von Bau- und Abschirm-

Abschirmung von Funkwellen (Mobilfunk, Radar, WLAN, DECT ...) Im Zusatzprogramm des Baubiologischen Kongresses am 5.-7. Mai 2006 in Bad Endorf referierten die Bau-biologen Dr.-Ing. Dietrich Moldan und Dr.-Ing. Martin H. Virnich über die Abschirmung von Funkwellen. Sieführten die Zuhörer in die Grundlagen der Hochfrequenz-Abschirmtechnik ein, zeigten die Vielfalt der heuteam Markt verfügbaren Abschirmmaterialien und ihre unterschiedlichen Eigenschaften auf, erläuterten diefachgerechte Vorgehensweise bei Abschirmmaßnahmen und gaben mit einer Fülle von Beispielen aus der ei-genen Praxis einen Einblick in die Erfolgsmöglichkeiten einer effektiven Hochfrequenzabschirmung, aberauch in die zu überwindenden Probleme und Fehlermöglichkeiten.

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materialien die Frequenzabhängig-keiten wiedergegeben.

Außer der Frequenzabhängigkeitmüssen aber zur Erzielung einer ho-hen Schirmdämpfung noch weitereFaktoren beachtet werden.

"Löcher" in der AbschirmungEs ist selbstredend, dass die Ab-

schirmung in Richtung der einfallen-den Welle geschlossen sein mussund keine "Löcher" aufweisen darf.Weist eine Wand in dieser RichtungÖffnungen auf (z. B. Fenster, Türen),so sind diese unbedingt in die Ab-schirmmaßnahmen mit einzubezie-hen - mit entsprechend angepasstenMaterialien natürlich.

Einen besonderen Hinweis ver-dient die Tatsache, dass bereits rela-tiv kleine Lücken ein gut Teil derSchirmwirkung zunichte machenkönnen. Hierin unterscheidet sichdie Hochfrequenzabschirmung nichtvom Schall- oder Wärmeschutz, woebenfalls hermetisch geschlosseneOberflächen Voraussetzung für denErfolg der Maßnahmen sind.

Bereits ein nicht abgeschirmterFensterrahmen (z.B. aus Holz) kanndazu führen, dass die gute Schirm-wirkung eines hochwertigen Wär-me- oder Sonnenschutzglases undeiner möglicherweise mit hohemAufwand abgeschirmten Wandkon-struktion stark beeinträchtigt wird.Wie stark sich solche "Schlitze" inder Oberfläche einer Abschirmungauswirken, hängt wesentlich von derräumlichen Lage des Schlitzes (hori-zontal oder vertikal) und von der Po-larisationsebene (dies ist die Ebeneder elektrischen Feldstärke) der ein-fallenden Welle ab.

Bau- und Abschirmmaterialienfür den praktischen Einsatz

Für den Fall des Neu- bzw. Um-baus oder der Sanierung steht heuteam Markt eine ganze Fülle vonHochfrequenz-dämpfenden Bauma-terialien und speziellen Abschirm-materialien zur Verfügung.

Die verschiedenen Bau- und Ab-schirmmaterialien lassen sich wiefolgt klassifizieren:

• Massive Baustoffe wie Kalk-sandstein, Ziegel, Beton, Lehm(inkl. Lehm-Abschirmputz)

• Holzkonstruktionen

• Trockenausbau (Holz- und Gips-werkstoffe)

• Fassaden und Wärme-Dämm-stoffe

• Wandbeschichtungen innen (Ta-peten, Farben)

• Fenster, Türen und Zubehör(Fensterrahmen, Fenstervergla-sungen, Türrahmen, Türfüllun-gen, Rollläden, Jalousien)

• Dachbaustoffe• Textilien (Gardinen, Vorhänge,

Bett-Baldachine)

Teilweise gehen Produkt-Weiter-entwicklungen, die originär anderenZielen dienen, wie z.B. dem Wärme-schutz, auch mit einer wesentlichenVerbesserung der HF-Schirmdämp-fung einher. Dies ist z.B. bei denheutigen Wärme- und Sonnen-schutzverglasungen der Fall (s. [5]).

Andererseits gibt es konventio-nelle Produkte, die durch Zusatzaus-rüstungen eigens HF-dämpfend ge-macht werden, um quasi "zwei Flie-gen mit einer Klappe zu schlagen".Beispiele hierfür sind Putz-Armie-rungsgewebe und Insektenschutz-gitter. Eine hierbei gerne verwende-te Möglichkeit besteht im Einbrin-gen eines sehr dünnen Metallfadensin die Gewebestruktur dieser Pro-dukte. Bei allen maschenförmigenProdukten gilt die Regel, dass dieSchirmdämpfung von der Maschen-weite abhängt und prinzipiell mit zu-nehmender Frequenz sinkt. Unter-schiede der Schirmdämpfung zwi-schen D-Netz und E-Netz bzw.UMTS können bei solchen Produk-ten je nach Maschenweite beträcht-lich sein. Da davon auszugehen ist,dass auch in Zukunft weiterhin im-mer höhere Frequenzbereiche fürBreitenanwendungen der Telekom-munikation erschlossen werden,sollte auch vorausschauend auf einegenügend kleine Maschenweite ge-achtet werden.

Auch speziell zu HF-Abschirm-zwecken entwickelte textile Gewebeverwenden häufig als schirmendesElement feine Metallfäden, die inden Textilfaden eingebettet sind. Sieeignen sich zur Anfertigung von z.B.Fenster- und Türvorhängen oder zurHerstellung von Bettbaldachinen,die den gesamten Bettbereich ab-schirmen.

Als weitere, speziell entwickelteAbschirmprodukte sind z.B. Ab-

schirmtapeten und -farben für dieWandbeschichtung in Innenräumenzu nennen sowie lichtdurchlässigeFolien zur Nachrüstung von älterenFensterscheiben.

Die Beispiele zeigen, dass eineFülle von unterschiedlichsten Pro-dukten mit HF-Schirmwirkung zurVerfügung steht, die allerdings hin-sichtlich ihrer Tauglichkeit für dengegeben Einsatzfall sorgfältig undfachmännisch ausgewählt werdenmüssen.

Eine umfassende und solideGrundlage hierzu ist die Darstellungder Dämpfungseigenschaften voneinhundert Bau- und Abschirmmate-rialien im Frequenzbereich von 200MHz bis 10 GHz in [4].

Wichtig: Das messtechnisch fundierte Abschirmkonzept

HF-Abschirmmaßnahmen an Ge-bäuden sollten nicht blind auf Ver-dacht oder ins Blaue hinein nach demMotto "Abschirmen ist immer gut!"erfolgen, sondern auf Basis einesmesstechnisch fundierten Konzep-tes. Nur so kann gewährleistet wer-den, dass die Schwachstellen einesRaumes richtig erkannt, die Belas-tungen der Bewohner objektiv beur-teilt und effektive Maßnahmen zurBeseitigung der Schwachstellen er-griffen werden. Anderenfalls bestehtdie hohe Wahrscheinlichkeit, dassdie gewünschte Wirkung ausbleibtund viel Geld und Mühe für einenMisserfolg oder nur mäßigen Erfolgaufgewendet wurde.

Als Basis für Sanierungsmaßnah-men ist der aktuelle Ausgangszu-stand zu analysieren. Hierzu gehörtdie messtechnische Untersuchung,welche Funksysteme am Untersu-chungsort mit relevanten Immissio-nen nachweisbar sind. Dazu wird miteinem Spektrumanalysator und ge-eigneten Messantennen ermittelt, inwelchen Frequenzbereichen hoch-frequente Signale einfallen (z.B.Mobilfunk, Fernsehen, UKW-Rundfunk usw.).

Im nächsten Schritt wird die Stär-ke der Immissionen einzeln in den je-weiligen Frequenzbereichen ermit-telt. Die Stärke der Immissionen bil-det die Grundlage für die Entschei-dung, ob überhaupt Abschirmmaß-nahmen durchgeführt werden sollen.Wenn dies bejaht wird, liefern die

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Immissionsstärken der einzelnenFunkdienste wichtige Informatio-nen über die zu erzielende Schirm-dämpfung in den betreffenden Fre-quenzbereichen. Je höher die Immis-sionen, desto höher die Anforderun-gen an die Schirmdämpfung des ein-zusetzenden Materials. Es ist davonauszugehen, dass die unter Laborbe-dingungen als Material-Kennwertermittelte Schirmdämpfung in derPraxis kaum erreicht werden kann,da hier viele zusätzliche Faktoren,wie Qualität der Verarbeitung, Un-möglichkeit der lückenlosen Monta-ge usw., das Ergebnis beeinflussen.

