Vorstellung der Untersuchungsergebnisse

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1 Vorstellung der Untersuchungsergebnisse
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 Studie Immissionen Mobilfunk MUNLV, Fachgespräch , Folie 1

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 Studie Immissionen Mobilfunk MUNLV, Fachgespräch , Folie 2

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

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

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

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

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

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 Studie Immissionen Mobilfunk MUNLV, Fachgespräch , Folie 8

9 Einflussfaktor Sichtverbindung
Quelle: N. Geng, W. Wiesbeck, Planungsmethoden für die Mobilkommunikation, Springer-Verlag 1998. Dämpfung des Signals durch Sichthindernisse Beugungs- und Reflexionserscheinungen berücksichtigen! Studie Immissionen Mobilfunk MUNLV, Fachgespräch , Folie 9

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) Studie Immissionen Mobilfunk MUNLV, Fachgespräch , Folie 10

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

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

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

14 Messergebnisse: M, OB, SI
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15 Messergebnisse: W Studie Immissionen Mobilfunk MUNLV, Fachgespräch , Folie 15

16 Vergleich mit internen HF: DECT
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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 Studie Immissionen Mobilfunk MUNLV, Fachgespräch , Folie 17

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!! Studie Immissionen Mobilfunk MUNLV, Fachgespräch , Folie 18

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!) Studie Immissionen Mobilfunk MUNLV, Fachgespräch , Folie 19

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 Studie Immissionen Mobilfunk MUNLV, Fachgespräch , Folie 20

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

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

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

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

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 Studie Immissionen Mobilfunk MUNLV, Fachgespräch , Folie 25

26 Immissionsminimierung
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 Studie Immissionen Mobilfunk MUNLV, Fachgespräch , Folie 26

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) Studie Immissionen Mobilfunk MUNLV, Fachgespräch , Folie 27

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

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

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

31 Schlussfolgerungen 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 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!! Studie Immissionen Mobilfunk MUNLV, Fachgespräch , Folie 31

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

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

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

35 Schlussfolgerungen Eine Erhöhung des Senders führt zu einer Vergrößerung der Zellen und zu einer Verringerung der Zahl der Basisstationen. Die Gesamtemission (= Gesamtimmission) verringert sich. 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!! Studie Immissionen Mobilfunk MUNLV, Fachgespräch , Folie 35

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

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 Studie Immissionen Mobilfunk MUNLV, Fachgespräch , Folie 37