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Studie Immissionen Mobilfunk MUNLV, Fachgespräch 20.09.2002, Folie 1 Fachgespräch 20.09.2002 "Elektromagnetische Felder von Mobilfunk-Sendeanlagen" (Messprogramm.

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Präsentation zum Thema: "Studie Immissionen Mobilfunk MUNLV, Fachgespräch 20.09.2002, Folie 1 Fachgespräch 20.09.2002 "Elektromagnetische Felder von Mobilfunk-Sendeanlagen" (Messprogramm."—  Präsentation transkript:

1 Studie Immissionen Mobilfunk MUNLV, Fachgespräch , Folie 1 Fachgespräch "Elektromagnetische Felder von Mobilfunk-Sendeanlagen" (Messprogramm des MUNLV NRW) Vorstellung der Untersuchungsergebnisse Dr. Christian Bornkessel, Dr. Dirk Heberling, Michael Neikes, Annette Schramm, Dr. Jürgen Kunisch, Jörg Pamp; IMST GmbH

2 Studie Immissionen Mobilfunk MUNLV, Fachgespräch , Folie 2 Gliederung Charakterisierung der Mobilfunk Immissionen -Untersuchung von Einflussfaktoren mit numerischem Modell -Ergebnisse der Vorort-Messungen Mobilfunkimmissionen Immissionen durch andere externe und interne HF-Quellen 24-Stunden-Messung Typbildung: Unterteilung der Anlagen in Klassen -Vereinfachte Abschätzung der Immissionen möglich? Immissionsminimierung: ortsbezogen und global -Möglichkeiten zur Minimierung und Auswirkung auf Netzstruktur

3 Studie Immissionen Mobilfunk MUNLV, Fachgespräch , Folie 3 Einflussfaktoren für die Immission Anlagenbezogene Faktoren: -Sendeleistung -Höhe -Antennen und Ausrichtung -Downtilt Immissionsortbezogene Faktoren: -lateraler Abstand -Höhe -horizontale Ausrichtung -Sichthindernisse

4 Studie Immissionen Mobilfunk MUNLV, Fachgespräch , Folie 4 Einflussfaktor Sendeleistung Höhendifferenz 5 m, Antenne K , 0° mechanischer Downtilt

5 Studie Immissionen Mobilfunk MUNLV, Fachgespräch , Folie 5 Einflussfaktor Antennentyp Elevation Azimut Ortsbezogene Immission Sendeleistung 20 W, Höhendifferenz 5 m, 0° mechanischer Downtilt

6 Studie Immissionen Mobilfunk MUNLV, Fachgespräch , Folie 6 Einflussfaktor Höhenunterschied Sendeleistung 20 W, Antenne K , 0° mechanischer Downtilt

7 Studie Immissionen Mobilfunk MUNLV, Fachgespräch , Folie 7 Einflussfaktor Downtilt Sendeleistung 20 W, Höhendifferenz 5 m, Antenne K

8 Studie Immissionen Mobilfunk MUNLV, Fachgespräch , Folie 8 Einflussfaktor Ausrichtung 3 Antennen K versetzte Ausrichtung um 120° Maximum der Immission in Sektormitten Minimum der Immission in Überlappungs- bereichen Minimum kann bei Verwendung anderer Antennen höher oder niedriger ausfallen

9 Studie Immissionen Mobilfunk MUNLV, Fachgespräch , Folie 9 Einflussfaktor Sichtverbindung Quelle: N. Geng, W. Wiesbeck, Planungsmethoden für die Mobilkommunikation, Springer-Verlag Dämpfung des Signals durch Sichthindernisse Beugungs- und Reflexionserscheinungen berücksichtigen!