Um zu ermitteln, an welchen Ele-menten des Raumes (Wände, De-cken, Fenster usw.) Abschirmmaß-nahmen vorzunehmen und wie wirk-sam sie sind, werden vor Ort entspre-chende Versuche mit Abschirmma-terialien durchgeführt. Dazu werdenüber die betreffenden Fenster, Wän-de, Decken usw. zweckmäßigerwei-se textile Abschirmmaterialien mithoher Schirmdämpfung gehängtbzw. gespannt, um im konkretenTest herauszufinden, welche Ab-schirmungen effizient sind und wel-che nicht.

Nach jeder Veränderung des Ab-schirm-Szenarios wird die Verände-rung der Immissionen kontrolliertund die Wirksamkeit der jeweiligenMaßnahme beurteilt.

Zusätzlich wird messtechnischüberprüft, wie die Maßnahmen zurHochfrequenzreduzierung sich aufdie Intensität der niederfrequentenelektrischen Wechselfelder auswir-ken, die aus der Hausinstallation,elektrischen Geräten und Gerätean-schlussleitungen stammen. Diesekönnen nämlich an großflächig leit-fähige Abschirmungen ankoppelnund so zu einer Erhöhung der elektri-schen Feldstärke führen (s.u.).

Aus den vor Ort gewonnenen Er-kenntnissen und in Abstimmung mitdem Auftraggeber werden geeigneteEmpfehlungen hinsichtlich der ab-zuschirmenden Raumkomponenten(Fenster, Wände usw.) und der Artder einzusetzenden Abschirmmate-rialien erarbeitet. Umsetzung des Abschirmkonzepts

Die Umsetzung des erarbeitetenAbschirmkonzeptes bedarf einer

gründlichen und sorgfältigen Arbeitbis ins Detail. "Pfusch am Bau" -auch in für den konventionellenHandwerker mutmaßlichen Klei-nigkeiten - kann den Erfolg der Maß-nahmen drastisch reduzieren. Hierbesteht i.d.R. zu Beginn der Arbei-ten erheblicher Aufklärungs- undInformationsbedarf für die Hand-werker. Eine kontinuierliche Be-gleitung und Kontrolle der Arbeitenist aus Erfahrung dringend ange-zeigt.

Ein Beispiel aus der Praxis solldies deutlich machen. Der Auftrag-geber einer Mobilfunkmessung hatseinen Schlafbereich im Dachge-schoss eines jüngst errichtetenMehrfamilienhauses. Auf dem Dachdes gegenüberliegenden Hausessind in ca. 30 m Entfernung die An-tennen einer Mobilfunk-Basisstati-on installiert. Eine Sektorantenneweist mit ihrer Hauptstrahlrichtungdirekt auf den Schlafbereich. DieDachdämmung des Mehrfamilien-hauses ist als Zwischensparrendäm-mung mit Mineralwolle ausgeführt;die Mineralwolle ist mit Alumini-umfolie kaschiert. Normalerweisewerden die seitlich über die Mineral-wolle überstehenden Aluminium-fahnen bei der Montage auf denDachsparren befestigt. Die überste-henden Aluminiumfahnen der inden Nachbarfeldern befindlichenMineralwollebahnen werden dannauf die bereits befestigte Alumini-umfolie getackert, um eine mög-lichst geschlossene Ebene für dieDampfsperre zu erzielen. Üblicher-weise wird anschließend die Über-lappungsfuge zusätzlich mit einemAluminiumstreifen verschlossen.Bei sorgfältiger Arbeit wird auf die-se Weise eine geschlossene, mitAluminium abgedeckte Fläche her-gestellt, die - als "Nebeneffekt" -auch eine sehr gute Hochfrequenz-dämpfung aufweist.

Bei der Messung wurde jedochfestgestellt, dass hier offensichtlichnicht ordentlich gearbeitet wordenwar. Es waren deutliche Unterschie-de in der Strahlungsdichte messbar,wenn mit der Messantenne horizon-tal entlang der Dachschräge verfah-ren wurde. Es waren um ca. 11 Dezi-bel höhere Werte in einem festenRaster feststellbar, das genau demSparrenabstand entspricht (vgl.Spektraldiagramm).

Die Mobilfunkmessungen außer-halb des Raumes - Messantennedurch das geöffnete Dachfensternach außen gehalten - und im Raum- im Bereich der Sparren und zwi-schen den Sparren - ergaben Immis-sionen gemäß Tabelle 1.

Eine ordentlich durchgeführteMontage der Wärmedämmung mitAluminiumkaschierung und vor-schriftsmäßiges Überkleben derStöße hätte neben der Schaffung ei-ner funktionsfähigen Dampfsperreauch diesen messtechnisch nachge-wiesenen Mangel der Hochfre-quenz-Abschirmung vermieden.

Wirksamkeitskontrolle der durchgeführten Maßnahmen

Nach erfolgter Sanierung emp-fiehlt sich dringend eine messtechni-sche Überprüfung der Hochfre-quenz-Immissionen, um sicherzu-stellen, dass bei der Sanierung keineFehler aufgetreten sind und das Kon-zept auch wirklich erfolgreich umge-

Schemat. Zeichnung der Dachschräge

* Dämpfung gegenüber der Messung draußen, vor dem Dachfenster

Tab. 1: Ergebnisse der Dämpfungsmessungen

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setzt werden konnte. Wurden die Ab-schirmziele nicht erreicht, so ist denUrsachen nachzugehen und eineNachbesserung vorzunehmen.

Auswirkungen der HF-Abschir-mung auf niederfrequente elektri-sche Felder / Sicherheitsaspekte

Für Abschirmzwecke eingesetz-te Materialien sind durchweg elek-trisch gut leitfähig bis hoch leitfähig,die abgeschirmten Flächen i.d.R.groß. Aufgrund dieser Eigenschaf-ten kann es leicht zu Ankoppeleffek-ten niederfrequenter elektrischerWechselfelder der Stromversorgung(50 Hz) an die Abschirmflächenkommen. Wird z.B. eine 230 V-Netzleitung in der Nähe einer leitfä-higen Fläche oder direkt über die Flä-che geführt, so breitet sich das vorherlokal beschränkte elektrische Feldder Leitung über die gesamte Flächeaus.

Die Wirksamkeit der Hochfre-quenz-Schirmdämpfung ist auchohne Anschluss der Abschirmflä-chen an das Erdpotential gegeben.Werden sie jedoch geerdet, so wirddie oben beschriebene Ausbreitungniederfrequenter elektrischer Wech-selfelder über diese Flächen verhin-dert; gleichzeitig erreicht man eineAbschirmung der elektrischenWechselfelder, die von den hinterder Abschirmung liegenden Leitun-gen (z.B. in der Wand) ausgehen.

Als unerfreuliche Kehrseite derErdungsmaßnahme muss allerdingsin Kauf genommen werden, dassman nun das Erdpotential großflä-chig und sehr nahe an die im Raumbefindlichen Leitungen sowie elek-

trischen Geräte "herangeholt" hat.Die Höhe der elektrischen Feldstär-ke ist jedoch u.a. abhängig vom Ab-stand zwischen Feldquelle (Verlän-gerungskabel, Anschlussleitungen,Steh- und Tischleuchten, in Betriebbefindliche Geräte) und dem Erdpo-tential als Feldsenke. Somit bestehtdas Risiko, nun zwar die hinter derAbschirmung liegenden Feldquellenwirksam gedämpft zu haben, gleich-zeitig aber die Feldstärke, die vonden im Raum befindlichen Feldquel-len verursacht wird, zu erhöhen. Obund in wie weit dies der Fall ist, mussmesstechnisch überprüft werden.Ggf. sind dann zusätzliche Maßnah-men der Emissionsreduzierung fürdie niederfrequenten elektrischenWechselfelder erforderlich. Diesekönnen z.B. in der Verwendung ab-geschirmter Leitungen bestehenoder im Einbau von Netzabkopplern("Netzfreischalter").

Aus einem weiteren Aspekt istdie Erdung der leitfähigen Ab-schirmflächen dringend angezeigt,nämlich aus Gründen des Personen-und Sachschutzes. Denn wenn durcheinen Defekt oder den berühmtenBildernagel in der Wand die Ab-schirmfläche auf 230 V-Netzpotenti-al gelegt wird, so besteht Brandge-fahr und Lebensgefahr bei Berüh-rung. Tritt dieser Fall bei geerdeterFläche auf, so ist zumindest die Le-bensgefahr nicht mehr gegeben. Daes sich bei den Abschirmmaterialienaber häufig um dünne leitfähige Flä-chen handelt, die nicht in der Lagesind, den Auslösestrom der Strom-kreissicherung von i.d.R. 16 Amperezu tragen, besteht dennoch das Risi-ko eines Brandes. Daher sollten alleelektrischen Leitungen, die in einerabzuschirmenden Wand verlaufen,aus Gründen des Personen- undSachschutzes über einen Fehler-strom-Schutzschalter (FI) mit 30 mAAuslösestrom geführt sein.

