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"Messung + Analytik"

Messung von Hochfrequenz-Immissionen durch Mobilfunksender
im Frequenzbereich 300 - 3.000 Megahertz
mittels Spektrumanalyse

Ergänzend zur  Baubiologischen Schlafplatzuntersuchung mit orientierender Hochfrequenzmessung mittels Breitband-Messgerät wird hier die frequenzselektive Messung mittels Spektrumanalyse erläutert.
 

1. Messung des Ist-Zustandes

Mit dem frequenzselektiven Verfahren der Spektrumanalyse können exakt die Immissionen der einzelnen Funkdienste unterschieden und individuell in ihrer Stärke gemessen werden.
Gemessen wird an 3 - 4 Messpunkten im bzw. am Haus. Im Mittelpunkt sollten hier die Schlaf- und Ruhebereiche stehen (Schlafzimmer, Kinderzimmer).

Die Messergebnisse werden in einem Bericht protokolliert und erläutert. Die aktuell gemessenen Frequenzspektren werden als Grafiken ausgewiesen. Die Messwerte werden zusätzlich in einer Tabelle als elektrische Feldstärke in Millivolt pro Meter (mV/m) und als Strahlungsdichte (= Leistungsflussdichte) in Mikrowatt pro Quadratmeter (µW/m²) angegeben.

Mobilfunk-Sektorantennen
auf einem Dach

2. Hochrechnung der Immissionen auf den Zustand bei maximaler Anlagenauslastung ("Worst Case")

Zusätzlich werden Berechnungen durchgeführt zur Ermittlung der Minimal- und Maximalbelastung durch Mobilfunk-Sendeanlagen. Denn die gemessenen Immissionen sind abhängig von der Auslastung der Basisstation. Die aktuelle Auslastung der Basisstation zum Zeitpunkt der Messung ist vom Verkehrsaufkommen der gerade über die Station abgewickelten Gespräche abhängig und damit zufallsbedingt; sie kann ggf. nur einen Bruchteil der möglichen Maximal-Auslastung betragen.

Zur Ermittlung der Strahlungsdichte bei minimaler Anlagenauslastung werden für den GSM-Mobilfunk (D- und E-Netz) die Strahlungsdichten der – ständig mit voller Leistung sendenden –  Organisationskanäle getrennt von den lastabhängigen Verkehrskanälen gemessen. Diese Grundbelastung durch die Organisationskanäle ist permanent vorhanden, auch wenn keine Telefonate über die Basisstation geführt werden. Sie stellt die Bewertungsgrundlage für die nächtliche Situation dar während einer Phase, in der der Körper auf Erholung und Regeneration eingestellt ist (minimaler Beurteilungswert).

Außerdem wird eine Worst-Case-Betrachtung durchgeführt zur Darstellung des Falles, dass alle Kanäle der Basisstation voll ausgelastet sind (hochgerechneter Fall der maximalen Anlagenauslastung = maximaler Beurteilungswert). Die Strahlungsdichten der Organisationskanäle werden multipliziert mit der Anzahl der maximal möglichen Frequenzkanäle der Basisstation. Diese Anzahl kann der Netzbetreiber angeben. Falls diese Daten nicht vorliegen, wird mit vier Frequenzkanälen pro Basisstation für GSM 900-Anlagen (D-Netz) gerechnet bzw. mit zwei Frequenzkanälen für GSM 1800-Anlagen (E-Netz), da dies typische Werte für GSM-Basisstationen in städtischen Gebieten sind.
In einem bewertenden Teil des Berichtes werden die gemessenen und hochgerechneten Strahlungsdichten mit den Richtwerten für Schlafbereiche zum Standard der Baubiologischen Messtechnik (SBM-2003) verglichen.

3. "Worst Case"-Betrachtung der UMTS-Immissionen für maximale Anlagenauslastung (Beurteilungswert)

Die Bandbreite von UMTS-Signalen ist mit ca. 4 MHz wesentlich größer als die von GSM-Signalen (200 kHz). Daher kommt zur Messung von UMTS-Immissionen das Verfahren der Channel Power-Messung zum Einsatz. Hierbei wird mit einer schmalen Filtereinstellung das Dichtespektrum gemessen und über die Kanalbandbreite aufsummiert.
Auch bei UMTS gibt es permanent sendende Steuerkanäle, die die Minimalimmission bestimmen, wenn kein Nutzverkehr über die Basisstation abgewickelt wird. Die Maximalimmission bei voller Anlagenauslastung beträgt typischerweise etwa das 6,3-fache der minimalen Leistungsflussdichte. Mittels Spektrumanalyse kann allerdings nicht eindeutig differenziert werden, in welchem Auslastungszustand die Basisstation sich während der Messung befindet.
Setzt man den aktuellen Messwert als Minimalwert an und rechnet die Leistungsflussdichte mit dem Faktor 6,3 hoch, so stellt der hiermit ermittelte Maximalwert den "worst case" dar. Die tatsächliche Maximal-Immission wird auf keinen Fall höher sein, kann aber bis um den Faktor 6,3 niedriger sein (wenn nämlich bei maximaler Anlagenauslastung gemessen wurde).
Bei UMTS unterscheiden sich aufgrund der rauschähnlichen Signalstruktur der Spitzenwert (Peak) und der Effektivwert (quadratischer zeitlicher Mittelwert, RMS (Root Mean Square)) erheblich. Typisch ist ein Unterschied von ca. 10 dB. Dies entspricht dem Faktor 10 für die Strahlungsdichte und dem Faktor Wurzel aus 10 (= 3,16) für die Feldstärke.

4. Beurteilungswert für DECT

Die Signale von DECT-Schnurlostelefonen sind gekennzeichnet durch kurze Impulse. Verschiedene Geräte im Heim- und Kleinbüro-Bereich sind nicht untereinander synchronisiert; damit ist es äußerst unwahrscheinlich, dass sich über einen längeren Zeitraum die Impulsamplituden addieren. Als Beurteilungswert wird hier daher nicht die Summe, sondern der höchste Einzelwert herangezogen.

5. Abschirmtests und Vorschläge zur Immissionsreduzierung

Wenn Strahlungsdichten festgestellt werden, die aus baubiologischer Sicht als nicht mehr unkritisch anzusehen sind, werden vor Ort Abschirmtests mit Abschirmgewebe durchgeführt, um zu ermitteln, durch welche Maßnahmen an verschiedenen Gebäudekomponenten (z.B. Wände, Fenster) die Immissionen wie weit gesenkt werden können. Realisierungsmöglichkeiten mit individuell angepassten Abschirmmaterialien werden besprochen.

6. Mobilfunk-Kataster für Städte und Gemeinden

Von Kommunen wird häufig gewünscht, genauer über die tatsächlichen Mobilfunk-Immissionen auf dem Gemeindegebiet informiert zu sein. Hierzu kann ein Mobilfunk-Kataster über eine Vielzahl von Messpunkten erstellt werden. Dabei ist es möglich, die gemessenen Immissionen nach den einzelnen Mobilfunkdiensten (GSM 900, GSM 1800, UMTS) und nach Standorten der Basisstationen zu differenzieren. Als im Internet verfügbares Beispiel finden Sie hier ein solches Projekt, das wir für die Gemeinde Schuttrange (Luxembourg) durchführen durften. Ein weiteres Beispiel der Gemeinde Vichten (Luxembourg) finden Sie hier.

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