Der Schutzleiter. Inhalt Wirkungsweise des Schutzleiters Grenzwerte für Ströme über den Körper.
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IMST GmbHCarl-Friedrich-Gauß-Strasse 2 47475 Kamp-Lintfortwww.imst.de
Tel.: +49-2842-981-0Fax: +49-2842-981-199E-Mail: [email protected]
Inhouse-Vernetzung von Schulen, 13.2.2007
Ermittlung und Bewertung der elektromagnetischen Exposition durch WLAN-Techniken – Sind wir gefährdet?
Dr. Christian Bornkessel, IMST GmbH,Carl-Friedrich-Gauß-Str. 2, 47475 Kamp-Lintfort
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Exposition durch WLAN, Februar 07
Die 5 "Wie"s des Vortrags
• Wie funktioniert WLAN?
• Wie kann man die elektromagnetischen Felder von WLAN messen?
• Wie kommen die Grenzwerte zustande?
• Wie hoch sind typische Messwerte?
• Wie verteilen sich die Felder um einen Access-Point bzw. ein Endgerät?
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Exposition durch WLAN, Februar 07
EMVU-Aktivitäten der IMST GmbH
BS
• Mess- und Berechnungsverfahren zur Ermittlung der Exposition der Bevölkerung im Umfeld von Funk-Sendeanlagen
• Umfangreiche Immissions-Messreihen
• Systematische Analyse von Immissionsverteilungen
• Beratung für Kommunen
• Messung der SAR-Werte von Handys ("Kopfeinstrahlung")
• Entwicklung und Aufbau von Expositionseinrichtungen für elektro-biologische Versuche
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Exposition durch WLAN, Februar 07
Motivation
• Rasanter Aufbau von WLAN Access Points
• Verfügbarkeit in "öffentlich zugängliche Bereichen":
- Cafes- Flughafenterminals- Bahnhöfe, Züge (ICE)- Messehallen- Schulen
• Öffentliche Debatte über mögliche Gesundheitsrisiken
• Fokus der Diskussion:Exposition "Unbeteiligter"
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Exposition durch WLAN, Februar 07
Aufbau eines WLAN-Netzes
Quelle: ARC Seibersdorf research GmbH, Bestimmung der Exposition bei Verwendung kabelloser Übermittlungsverfahrenin Haushalt und Büro, 1. Zwischenbericht zum Forschungsvorhaben StSch 4403 im Auftrag des Bundesamtes für Strahlenschutz, 2004
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Exposition durch WLAN, Februar 07
WLAN-Signal im Frequenzbereich
• Fokus auf WLAN 802.11b• 2400 – 2483,5 MHz• Access Points und mobile Endgeräte max. 100 mW
Center 2.412 GHz Span 100 MHz10 MHz/
Ref 97 dBµV/m Att 0 dB
RBW 10 MHz
VBW 10 MHz*
*
*
A
TDF
SWT 125 ms*
*1 RMVIEW
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
1
Marker 1 [T1 ]
67.26 dBµV/m 2.412000000 GHz
22 MHz
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Exposition durch WLAN, Februar 07
WLAN-Signal im Zeitbereich
Ref 97 dBµV/m Att 0 dB**
A
TDF
RBW 10 MHzVBW 10 MHz
Center 2.412 GHz 50 ms/
SWT 500 ms
*1 RMVIEW
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
1
Marker 1 [T1 ]22.39 dBµV/m10.000000 ms Ref 97 dBµV/m Att 0 dB*
*
A
TDF
RBW 10 MHzVBW 10 MHz
Center 2.412 GHz 50 ms/
SWT 500 ms
*1 RMVIEW
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
1
Marker 1 [T1 ]22.39 dBµV/m10.000000 ms
Ohne Verkehr Mit Verkehr
Bakensignale durch Access-Point Immission durch Endgerät
Immission durch WLAN stark auslastungsabhängig
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Exposition durch WLAN, Februar 07
Messung von WLAN-Immissionen
• Spektrumanalysator und Antenne
• "Schwenkmethode" zur Ermittlung des örtlichen Maximums
• keine zeitliche oder örtliche Mittelung
• Extrapolation auf den maximalenBetriebszustand der Anlage(im Realfall wird dieser nicht erreicht)
• "reale" bzw. örtlich und zeitlich gemittelte Exposition ist stets kleiner als die nach diesem Verfahren gemessene
Alle folgenden Darstellungen beziehen sich auf die WLAN-Immissionen bei maximalem Betriebszustand und örtlichem Maximum
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Exposition durch WLAN, Februar 07
Nicht jeder kann messen!