Die Erdungsanschlüsse an denAbschirmungen dürfen nicht nurpunktuell, sondern müssen über einegrößere Fläche kontaktiert werden.Auf eine massive und robuste, me-chanisch belastbare, dauerhafte Aus-führung ist großer Wert zu legen; essollte möglichst das Original-Er-dungszubehör des jeweiligen Her-stellers verwendet werden. Bei derErdung sind die einschlägigen VDE-Vorschriften zu beachten. Selbstre-

dend dürfen die Erdungsmaßnahmennur von einer Elektrofachkraft vor-genommen werden.

Literatur[1] Virnich, Martin H.; Moldan, Dietrich:Möglichkeiten und Vorgehensweise zurfachgerechten Hochfrequenz-Abschirmung;in: "Energieversorgung & Mobilfunk", Ta-gungsband der 3. EMV-Tagung des Berufs-verbandes Deutscher Baubiologen - VDBe.V., 01.-02. April 2004 in Würzburg; ImVerlag des AnBUS e.V., Fürth 2003, ISBN 3-9808428-4-3; S. 95-114; Bezugsmöglich-keit: info@baubiologie.net

[2] Moldan, Dietrich; Virnich, Martin H.:Praktische Beispiele der Hochfrequenz-Ab-schirmung von Gebäuden; in: "Energiever-sorgung & Mobilfunk", Tagungsband der 3.EMV-Tagung des Berufsverbandes Deut-scher Baubiologen - VDB e.V., 1.-2.4.04 inWürzburg; Im Verlag des AnBUS e.V., Fürth2003, ISBN 3-9808428-4-3; S. 115-137; Be-zugsmöglichkeit: info@baubiologie.net

[3] Pauli, Peter; Moldan, Dietrich (Hrsg.:Bayerisches Landesamt für Umweltschutz):Schirmung elektromagnetischer Wellen impersönlichen Umfeld; kostenlose Informati-onsbroschüre des Bayerischen Landesamtesfür Umweltschutz (LfU), Bürgermeister-Ul-rich-Straße 160, 86179 Augsburg, Tel. 0821-9071-0, Infostelle "EMF" 0821-9071-3518,Fax 0821-9071-5556, Email poststel-le@lfu.bayern.de, Mai 2003

[4] Pauli, Peter; Moldan, Dietrich: Reduzie-rung hochfrequenter Strahlung - Baustoffeund Abschirmmaterialien, 2. Auflage 2003;Eigenverlag Dr.-Ing. Dietrich Moldan, AmHenkelsee 13, 97346 Iphofen, Tel. 09323-8708-10, Fax 09323-8708-11, Emailinfo@drmoldan.de

[5] Dierssen, Ulrich K.; Hornyak, Paul:HF-Dämpfung von Wärmeschutz- und Son-nenschutzverglasung; in: Wohnung + Ge-sundheit Nr. 110/Frühjahr 2004; S. 41,www.baubiologie.de

[6] Runge, Martin; Sommer, Frank; Ober-feld Gerd (Hrsg.): Mobilfunk, Gesundheitund die Politik - Streitschrift und Ratgeber;agenda Verlag Münster 2006; ISBN-10: 3-89688-288-0; Bezug über den Buchhandeloder direkt bei konzept: grün GmbH, Fasa-nenweg 44a, 82194 Gröbenzell, Tel.: 08142-597152, Email: dialog@konzept-gruen.de

[7] Martin Schauer, Martin H. Virnich.:Baubiologische Elektrotechnik - Grundla-gen, Feldmesstechnik u. Praxis der Feldredu-zierung; Hüthig & Pflaum Verlag GmbH &Co. Fachliteratur KG München/Heidelberg,2005; ISBN 3-8101-0167-2; www.huethig.de/shop/product.html?id=136493

Dr.-Ing. Martin H. VirnichDr.-Ing. Dietrich Moldan

Baubiologen IBNVDB e.V.

Berufsverband Deutscher Baubiologen

Spektraldiagramm D-NetzObere Kurve: Messung vor den SparrenUntere Kurve: Messung zwischen den Sparren

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Elektrosmog - Wohngifte - Pilze

Grundsätzliche fachgerechte Vorgehensweise

Die prinzipielle fachgerechte Vor-gehensweise bei der Durchführung von Hochfrequenz-Abschirmungen ist in dem Beitrag „Abschirmung von Funkwellen (Mobilfunk, Radar, WLAN, DECT ...)“ in Wohnung + Gesundheit Nr. 121, 2006, S. 33-36 beschrieben. Sie basiert auf der Erstellung eines messtechnisch fundierten Abschirmkonzepts mit Messungen und Abschirmtests vor Ort, einer detaillierten Kenntnis der HF-Dämpfung von marktgän-gigen Baustoffen und speziellen HF-Abschirmmaterialien sowie auf professionellem Know-how zur Ver-meidung bzw. Erkennung von grö-ßeren 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 meis-ten Materialien ist mehr oder weni-ger stark frequenzabhängig. Es gibt Werkstoffe, die bei niedrigen Fre-quenzen sehr gut abschirmen und mit steigender Frequenz immer schlech-ter – wie auch umgekehrt. Außerdem gilt es, immer wieder aufkommende

„Halbinformationen“ sachlich fun-diert zu hinterfragen. So wird z.B. dem in baubiologischen Kreisen sehr geschätzten Naturbaustoff Holz oft eine gute Schirmwirkung nach-gesagt – was aber nur korrekt ist, wenn man Massivholz mit 40-50 cm Wandstärke einsetzt. Außerdem gibt es leider immer wieder Her-steller, die geradezu Irreführung des Verbrauchers betreiben, indem sie die „phantastische“ Dämpfung ihres Materials nur bei einer ein-zelnen Frequenz oder in einem eng beschränkten Frequenzbereich ange-ben – und verschweigen, dass außer-halb dieses Frequenzbereiches die Dämpfung wesentlich schlechter ist.Umfassende und messtechnisch in einem unabhängigen Labor über-prüfte 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.: Redu-zierung hochfrequenter Strahlung – Baustoffe und Abschirmmaterialien (auch beim Institut für Baubiologie + Oekologie erhältlich / Neuauflage: Ende 2008). Moderne Wärme- und Sonnenschutz-verglasungen 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 Sonnenschutzver-glasung“ in Wohnung + Gesundheit Nr. 110, 2004, S. 41.

Abschirmtechnische „Problem-zonen“ (er)kennen und vermeiden

Prinzipbedingte potentielle Problem-zonen einer Abschirmung sind die Stoßstellen von z.B. zwei benachbar-ten Bahnen Abschirmgewebe oder

-tapeten. Hier ist detailliertes und professionelles Know-how gefragt, um nicht durch vielleicht geringfü-gig erscheinende Ungenauigkeiten bei der Ausführung einen großen Teil möglicher Abschirmwirkung

„zu verschenken“. Wesentlich für die Sicherstellung der HF-„Dicht-heit“ sind z.B. die Fragen der für das jeweilige Abschirmmaterial kor-rekten Befestigungstechnik (nageln,

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 Abschirmmate-rialien zur Verfügung, deren Wirksamkeit jedoch mit dem professionellen Know-how bei der konkreten Anwen-dung 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!

Korrekte Anfertigung einer Kappnaht mit Kupfergewebe Fotos: H.

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tackern oder schrauben), der erfor-derliche Mindestabstand der Befes-tigungselemente untereinander, die angepasste Materialauswahl der Befestigungselemente, die mecha-nische Ausführung der Überlappung, z.B. in Form einer Kappnaht usw. Gerade bei diesen Fragen können scheinbar winzige und unbedeu-tende Details einen großen Ein-fluss auf den Erfolg bzw. Misserfolghaben. Speziell zur Klärung dieser Fragen und zur praxisbezogenen Vermitt- lung der notwendigen Fachkennt-nisse diente im Rahmen der Iphö-fer Messtechnik-Seminare (IMS) der dreitägige „Workshop zur fach-gerechten HF-Abschirmung“, der im Oktober 2007 mit Erfolg durchgeführt wurde und am 1.-3. Oktober 2008 wiederholt wird (Info siehe Kasten).

HF-Abschirmung und Wärmedämmverbundsystem

Die Auswahlpalette infrage kom-mender Abschirmmaterialien bzw. ihre Befestigung hängt u.a. von der Bauweise des Gebäudes ab: Leicht- und Holzbau, Massivbau verputzt oder verklinkert, Kerndämmung oder Außendämmung, ggf. mit Wär-medämm-Verbundsystem (WDV). In einem weiteren Schwerpunkt des

Abschirm-Workshops wurden daher HF-Abschirmungen im Zusammen-hang mit WDV behandelt. Hier sind wichtige und auch kostenrelevante Fragen, ob das Abschirmgewebe gleichzeitig als Putzträger dient oder ob zusätzlich ein normaler Putzträ-ger in einer eigenen Schicht erfor-derlich ist, welcher Hersteller von Abschirmprodukten mit welchem WDV-Hersteller kooperiert und ob die Produkte – auch und gerade im gemeinsamen Einsatz – bauaufsicht-lich zugelassen sind. Hieran knüpfen sich z.B. grundlegende Fragen der Gewährleistung.