10 Studie Immissionen Mobilfunk MUNLV, Fachgespräch , Folie 10 Durchführung der Messungen 10 Kommunen: AC, BI, BN, DO, D, KR, MS, OB, SI, W Standorte in unmittelbarer Nähe der Anlagen Messung mit frequenzselektiven Geräten Extrapolation der gemessenen Augenblickswerte auf maximale Anlagenauslastung Angabe der Messdaten als: -Immission durch Hauptsendeanlage (HSA) -Mobilfunk gesamt (HSA + umliegende Sendeanlagen) -Andere HF-Quellen (extern: z.B. Rundfunk- und Fernsehsender, intern: DECT)

11 Studie Immissionen Mobilfunk MUNLV, Fachgespräch , Folie 11 Messergebnisse: AC, BI

12 Studie Immissionen Mobilfunk MUNLV, Fachgespräch , Folie 12 Messergebnisse: BN, DO

13 Studie Immissionen Mobilfunk MUNLV, Fachgespräch , Folie 13 Messergebnisse: D, KR

14 Studie Immissionen Mobilfunk MUNLV, Fachgespräch , Folie 14 Messergebnisse: M, OB, SI

15 Studie Immissionen Mobilfunk MUNLV, Fachgespräch , Folie 15 Messergebnisse: W

16 Studie Immissionen Mobilfunk MUNLV, Fachgespräch , Folie 16 Vergleich mit internen HF: DECT

17 Studie Immissionen Mobilfunk MUNLV, Fachgespräch , Folie 17 Auswertung Grenzwerte der 26. BImSchV überall eingehalten -Ein Messpunkt (MP) überschreitet Vorsorgewert NISV (OmeN), einige MP liegen knapp darunter -Große Schwankungsbreite der Messwerte: Faktor bezüglich Leistungsflussdichte Numerisch abgeleitete allgemeine Zusammenhänge spiegeln sich in den Ergebnissen wider -Einflussfaktoren wirken komplex zusammen; keine isolierte Betrachtung möglich! Immissionsbeiträge anderer HF-Quellen können größer, vergleichbar oder geringer sein als die von Mobilfunk-BS

18 Studie Immissionen Mobilfunk MUNLV, Fachgespräch , Folie 18 Spezialfall: Innenräume Messung unter Laborbedingungen: Scannersystem Frequenz: 1,9 GHz Sendeantenne im OG Empfangsantenne (omnidirektional) im EG kleinstskalige Schwankungen (> Faktor 100 bezüglich Leistungsflussdichte) Maximumsuche!!

19 Studie Immissionen Mobilfunk MUNLV, Fachgespräch , Folie 19 Langzeitmessung (24 h) Messung mit Breitbandmessgerät 1 Messwert pro Minute Starke Abhängigkeit von Tageszeit Nachts: kleine Schwankungsbreite und niedriger Pegel Tags: große Schwankungsbreite (Leistungsregelung!)

20 Studie Immissionen Mobilfunk MUNLV, Fachgespräch , Folie 20 Typisierbarkeit Ziel: Vorabkenntnis der zu erwartenden Immission -Messungen oft sehr aufwändig; bei noch nicht bestehenden Anlagen lediglich mittels Musteranlagen möglich Vereinfachungen durch Einteilung von Anlagen in Typen? Schwierigkeit: große Anlagenvielfalt Idee: Einbeziehung morphographischer Parameter -Anlage Innenstadt ist anders konfiguriert als Anlage Dorf -3 Grundtypen: Hochhaus (Innenstadt), Normalhaus Großstadt, Kleinstadthaus -Höhenunterschied (Hauptstrahlrichtung!) als Unterklasse -Sichtverhältnisse, Abstand als freie Parameter

21 Studie Immissionen Mobilfunk MUNLV, Fachgespräch , Folie 21 Beispiel: Typ Hochhaus 1.1: in HSR 1.2: außerhalb HSR 1.3: unter Anlage

22 Studie Immissionen Mobilfunk MUNLV, Fachgespräch , Folie 22 Ergebnisse: Typ "Unter Antenne" InnenstadtGroßstadt Kleinstadt Schwankungen von mehr als drei Zehnerpotenzen trotz vergleichbarer Lage des Messpunktes