Lebenswichtige Sicherheits-aspekte: Erdung und Blitzschutz

Was nutzt die wirksamste HF-Abschirmung, wenn sie nicht sicher ist und eine Gefahr für die Haus-bewohner durch Stromschlag dar-stellt? 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 Potentialaus-gleich (Erdpotential) des Gebäudes einbezogen werden. Damit werden sie Teil der Elektroanlage und unter-liegen prinzipiell den allgemei-nen Regeln der Technik, z.B. DIN/VDE. In diesen Vorschriften werden jedoch keine konkreten Hinweise für das Einbeziehen von großflächigen Abschirmungen in den Potentialaus-gleich aufgeführt. Es muss daher für jede Elektroanlage fachmännisch geprüft werden, ob die grundsätz-lichen Bedingungen für das Einbe-ziehen 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 sicherheitsrele-

vante Zusammenhänge und Abhän-gigkeiten zu beachten. So sind z.B. folgende Fragen zu berück-sichtigen: Wie hängen Potential-ausgleich der Gebäudeinstallation und Blitzschutzerde zusammen? Welche Abstände müssen zwi-schen Abschirmung und Elementen der Blitzschutzanlage eingehalten werden (Näherungsproblematik)? Welche Lösungsmöglichkeiten gibt es, wenn die Näherungsabstände zu gering sind? Wie verhalten sich die verschiedenen HF-Abschirm-materialien und ihre Anschlüsse an den Potentialausgleich im Fall eines Blitzschlags?Antworten zu diesen sicherheitsre-levanten Themen, für die auch der Baubiologe ein hohes Maß an Verant-wortung trägt, gibt das VDB-Semi-nar „Erdung von Abschirmungen und Blitzschutz in der Baubiolo-gie“ am 17. Juni 2008 in Neumarkt/Oberpfalz, das bei der Fa. Dehn + Söhne, einem führenden Spezialis-ten in Sachen Blitzschutz, u.a. auch im Hochspannungs- und im Hoch-stromlabor mit entsprechenden Experimenten durchgeführt wird (Info siehe Kasten).

Dr.-Ing. Martin H. Virnich, Mönchengladbach

www.baubiologie-virnich.deBaubiologe IBN, Berufsverband

Deutscher Baubiologen VDB e.V.

VDB-Seminar „Erdung von Abschirmungen und Blitz-schutz in der Baubiologie“ am 17. Juni 2008 in Neumarkt, Berufsverband Deutscher Baubiologen, Info unter www.baubiologie.net

„Workshop zur fachgerechten HF-Abchirmung“ am 1.-3. Oktober 2008, Iphöfer Messtechnik-Seminare (IMS), Info unter www.drmoldan.de

Einbetten von feindrähtigem Kupfer-gewebe in einer dünnen Putzschicht

Foto: J. Tomitsch

Elektrosmog - Wohngifte - Pilze

31Wohnung + Gesundheit 9/13 - Nr. 148

„Smart X“: Ein globales Phänomen

Die Einführung der so genannten „Smart Meter“ („intelligente“ elek-tronische Stromzähler) ist nicht etwa ein deutsches oder europäisches Phä-nomen, sondern wird zurzeit nahezu weltweit in Angriff genommen. Bei-spielsweise ist in Italien, Schweden und Finnland die Umstellung auf die neuen Zähler praktisch schon abge-schlossen; in vielen anderen europä-ischen Staaten läuft der „Roll Out“. In den USA und Kanada sind bereits Millionen von Smart Metern in-stalliert und auch im bevölkerungs-reichen 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 Ver-bund mit dem „intelligenten“ Strom-versorgungsnetz (Smart Grid) und dem „intelligenten“ Gebäude (Smart Building bzw. Smart Home) gesehen werden.

Gesetzliche Regelungen zum „Smart Metering“

Deklariertes Ziel der neuen Tech-nik ist eine höhere Energieeffizienz bzw. das „Stromsparen“ in Verbin-dung mit einer Liberalisierung des Messwesens bei Strom und Gas; der Anstoß dafür kommt von der Euro-päischen Union. Die Einführung der Smart Meter in den Staaten der europäischen Gemeinschaft basiert

auf der Europäischen Richtlinie zur Endenergieeffizienz und zu Ener-giedienstleistungen (EDL 2006/32/EG).Die Richtlinie nimmt insbesonde-re Einfluss auf das Messwesen des „Stromverbrauchs“. Hier ist vor-gesehen, dass alle Endkunden (die jetzt „Letztkunden“ heißen) vom Energieversorger (jetzt „Verteil-netzbetreiber VNB“) solche Zähler erhalten, die ihnen eine wesentlich höhere Transparenz als bisher über ihren Stromverbrauch mittels aktu-eller Verbrauchsmessung und -über-wachung ermöglichen. Durch den Abbau von Lastspitzen und eine zeitlich gleichmäßigere Auslastung des Versorgungsnetzes soll für den VNB die Energieeffizi-enz und damit die Wirtschaftlichkeit der Stromversorgung gesteigert wer-den. Auch soll die Abrechnung des Verbrauchs nicht mehr nur jährlich, sondern auf Wunsch des Letztkun-den auch in kürzeren Intervallen er-folgen.Die Umsetzung in nationales Recht wird in den einzelnen EU-Staa-ten unterschiedlich gehandhabt. In Deutschland soll gemäß Bundes-tagsbeschluss vom 6. Juni 2008 die Einführung der „intelligenten“ Zäh-ler 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 Ener-giewirtschaftsgesetzes (EnWG) im

Rahmen des Integrierten Energie- und Klimaprogramm (IEKP). Bereits seit dem 1. Januar 2010 müs-sen laut Gesetz bei allen Neubauten und bei Totalsanierungen kosten-neutral intelligente Zähler für Strom und Gas eingebaut werden, die in ein Kommunikationsnetz eingebun-den sind und den tatsächlichen Ener-gieverbrauch 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 häu-fig noch weit hinterher.Auf Wunsch des Kunden ist der VNB verpflichtet, eine monatliche, vierteljährliche oder halbjährliche Abrechnung zu vereinbaren. Die Verteilnetzbetreiber müssen außer-dem spätestens seit dem 30. Dezem-ber 2010 für Letztkunden einen Tarif anbieten, der einen Anreiz zur Ener-gieeinsparung gibt.Die Einbindung des intelligenten Zählers in ein Kommunikations-netz bedeutet die Möglichkeit zur Fernablesung. Dies ist natürlich für den VNB ein sehr interessanter As-pekt, der ein nicht unbeträchtliches Rationalisierungspotential enthält. Für die Fernablesung ist aber eine zusätzliche Eigenschaft des intelli-genten Zählers vonnöten: Er muss nicht nur die Verbrauchsdaten au-tomatisch erfassen und speichern, sondern er muss auch noch mit der Abrechnungszentrale des VNB über

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, Bürgerin-itiativen in vielen Ländern sind skeptisch und sehen den Einsatz kritisch. Die Darstellungen gehen von Glorifi-zierung 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.

Artikel aus ”Wohnung + Gesundheit” Nr. 148/2013IBN - Institut für Baubiologie + Ökologie, D-83115 Neubeuern • www.baubiologie.de

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eine geeignete Datenschnittstelle kommunizieren. Hierfür können drahtgebundene informationstech-nische Leitungen eingesetzt werden (z.B. DSL- oder Glasfaserleitungen), aber auch Funklösungen oder PLC-Anwendungen (Powerline Commu-nication), 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 (elek-trische, magnetische, elektromagne-tische Felder) ausgesetzt sieht.Ein weiterer Aspekt ist, dass im Zuge der „Energiewende“ ein im-mer größerer Anteil der elektrischen Energie durch erneuerbare Energien abgedeckt wird. Deren Verfügbar-keit ist aber von Wetter, Klima und Tageszeit abhängig und damit nicht so gut steuerbar wie bei Verbren-nungs- und Kernkraftwerken. Wenn das Angebot an elektrischer Energie aber nicht mehr so gut regelbar ist, so muss man zum Ausgleich versu-chen, die Nachfrage zu steuern. Dies kann durch finanzielle Anreize an den Letztkunden geschehen, indem man zu Zeiten einer starken Nach-frage hohe Tarife und zu Zeiten von schwacher Nachfrage oder bei einem

Angebotsüberschuss (z.B. wegen anhaltend überdurchschnittlich star-kem Wind) niedrige Tarife anbietet, die sich aber nicht gänzlich in ein planbares Zeitschema einordnen las-sen, sondern – zumindest teilweise – vom aktuellen Wettergeschehen ab-hängen können.Durch die Integration des Smart Me-ters mit dem ebenfalls „intelligenten“ Versorgungsnetz („Smart Grid“) einerseits und „intelligenten“ Elek-trogeräten im Rahmen eines „Smart Home“ andererseits ist zukünftig ge-plant, dass die Einschaltung von Ver-brauchern mit größerem Leistungsbe-darf, deren Betrieb nicht zeitkritisch ist – wie beispielsweise Waschma-schine, Wäschetrockner und Spül-maschine – 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 Netz-betreiber) sowie die verbrauchende Seite andererseits (Letztkunde); s. Abb. 1+2. An der Schnittstelle dieser beiden Teilsysteme befindet sich der elek-trische Verbrauchszähler (= „Strom-

zähler“) beim Letztkunden. In der Vergangenheit wurde hierfür welt-weit der klassische elektromecha-nische Ferraris-Zähler eingesetzt. Hier ist die Drehgeschwindigkeit ei-ner im Fenster sichtbaren rotierenden Scheibe proportional zur bezogenen elektrischen Leistung. Die Rotation der Scheibe beruht auf dem Wirk-prinzip der magnetischen Induktion. Kennzeichnend für Ferraris-Zähler ist daher ein starkes magnetisches Wechselfeld in ihrer näheren Umge-bung.Der Ferraris-Zähler kann zwar den tatsächlichen Verbrauch innerhalb eines Abrechnungszeitraums wi-derspiegeln, nicht aber die Nut-zungszeit und entspricht daher nicht den Bestimmungen der EU bzw. des EnWG. Hierfür ist der Einsatz elektronischer Zähler erforderlich, welche die Verbrauchsdaten in re-gelmäßigen Intervallen erfassen und zählerintern abspeichern. So-mit können zeitliche Verlaufsprofile erstellt werden, die Auskunft über die Höhe und die Dauer der Ver-bräuche geben. Die typische Dauer eines Erfassungsintervalls, wie es in der Praxis häufig anzutreffen ist, be-trägt 15 Minuten, d.h. der Verbrauch wird im 15-Minuten-Rhythmus er-fasst und abgespeichert. Es gibt aber auch Zähler, die mit einer wesentlich feineren zeitlichen Auflösung arbei-ten und die Verbräuche im 1-Sekun-den-Rhythmus erfassen können.

Abb. 1: Der klassische Ferraris-Zähler als Bindeglied zwi-schen Erzeugerseite (links) und Verbraucherseite (rechts)

Abb. 2: Smart Meter als Bindeglied zwischen Erzeugerseite (links) und Verbraucherseite (rechts)

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Ein Vorteil der Analysemöglichkeit über die Nutzungsdauer ist für den Letztkunden, dass er aufgrund der Verbrauchstransparenz „Stromfres-ser“ erkennen und gezielt Maßnah-men zur Verbrauchsreduzierung ein-leiten kann.Ein wie oben beschrieben arbeiten-der elektronischer Zähler erfüllt ei-gentlich schon die Anforderungen der Europäischen Richtlinie EDL 2006/32/EG, ist aber noch kein „in-telligenter Zähler“ oder „Smart Me-ter“ im Sinne des EnWG, solange er die erfassten und gespeicherten Verbrauchsdaten für sich behält und nicht über eine elektronische Kom-munikationsschnittstelle regelmä-ßig weiter gibt. Mit anderen Wor-ten wird ein elektronischer Zähler erst dann zum Smart Meter, wenn er noch über ein Kommunikations-modul verfügt. Zur Übertragung der Daten vom Kommunikationsmodul an den Letztkunden oder den VNB halten die Smart Meter i.d.R. meh-rere unterschiedliche Schnittstellen bereit, die oft auch anwendungsspe-zifisch konfiguriert werden können. Dies geht vom Ethernet LAN über Powerline Communication (PLC) bis zu Funkmodulen (z.B. Mobil-funk GSM/GPRS).Es sei noch angemerkt, dass die elektronischen Smart Meter – un-abhängig von der informationstech-nischen Art der Anbindung an das Smart Grid – gegenüber den elektro-mechanischen Ferraris-Zählern den Vorteil haben, dass sie im unmittel-baren Umfeld wesentlich geringere niederfrequente magnetische Wech-selfelder erzeugen.

Smart Meter im Smart X-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

Home“ auf der Kundenseite zu seh-en (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, Note-

book oder Smartphone des Letzt-kunden zur Verbrauchsabfrage über das Internet.

Hausintern (Building/Home) sind kundenseitig noch folgende Schnitt-stellen 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 Verbrauchs-datenerfassung von Gas, Wasser und Fernwärme aber auch autono-me Systeme eingesetzt, unabhängig vom smarten Stromzähler, wobei die Daten per Funk gesendet wer-den. 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 vorgenom-menen „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, Glasfaserlei-tung) sind zu bevorzugen; PLC- und Funktechniken sollten dagegen ver-mieden werden. Ist die Sendehäufig-keit bei Funklösungen sehr gering (z.B. nur einmal täglich), so können auch diese ggf. akzeptabel sein. Vor-aussetzung dabei ist, dass nur im Ereignisfall gesendet und kein stän-diges 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 bevor-zugte Variante FTTB (Fiber to the Building) hat meistens zur Folge,

Abb. 3 : Die Datenschnittstellen eines Smart Meters

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dass zur Überbrückung der „letz-ten Meter“ innerhalb des Gebäudes Funk- oder PLC-Lösungen einge-setzt werden, welche die mit der Glasfasertechnik vermeintlich ver-miedenen EMF-Immissionen gerade erst provozieren. Betreibt der VNB sein Smart Me-tering nur per Funk-Anbindung, so besteht die Möglichkeit des Wech-sels auf einen autonomen Messstel-lenbetreiber, der die Anbindung per Festnetz anbietet. Denn seit 2008 ist nicht nur die Versorgung des Letzt-kunden mit Strom, sondern auch der Messstellenbetrieb (Verbrauchszäh-ler sind geeicht und gelten als Mess-stellen) kein Monopol des lokalen Verteilnetzbetreibers mehr, sondern unterliegt dem Wettbewerb.Betreibt der VNB sein Smart Me-tering per PLC, so kann hinter dem Smart Meter ein geeignetes Netz-filter eingebaut werden, um das PLC-Signal nicht ins Haus oder die Wohnung zu lassen und „auszusper-ren“. 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 gene-rell in der Filterkonzeption für Smart Meter-Filter ein entscheidender Un-terschied zu herkömmlichen Netz-entstörfiltern besteht. Während herkömmliche Entstörfilter das Stör-signal zu beseitigen suchen, indem sie es z.B. kurzschließen, darf dieses Prinzip in einer Umgebung mit Smart Metern und PLC nicht ange-wendet werden, da dann das Power-line-Signal kurzgeschlossen und der Smart Meter-Betrieb in der weiteren Umgebung mangels Datenübertra-gungsmöglichkeit behindert oder sogar verhindert würde. Vielmehr muss hier mit Filtern gearbeitet wer-den, die das von außen kommende PLC-Signal und evtl. Störsignale am Passieren des Filters hindern und da-mit ein Eindringen in die elektrische

Hausinstallation unmöglich machen. Bei dieser speziell für PLC ausge-legten Lösung wird das PLC-Signal auf der Seite des Energieversorgers und bei den benachbarten Häusern nicht beeinträchtigt.Zur Erstellung eines immissionsmi-nimierten Konzeptes beim Einsatz von „Smart X“ müssen zur Aus-schöpfung der Möglichkeiten zur EMF-Reduzierung einige grundle-gende Fragen beantwortet werden. Diese beziehen sich zum einen auf die informationstechnische Infra-struktur, mit welcher der lokale En-ergieversorger für die Anbindung der Smart Meter operiert, zum anderen auf das nachbarschaftliche Umfeld und zum dritten auf die eigenen An-sprüche hinsichtlich Teilnahme am Smart Metering und sonstigen Smart-Techniken. Diese Fragen lauten:1. Welche Kommunikationstechnik

setzt der lokale VNB zur Anbin-dung der Smart Meter ein?

Möchte ich eventuelle dLAN-Immissionen aus Nachbarwoh-nungen auch unterbinden?

2. Wie weit ist die nächste Nachbar-wohnung entfernt?

3. Wie sind meine Ansprüche an die Transparenz der Verbrauchs-daten?

4. Soll sich die Verbrauchsdatener-fassung auch auf Wasser / Gas / Fernwärme beziehen?

5. Möchte ich den Komfort und die Energieeinsparungsmöglich-keiten einer Gebäudeautomatisie-rung nutzen?

6. Möchte ich die Integration von Smart Grid und Smart Home so, dass mein „Smart Home“ auto-nom die Vorteile von niedrigen Tarifzeiten nutzt? Oder darf der Verteilnetzbetreiber von sei-nem Smart Grid auf mein Smart Home durchgreifen und in last-schwachen Zeiten meine bereit gehaltenen Großverbraucher ein-schalten? Oder möchte ich hier keine Automatik?