23 Studie Immissionen Mobilfunk MUNLV, Fachgespräch , Folie 23 Ebenfalls sehr große Schwankungen für Messpunkte gleichen Typs Ergebnisse: Typ "Nicht in HSR" InnenstadtGroßstadt Kleinstadt

24 Studie Immissionen Mobilfunk MUNLV, Fachgespräch , Folie 24 Ebenfalls sehr große Schwankungen für Messpunkte gleichen Typs Ergebnisse: Typ "In HSR" InnenstadtGroßstadt Kleinstadt

25 Studie Immissionen Mobilfunk MUNLV, Fachgespräch , Folie 25 Zusammenfassung Typbildung Offensichtlich ist die Varianz -der unterschiedlichen Anlagenparameter -der möglichen Immissionsorte im Umkreis der Anlage zu groß für eine stark vereinfachte Typbildung und damit für eine vereinfachte Immissionsbetrachtung Sehr viel feinere Typgliederung wäre notwendig Aber: Dies entspräche dann einer Einzelfallprüfung Fazit: Einzelfallbetrachtung unumgänglich, in Zweifelsfällen begleitende Messungen Beachte: Alle Messwerte deutlich unter 26. BImSchV

26 Studie Immissionen Mobilfunk MUNLV, Fachgespräch , Folie 26 Motivation: Aufbau des MF-Netzes so, dass Immissionen (ortsbezogen und gesamt) minimiert werden Frage: Spiegelt sich eine Grenzwertveränderung in vollem Umfang in einer Reduzierung der Gesamtimmission wider? Nein! Grenzwertabsenkung um 20 dB führt nicht zu einer um 20 dB verringerte Gesamtimmission, sondern Reduzierung fällt wesentlich geringer aus -ortsbezogenen Immissionen oft weit unter Grenzwert -Maßnahmen zur Reduzierung der ortsbezogenen Immission nur notwendig an denjenigen Anlagen, die schärfere Grenzwerte überschreiten, und dort in wesentlich geringerem Umfang als Grenzwertsenkung Immissionsminimierung

27 Studie Immissionen Mobilfunk MUNLV, Fachgespräch , Folie 27 Möglichkeiten zur Reduzierung der ortsbezogenen Immission Reduzierung der Sendeleistung -Sendeleistung pro Kanal bei gleicher Kanalzahl -Auslagern von Kanälen -Auflösung von gemeinsam genutzten Standorten Vergrößerung der Höhendifferenz Sender – Immissionsort Reduzierung des Downtilts Optimierung der Abstrahlcharakteristik der Sendeantennen Berechnung mit WA-Modell für Stadt (COST-WI)

28 Studie Immissionen Mobilfunk MUNLV, Fachgespräch , Folie 28 Reduzierung der Kanalsendeleistung (1) Normierung der Sendeleistung auf Ausgangssituation Änderung der Sendeleistung Veränderung des Zellradius Parameter: Kleinstadtszenario, P S = 5 W, Antenne K , COST-WI Modell, NLOS

29 Studie Immissionen Mobilfunk MUNLV, Fachgespräch , Folie 29 Reduzierung der Kanalsendeleistung (2) Änderung der Sendeleistung Veränderung der Zellfläche Anzahl der Basisstationszahl ~1/Änderung der Zellfläche

30 Studie Immissionen Mobilfunk MUNLV, Fachgespräch , Folie 30 Reduzierung der Kanalsendeleistung (3) Flächenbezogene Emission P/A: Verhältnis von Sende- leistung P zur ausgeleuchteten Fläche A Maß für Effizienz des Senderkonzeptes