Weiterführende, detaillierte Informationen

Die Beantwortung der o.a. Fragen mit allen relevanten Lösungsmög-lichkeiten sprengt den Rahmen dieses Zeitschriftenbeitrags bei Weitem. Nun war aber das Thema „Smart Metering“ der Schwerpunkt auf der 7. EMV-Tagung des Berufs-verbandes Deutscher Baubiologen VDB e.V. am 12.-13. April 2013 in München. Die im Tagungsband [3] enthaltenen Beiträge stellen die Vorteile und Risiken des Smart Me-tering im Verbund mit Smart Grid und Smart Home dar und zeigen de-tailliert Lösungsmöglichkeiten für einen Smart Meter-Einsatz in jedem Haushalt ohne zusätzliche Belastun-gen 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 Themen-band „Smart Meter / Smart Grid / Smart Home/Smart Building“ [4] erhältlich.

Literatur und Links

[1] www.pro-smart-metering.de [2] www.stopsmartmeters.org[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

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Wie funktioniert dLAN?

Früher arbeiteten Babyphone nicht wie heute meist üblich per Funk, sondern sie nutzten die Leitungen der Elektroinstallation, um Sprachsig-nale von einem Raum (Kinderzim-mer) in einen anderen (z.B. Wohn-zimmer) zu übertragen. Heutzutage ist dieses Übertragungsprinzip für Babyphone unüblich geworden und es dominieren hier fast durchweg Funklösungen. Mit dem Aufkommen von Compu-ternetzwerken und Internetanwen-dungen in kleineren Büros und in Wohnungen war anfänglich, wenn keine Netzwerkkabel verlegt sind, das funkbasiserte WLAN (Wireless Local Area Network) nahezu selbst-verständlich. Infolgedessen werden bei baubiologischen Haus-/Schlaf-platzuntersuchungen fast regelmäßig WLAN-Immissionen aus dem eige-nen Gerät des Kunden oder aus Nach-barwohnungen festgestellt – und fast immer im Standby, d.h. das WLAN wird momentan gar nicht zur Daten-übertragung genutzt. Ähnlich wie bei „normalen“ DECT-Schnurlostele-

Achtung: Es gibt auch dLAN-Mo-dems, die zusätzlich ein WLAN-Modul enthalten. Dies ist nicht un-bedingt direkt erkenntlich, da die Antenne sich häufig innerhalb des Gehäuses befindet. Hier erfolgt die Verbindung vom dLAN-Modem zum Endgerät nicht per Kabel, son-dern drahtlos per Funk. Damit ist aus Sicht der Immissionsminimierung gegenüber dem Betrieb eines „nor-malen“ 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 Schal-ter am Modem oder in der Software-konfiguration ausgeschaltet werden. Ein dLAN erreicht heutzutage ge-nau so hohe oder sogar höhere Da-tenraten wie ein WLAN, bei meist höherer Zuverlässigkeit. Die Draht-verbindung über die Leitungen der elektrischen Energieversorgung er-weist sich meist als stabiler und zu-verlässiger als die Funkschnittstelle.

Der Wermutstropfen: Unerwünschte Abstrahlungen

Im Gegensatz zum funkbasierten WLAN erfolgt beim dLAN die Übertragung leitungsgebunden. Aus Immissionsgesichtspunkten elektro-magnetischer Felder ist dies zunächst einmal positiv. Die Leitungen der elektrischen Hausinstallation wirken aber wie Antennen und strahlen – als unerwünschte Nebenwirkung – ei-nen Teil der Signalleistung in den

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 In-dustrie das alte „Babyphon-Prin-zip“ wiederentdeckt – diesmal nicht für die Übertragung von Sprache bzw. Babygeschrei, sondern für die schnelle Datenübertragung und den Internet-/Emailzugriff per dLAN. Es gibt am deutschen Markt mittlerwei-le ca. zehn verschiedene Hersteller solcher Systeme. Abb. 1 zeigt den prinzipiellen Auf-bau eines dLAN. Die dort einge-zeichnete 230V-Leitung repräsen-tiert 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.

Internet aus der SteckdosedLAN – 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 Re-naissance für die Datenübertragung in Computernetzwerken, die als dLAN (direct LAN) oder indoor PLC (Pow-erline Communication) bezeichnet werden. In einer orientierenden Pilotstudie haben Mitglieder der Fach-gruppe Physik im Berufsverband Deutscher Baubiologen VDB e.V. untersucht, in welcher Höhe unerwünschte Abstrahlungen des hochfrequenten dLAN-Datensignals von den Leitungen der Stromversorgung erfolgen.

Abb. 1: Prinzipielle Konfiguration eines dLAN

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Raum ab. Wie stark diese Abstrah-lungen sind, wurde von den Autoren in einer orientierenden Pilotstudie untersucht. Diese erhebt nicht den Anspruch einer repräsentativen Dar-stellung, sondern soll ersten Auf-schluss über die Signalcharakteristik (gepulst/ungepulst) und die Größen-ordnung der Immissionen geben. Umfangreichere Untersuchungen unter verschiedenen wohnungsty-pischen Randbedingungen und mit unterschiedlichen dLAN-Typen sind geplant.

Signalcharakteristik

dLAN arbeiten mit einem breit-bandigen 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 verwende-ten dLAN-Modems (devolo dLAN 200 AVeasy), das den Frequenzbe-reich von ca. 1,5 MHz bis 28 MHz belegt (Kurve a). Die Messung in Abb. 2 erfolgte mittels Spektruma-nalysator direkt an der 230V-Steck-dose über einen speziellen Auskop-peladapter, der die Netzfrequenz von 50 Hz unterdrückt und nur das hochfrequente dLAN-Signal passie-ren lässt. Die vom Modem auf die Netzleitung aufgeprägte Signalspan-

nung wurde zu ca. 3,5 V mit dem Peak-Detector (Spitzenwert) gemes-sen. Der mit dem RMS-Detector ge-messene 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 Modem-typ 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 ho-hen Immissionen führen können.Die „Buckel“ in Abb. 2, Kurve a, und der Abfall des Signals zu hö-heren Frequenzen hin zeigen deut-lich 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 kei-ne Daten übertragen werden) senden die Modems permanent ein „Baken-signal“ aus. Die Höhe der Spannung im Standby und während der Daten-übertragung unterscheidet sich nur unwesentlich. Das Standby-Signal ist periodisch gepulst. Die Pulsfre-quenz beträgt beim hier verwende-ten 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 „Datenpake-

ten“ 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 glei-chen dLAN-Modems (devolo dLAN 200 AVeasy) in drei verschiedenen Häusern durchgeführt. Die Häuser liegen an der gleichen Straße unmit-telbar nebeneinander. Haus Nr. 1 ist in Massivbauweise ausgeführt und verfügt über eine Elektroinstallation mit geschirmten Leitungen. Die bei-den übrigen Häuser sind mit konven-tionellen, nicht geschirmten Elektro-installationen 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 ge-messen. Die Messpunkte wurden so ausgewählt, dass sich die Antennen in Höhe einer in der Wand verlau-fenden 230V-Leitung befanden, an der die dLAN-Modems angeschlos-

Elektrosmog - Wohngifte - Pilze

Abb. 2: a) Exemplarisches dLAN-

Signal in der Spektrumsdarstellung

b) Theoretischer Idealverlauf

(Frequenzbereich 500 kHz - 30 MHz)

Abb. 3: dLAN-Signal im Standby,

Pulsfrequenz 25 Hz (Zeitskala 130 ms)

Abb. 4: dLAN-Signal mit Datenüber-

tragung (Zeitskala 130 ms)

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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 abge-bildet. Orientierende Tests zeigten, dass sich durch Einschalten oder den zusätzlichen Anschluss von elek-trischen Geräten die Magnetfeld-Immissionen verändern können; sie können sowohl höher als auch nied-riger werden. Dies lässt sich durch Veränderungen der Netzimpedanz erklären.Die Messergebnisse sind graphisch in Abb. 5 und Abb. 6 zusammenge-fasst.Sowohl beim elektrischen als auch beim magnetischen Feld zeigen sich deutliche Unterschiede zwischen den verschiedenen Häusern. In Haus Nr. 1, dem Massivbau mit geschirm-ter Elektroinstallation, sind beide Feldarten am niedrigsten.Beim elektrischen Feld unterschei-den sich die Kurven in allen drei Häusern bei allen Abständen von der Wand. In Haus 1 und Haus 2 (Massiv-bauten) nimmt das elektrische Feld mit zunehmendem Wandabstand sehr schnell ab, während es in Haus 3 (Holzrahmenbau) nahezu unabhän-gig von der Entfernung fast gleich groß ist. Ab ca. 20 bis 30 cm Ab-stand 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 Ein-wirkungsbereich anderer Leitungen gerät.Beim Magnetfeld ist dagegen in allen drei Fällen die typische Abnahme mit zunehmendem Abstand zu verzeich-nen. Ab ca. 30 cm Wandabstand un-terscheiden sich die Immissionen in den beiden Häusern mit konventio-neller Elektroinstallation nicht mehr. Dagegen liegen die Immissionen in dem Haus mit geschirmter Elektro-

installation bei jedem Abstand deut-lich 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 typi-schen WLAN Access Point (D-Link DIR-825) in verschiedenen Abstän-den gegenübergestellt. Beim dLAN ist für jeden Abstand der niedrigste und der höchste gemessene Wert an-gegeben. Beim WLAN liegen alle Immis-sionen, sowohl beim elektrischen als auch beim magnetischen Feld,

deutlich über denen des dLAN. Von daher ist das dLAN dem WLAN vorzuziehen. Allerdings ist das Aus-breitungsverhalten der dLAN- und WLAN-Emissionen unterschiedlich. Während beim WLAN die Feldstärke mit zunehmendem Abstand vom Ac-cess Point immer kleiner und durch Wände oder Decken zusätzlich ge-dämpft wird, fungieren beim dLAN alle Leitungen der elektrischen Hausinstallation als Antennen. Auf-grund von Leitungsverlusten der „groben“, für die Energieübertra-gung ausgelegten und nicht für eine schnelle Datenübertragung konzi-pierten Stromleitungen ist auch hier eine Abnahme der Feldstärke mit zunehmendem Abstand vom dLAN-

Abb. 5: Immissionen des elektrischen dLAN-Feldes in den drei Häusern

Abb. 6: Magnetfeld-Immissionen des dLAN in den drei Häusern

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Modem zu erwarten. Wie stark diese Abnahme ist und ob nicht doch bei größeren Entfernungen die dLAN-Immissionen die des WLAN über-steigen 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 auftre-ten.

Fazit und erste Schlussfolgerungen

Die folgenden Schlüsse basieren auf den hier vorgestellten orientierenden Messergebnissen. Sie sind noch nicht durch umfangreichere Unter-suchungen erhärtet und abgesichert, haben daher großenteils eher hypo-thetischen Charakter und dienen als Arbeitsgrundlage für weitere Unter-suchungen.Gebäudespezifische Einflüsse sind offensichtlich gravierend für die Höhe der dLAN-Immissionen. Die selben dLAN-Komponenten führen beim Betrieb in verschiedenen Ge-bäuden zu deutlich unterschiedlichen elektrischen und magnetischen Feld-stärken.Durch die Messungen wird bestätigt, dass Nahfeldbedingungen herrschen. Elektrisches und magnetisches Feld verhalten sich prinzipiell wie im Niederfrequenzbereich und zeigen ein unterschiedliches Ausbreitungs-verhalten. Offensichtlich koppelt das elektrische Feld stark an Holzwerk-stoffe 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 Ab-stand von ca. 20 bis 30 cm von den Wänden nicht mehr signifikant ab-nimmt, sondern einen eher diffusen Charakter aufweist und den ganzen Raum „nahezu gleichmäßig auszu-füllen“ 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 geschirm-te Elektroinstallation einen feldre-duzierenden 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 Alu-minium-Schirmfolie und die damit verbundene Gegeninduktion zurück-zuführen, deren Wirkung mit stei-gender Frequenz zunimmt. Ob die hier gemessenen niedrigeren Felder tatsächlich auf der Abschirmung be-ruhen oder andere Ursachen haben, bedarf der weiteren Untersuchung mit höheren Fallzahlen.Im Nahbereich um das dLAN-Mo-dem bzw. einen WLAN Access Point oder ein WLAN Endgerät sind die WLAN-Immissionen deutlich höher als die des dLAN. Hier ist un-

ter Immissionsgesichtspunkten dem dLAN der Vorzug zu geben. Ob dies auch in größeren Entfernungen und in anderen Räumen zutrifft, bedarf noch der messtechnischen Untersu-chung. Auf jeden Fall sollten unter dem Ge-sichtspunkt der Expositionsminimie-rung wo immer möglich kabelge-bundene LAN-Netzwerke bevorzugt werden. Erscheint der Einsatz eines dLAN oder WLAN unverzichtbar, so sollten die Geräte nur eingeschal-tet werden, wenn die Datenübertra-gung auch tatsächlich benötigt wird. Bei festen Nutzerzeiten kann dies z.B. auch über eine Zeitschaltuhr ge-schehen. Unnützer Standby-Betrieb sollte vermieden werden.

Hinweis zur Datensicherheit

Entgegen der oft zu hörenden Be-hauptung, 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-Komponen-ten versehen üblicherweise alle ihre Geräte bei der Auslieferung mit dem gleichen Passwort. Nach der Instal-lation eines solchen Systems sollte man aus Gründen der Datensicher-heit und des Schutzes vor Fremdzu-griff 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 - 300 MHz), Breitband-Biko-nus-Messantenne Schwarzbeck SBA 9113 B (80 MHz - 3 GHz), Auskoppeladapter Bajog ASK-06 (9 kHz - 30 MHz)

Dr.-Ing. Martin H. Virnich,

Mönchengladbach;

Dr.-Ing. Dietrich Moldan, Iphofen;

Baubiologen IBN, Berufsverband

Deutscher Baubiologen VDB e.V.

Elektrosmog - Wohngifte - Pilze

1) bei dLAN Abstand von der Wand, bei WLAN Abstand vom Access Point2) E-Feld gemessen3) H-Feld unter Fernfeldbedingungen aus dem gemessenen E-Feld berechnetTab. 1: Vergleich von dLAN- und WLAN-Immissionen

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Elektrosmog - Wohngifte - Pilze

NotebooksElektrische und magnetische Felder

Notebooks gehören heute zum beruflichen und privaten Alltag wie selbstverständlich dazu. Der Kunden-dienstmonteur, 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 Bahn-fahrt 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 Messtech-nik-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 Emis-sionen der Bildschirme von Note-books 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 Wech-selfelder 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 Note-book entfernt, so dass sein unmittel-barer Einfluss nicht mit erfasst wurde. Die Magnetfeld-Emissionen liegen allesamt deutlich unter dem Richt-wert der TCO-Norm von 200 nT für das Frequenzband von 5 Hertz (Hz) bis 2 Kilohertz (kHz).Interessant ist, dass bei einigen Note-books die Magnetfelder leicht anstei-gen, wenn sie mit Netzanschluss betrieben werden, bei anderen da-gegen 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 Wechsel-felder hat bei Netzteilbetrieb die Art des Netzsteckers, mit dem das Netz-teil ausgestattet ist. Beim Stecker mit Schutzkontakt („Schukostecker“) liegen die Immis-sionen typischerweise zwischen 0,5 und 1,1 V/m. Bei Umpolen des Netzsteckers in der Steckdose sind keine signifikanten Änderungen zu verzeichnen; die Einsteckrich-tung 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 Netzteil-kabels wird offensichtlich eine Erdung des Notebooks bewirkt, die zu einer Reduzierung der elek-trischen Feldemissionen führt. Inso-fern ist der Betrieb von Notebooks, deren Netzteil über einen Schukoste-cker verfügt, mit angeschlossenem Netzteil empfehlenswert. Beim zweipoligen, flachen Netz-stecker ohne Schutzkontakt („Euro-Flachstecker“) zeigen sich dage-gen völlig andere Verhältnisse. Hier liegen die gemessenen elektrischen

Feldstärken zwischen ca. 400 und 625 V/m - relativ unabhängig davon, wie herum der Netzstecker in der Steck-dose 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 ausgestat-tet ist, sind die gemessenen 540 V/m bei eingeschaltetem Netzteil nicht verwunderlich.

Messaufbau mit den Messgeräten für magnetische (links) und elektrische (rechts) Wechselfelder

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Bei ausgeschaltetem Netzteil redu-ziert sich die Feldstärke auf 5,5 V/m

- allerdings nur bei einer der beiden möglichen Positionen des Netz-steckers in der Steckdose. Umgepolt erreicht die Feldstärke den im gesam-ten untersuchten Feld einmaligen

„Spitzenwert“ von 990 V/m. In dieser Position wird der Neutralleiter und nicht der spannungsführende Pha-senleiter geschaltet, da offensicht-lich nur ein einpoliger Schalter ein-gebaut ist.