31 Studie Immissionen Mobilfunk MUNLV, Fachgespräch , Folie 31 Durch mehr Basisstationen, die mit gegenüber der Ausgangssituation verringerter Kanalsendeleistung senden, sinkt die Gesamtsendeleistung des Netzes und damit auch die Gesamtimmission (Kanalzahl pro Anlage konstant) Trend verstärkt sich, wenn zusätzlich Kanäle ausgelagert werden, so dass Systemkapazität konstant bleibt Rückbau von gemeinsam genutzten Standorten auf Einfachnutzung hat keinen Einfluss auf Gesamtimmission Schlussfolgerungen Sendeleistung nicht beliebig reduzierbar, da sonst Versorgungslücken Zahl der Basisstationen steigt an: Probleme bei Standortsuche, Kosten, Vermittelbarkeit des Konzepts in Bevölkerung! Konstruktive Zusammenarbeit Betreiber und Kommune!!

32 Studie Immissionen Mobilfunk MUNLV, Fachgespräch , Folie 32 Erhöhung des Senders (1) Senderhöhe normiert auf Ausgangszustand Höhersetzen des Senders Vergrößerung des Zellradius Parameter: Kleinstadtszenario, P S = 5 W, Antenne K , COST-WI Modell, NLOS

33 Studie Immissionen Mobilfunk MUNLV, Fachgespräch , Folie 33 Erhöhung des Senders (2) Höhersetzen des Senders Vergrößerung der Zellfläche Verminderung der Zahl der Basisstationen

34 Studie Immissionen Mobilfunk MUNLV, Fachgespräch , Folie 34 Erhöhung des Senders (3) Höhersetzen des Senders Verringerung der flächenbezogenen Emission P/A

35 Studie Immissionen Mobilfunk MUNLV, Fachgespräch , Folie 35 Eine Erhöhung des Senders führt zu einer Vergrößerung der Zellen und zu einer Verringerung der Zahl der Basisstationen. Die Gesamtemission (= Gesamtimmission) verringert sich. Schlussfolgerungen Sender nicht beliebig hochsetzbar, da folgende Probleme: -Interferenz mit Nachbarzellen -Systemkapazität sinkt -Standortsuche -Baurechtliche Aspekte -Städtebild -"Sichtbarkeit" der Anlage nimmt zu Konstruktive Zusammenarbeit Betreiber und Kommune!!

36 Studie Immissionen Mobilfunk MUNLV, Fachgespräch , Folie 36 Zusammenfassung Immissionsminimierung Immissionsminimierung durch Veränderung der Einflussparameter möglich, aber Praktikabilität beachten : Folgende Ansätze (mit erheblichen Einschränkungen!) 1.Anlagen auf hohe, frei stehende Gebäude -Systemkapazität sinkt, Interferenzprobleme, Baurecht, Städtebild 2.Verteiltes Anlagenkonzept in Innenstädten -Kosten, Standortsuche!! (Kommunen + Betreiber zusammen) 3.Site sharing: nein, falls in dicht bebauten Gebieten kein Standort nach 1. gefunden werden kann, sonst ja -Standortsuche!! (Kommunen + Betreiber zusammen) 4.Optimierung der Sendeantennen -Entwicklungsaufwand, primär für Neuanlagen

37 Studie Immissionen Mobilfunk MUNLV, Fachgespräch , Folie 37 Zusammenfassung Untersuchung von Einflussfaktoren für Immission Messergebnisse in den Kommunen -große Schwankungsbreite (Faktor bezüglich S) -Einflussfaktoren nicht isoliert, sondern komplex betrachten -Immission durch andere HF-Quellen unterschiedlich -Starke tageszeitliche Schwankungen -Kleinstskaligkeit der Immission in Innenräumen Versuch einer vereinfachten Typbildung durch Zusammenfassung von typischen Parametern Ergebnis: Anlagenvielfalt und Varianz der Lage möglicher Immissionsorte zu groß für vereinfachte Typenbildung Praktikable Ansätze für Immissionsminimierung nur unter großen Einschränkungen und deswegen fallbezogen


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