Oberschwingungen So komplexe elektronische Geräte wie Notebooks erzeugen nicht nur Felder auf einer Frequenz, sondern in einem breiteren Spektrum. Das Spektrum der elektrischen Wech-selfelder wurde über die TCO-Feldsonde aufgenommen und mit einem Spektrumanalyseprogramm (FFT: Fast Fourier Transforma-tion) auf einem Mess-Notebook analysiert. Die grafische Darstel-lung erfolgt dabei einmal als Spek-trum und einmal als so genanntes Wasserfalldiagramm. Das Wasser-falldiagramm zeigt den Frequenz- und den Zeitverlauf eines Signals in einer gemeinsamen Darstellung. Wie aus den hier vorgestellten Bei-

spielen deutlich wird, sind die Spek-tralanteile verschiedener Notebooks durchaus unterschiedlich und rei-chen 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 Inter-net zu surfen sowie Emails zu versen-den und zu empfangen. Leider sind die WLAN Access Points - wie jede

„richtige“ Basisstation der digitalen mobilen Funktechniken - Dauersen-der, die ständig ein Bereitschaftssig-nal aussenden, auch wenn gar keine Daten übertragen werden. Und auch die „Mobiles“, die Note-books mit den eingebauten WLAN-Modulen, senden meist ständig bzw. nur mit kurzen Pausen, da sie perma-nent 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, IphofenBaubiologen IBN, Berufsverband Deutscher Baubiologen VDB e.V

Elektrosmog - Wohngifte - Pilze

Verwendete Literatur:www.drmoldan.de/html/Seminarprogramm.htmVirnich, Martin H.: WLAN -Das drahtlose Überallnetzwerk; www.baubiologie.net/docs/elektrosmog-wlan.pdf

Randbedingungen der Messung und verwendete Messgeräte

Es wurden die elektrischen und magnetischen Wechselfelder breit-bandig 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 - 400 kHz) gemäß TCO.Der Messabstand zwischen Note-book-Display und elektrischer bzw. magnetischer Feldsonde betrug 30 cm. Die Hintergrundimmissionenbetrugen weniger als 15 nT und 0,5 V/m. Verwendete Messgeräte: ETC 3951A (TCO-Tellersonde von Gigahertz Solutions) für das elek-trische Feld, ESM 100 (Maschek) für das magnetische Feld. Bei der Magnetfeldsonde handelt es sich um eine isotrope, d.h. dreidimensi-onal und richtungsunabhängig mes-sende Sonde. Sie erfasst daher nicht nur die vom Display abgestrahlten Magnetfelder, sondern sämtliche vom Notebook emittierten magne-tischen 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 gerich-tete, nur eindimensional messende Sonde. Diese erfasst nur die vom gegenüberliegenden Display emit-tierten elektrischen Felder, nicht die von senkrecht dazu liegenden Kom-ponenten, wie z. B. der Tastatur.

Exemplarische Beispiele für die Spektren der elektrischen Wechselfelder von zwei verschiedenen Notebooks

34 Wohnung + Gesundheit 3/13 - Nr. 146

Rauchwarnmelder: Wo? Wann? Wer?

Rauchwarnmelder sind zurzeit in 12 der 16 Bundesländer für Privat-wohnungen gesetzlich vorgeschrie-ben, teilweise mit unterschiedlichen Übergangsregelungen für Bestands-wohnungen (s. Tabelle). Einheitlich ist jeweils mindestens ein Rauch-warnmelder Pflicht in Schlaf- und Kinderzimmern sowie in Fluren, über die Rettungswege von Aufent-haltsräumen führen. Für die Monta-ge verantwortlich ist fast immer der Eigentümer der Wohnung; für die – meist jährliche – Wartung je nach Bundesland entweder der Eigentü-mer oder der Besitzer, bei Mietwoh-nungen der Mieter.

Drei Installationskonzepte

Bei der Auswahl und Installation von Rauchwarnmeldern können im Prinzip drei unterschiedliche Kon-zepte verfolgt werden (Bild 1):

1) Stand-Alone-Rauchwarnmelder: Hier handelt es sich um Einzelge-räte, die unabhängig voneinander installiert und betrieben werden. Sie sind ausreichend für kleinere Woh-nungen und Appartements, wo man das akustische Alarmsignal überall hören kann. Die Batterielebensdauer beträgt je nach Modell mehrere (bis zu zehn) Jahre. Dies ist die einfachs-te und preiswerteste Lösung. Aller-dings 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 Rauchwarn-melder: Hier bilden mehrere Rauch-warnmelder 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 wer-den. Hier kann zusätzlich ein laut-

starker akustischer oder auch ein op-tischer Alarm ausgelöst werden. Diese Lösung erhöht auch in größe-ren Wohnungen, die sich möglicher-weise über mehrere Etagen erstre-cken, die Sicherheit, dass der Alarm überall gehört wird. Denn mit Stand-Alone-Geräten kann es passieren, dass z.B. das im Schlafzimmer be-findliche Gerät bei Alarm in weiter entfernten Aufenthaltsräumen nicht gehört wird. Das vernetzte Kon-zept lässt auch die Einrichtung einer Brandmeldezentrale (BMZ) zu, wo der Alarm sofort zur Feuerwehr wei-tergeleitet wird.3) Funknetzwerke: Mehrere Rauch-warnmelder kommunizieren mit-einander 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 Tasten-druck an einem beliebigen Melder alle übrigen das akustische Alarmsig-nal 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 wer-den; 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-

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 ange-boten, die über Funk miteinander vernetzt sind. Handelt man sich hier für die höhere Sicherheit im „Rauch-fall“ vielleicht permanenten „Elektro-Funksmog“ ein?

Quelle: www.rauchmelderpflicht.eu; alle Angaben ohne Gewähr

Artikel aus ”Wohnung + Gesundheit” Nr. 146/2013IBN - Institut für Baubiologie + Ökologie, D-83115 Neubeuern • www.baubiologie.de

35Wohnung + Gesundheit 3/13 - Nr. 146

dig geschlossen, es fließt ein Strom, der die fehlerfreie Betriebsbereit-schaft signalisiert. Im Alarmfall wird der Schalter geöffnet, der Kon-trollstrom 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 be-deuten, dass ständig ein Überwa-chungssignal gesendet wird, das die Betriebsbereitschaft der Geräte und des Netzwerks kontrolliert. Dies würde zu einer permanenten hoch-frequenten Immission in den Wohn-räumen führen und die Lebensdauer der Batterien erheblich verringern. Daher wird kein permanentes Funk-signal gesendet, sondern nur in grö-ßeren zeitlichen Abständen. So heißt es z.B. im Prospekt des renommier-ten Herstellers Hekatron: „Es werden nur Funksignale im tatsächlichen Er-eignisfall gesendet. Ansonsten keine Funkstrahlung“ und „Die Funkstre-ckenüberwachung überprüft täglich, ob alle miteinander vernetzten Funk-Rauchwarnmelder noch vollständig vorhanden sind“. Abgesehen davon, dass die zweite Aussage der ersten widerspricht, dürften die Funkmo-dule nur einmal in 24 Stunden ein hochfrequentes Signal aussenden.

diges Hochfrequenzsignal abstrahlt, das in 1 m Entfernung eine Strah-lungsdichte von ca. 1.500 µW/m² aufweist, integriert über den Fre-quenzbereich von 100 MHz - 3.000 MHz.Ärgerlich ist aber auf jeden Fall die Falschaussage im Werbetext, die das Bemühen des Kunden um eine im-missionsminimierte Lösung nicht wirklich ernst nimmt.

Messaktion des VDB für mehr Transparenz

Aufgrund der Erfahrungen mit die-sem Rauchwarnmelder-Modell führt der Berufsverband Deutscher Bau-biologen VDB e.V. nun eine Mess-aktion 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 Fun-krauchwarnmelder sein, die Sie für die Untersuchung vorübergehend demontieren. Falls eine Installation erst geplant ist, sollten Sie 3-4 Musterstücke un-ter dem Vorbehalt erwerben, dass die Messergebnisse die Herstelleranga-ben zur Funkhäufigkeit tatsächlich bestätigen. Die Geräte senden Sie bitte nur nach vorheriger Kontakt-aufnahme und Absprache per E-Mail ein: kontakt@baubiologie-virnich.de. Die Untersuchungsergebnisse wer-den in einer zukünftigen Ausgabe von W+G veröffentlicht.

Dr.-Ing. Martin H. Virnich Baubiologe IBN

Mönchengladbach

Der Test

Um zu überprüfen, ob die Herstel-leraussage auch tatsächlich stimmt, wurde ein Netzwerk von 4 Rauch-warnmeldern (Hekatron Genius Hx mit Funkmodul Pro) aufgebaut. Die Messung erfolgte mittels Spek-trumanalyse auf der Sendefrequenz der Funkmodule von 868,3 MHz. Dabei war ein Funkrauchwarnmel-der in einem Meter Entfernung vor der Messantenne platziert; die üb-rigen drei Melder befanden sich wei-ter 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 Millise-kunden, die Intensität (Strahlungs-dichte) in 1 m Entfernung beträgt ca. 200 µW/m² (Mikrowatt pro Qua-dratmeter) resp. die elektrische Feld-stärke ca. 300 mV/m (Millivolt pro Meter). Die Strahlungsdichten der weiter entfernten übrigen drei Mel-der 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 breitban-

a) Stand Alone-Melder b) Leitungsvernetzte Melder c) Melder im Funknetzwerk

Drei Konzepte fürRauchwarnmelder

Weitere Infos : www.baubiologie.netTel. 04183-7735301

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