• Messungen im Frequenzbereich sind nicht zu empfehlen,Zeitbereich sollte bevorzugt werden
• RMS-Detektor nötig, Peak-Detektor überschätzt Immission• Sweep-Time >100 ms, ansonsten wird Immission
überschätzt• Auflösebandbreite an Signalbandbreite anpassen; zu kleine
Bandbreiten unterschätzen die Immission• "Max-Hold" verwenden = maximal mögliche Exposition bei
100 % Verkehr• Korrektur für realen max. Verkehr: 90 % Access Point,
98 % Endgerät
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Exposition durch WLAN, Februar 07
Grenzwerte
Abgeleitete Grenzwerte nach 26. BImSchV bzw. EU-Ratsempfehlung 99/519/EG
Basisgrenzwerte nach ICNIRP (Allgemeinbevölkerung)Spezifische Absorptionsrate (SAR), mit Sicherheitsfaktoren:• Ganzkörper: 0,08 W/kg• Teilkörper: Kopf und Rumpf 2 W/kg, Hände und Füße: 4 W/kg
Deutschland – 26. BImSchV
Elektrische Feld-stärke Eeff in V/m
Magnetische Feld-stärke Heff in A/m
Äquivalente Leistungs-flussdichte S in W/m2
GSM 900 41,8 0,11 4,6
GSM 1800 58,7 0,16 9,1
UMTS, WLAN 61,0 0,16 10
Biologischer Effekt: Temperaturerhöhung von 1 °C
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Exposition durch WLAN, Februar 07
Messergebnisse
• Studie für das "Informationszentrum Mobilfunk", 2005• Messungen durch IMST GmbH und EM-Institut GmbH• Messungen in
- typischer Arbeitsplatzumgebung (Immission durch Access-Points)- typischer Arbeitsplatzumgebung (Immission durch Endgeräte)- Lounge (Immission durch Access-Points und Endgeräte)
• SAR-Messungen ARC Seibersdorf research GmbH(Deutsches Mobilfunk-Forschungsprogramm)
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Exposition durch WLAN, Februar 07
Szenario 1: Exposition durch Access-Points
• Typische Arbeitsplatzumgebung• Messungen an der FH Deggendorf• 85 Messpunkte bei verschiedenen Abständen zu den
Access-Points
MP 16 - 19
MP 20 und 21MP 22Access Point
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Exposition durch WLAN, Februar 07
Szenario 1: "Impressionen"
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Exposition durch WLAN, Februar 07
Ergebnisse: Exposition durch Access-Points
• Maximal 0,01 % vom Grenzwert (Leistungsflussdichte)• i.Allg. Abnahme der Exposition mit der Entfernung, kann aber
durch Interferenzen und Sichtbedingungen gestört sein
0,000001
0,00001
0,0001
0,001
0,01
0,1
1
0 2 4 6 8 10 12 14 16
Entfernung zum Access Point [m]
Leis
tung
sflu
ssdi
chte
[W/m
2 ]
10
1
0,1
0,01
0,001
0,0001
0,00001
Grenzw
ertausschöpfung [%]
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Exposition durch WLAN, Februar 07
Szenario 2: Exposition durch Endgerät
• Typische Arbeitsplatzumgebung• Messungen in der Absorberkammer der IMST GmbH• Notebook mit WLAN-Karte als Endgerät • Verschiedene Abstände und Richtungen
1
4
3
2
1
4
3
2
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Exposition durch WLAN, Februar 07
Ergebnisse: Exposition durch Endgerät
• 1 % des Grenzwerts am Notebook, <0,01 % in 5 m Abstand• Abnahme der Exposition mit dem Abstand• Immission höher als bei den Access-Points (wegen kleinerem
Abstand zur Quelle)Individuelle Exposition wird vom Endgerät dominiert
0,0001
0,001
0,01
0,1
1
0 1 2 3 4 5 6
Entfernung zum Notebook [m]
Leis
tung
sflu
ssdi
chte
[W/m
2 ]
10
1
0,1
0,01
0,001
Grenzw
ertausschöpfung [%]
Richtung 1,3,4
Richtung 2
direkt am Notebook
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Exposition durch WLAN, Februar 07
Szenario 3: Access Points und Endgeräte• Typische Lounge-Umgebung• Messungen in der Eingangshalle der T-Mobile Zentrale Bonn• Notebook und PDA mit WLAN-Karte als Endgerät • Access-Point (50 mW) an der Decke (8 m Höhe)
MP1 MP4 MP5
MP9
MP10
MP11
MP3 MP2
MP7MP6
MP8
Cafeteria
Stairs
SA2
SA1
AP (8 m height)
Reception
NB PDA
~11 m
~11 m(radial distance)
MP1 MP4 MP5
MP9
MP10
MP11
MP3 MP2
MP7MP6
MP8
Cafeteria
Stairs
SA2
SA1
AP (8 m height)
Reception
NB PDA
~11 m
~11 m(radial distance)
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Exposition durch WLAN, Februar 07
0,000001
0,00001
0,0001
0,001
0,01
0,1
1
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
Messpunkt (MP)
Leis
tung
sflu
ssdi
chte
[W/m
2 ]
10
1
0,1
0,01
0,001
0,0001
0,00001
Grenzw
ertausschöpfung [%]
1.1 1.2 2 3 4.1 4.2 5 6 7 8 9 10 11
Ergebnisse: Exposition durch Access Points und Endgeräte
• Maximal 0,04 % in der Umgebung des Endgerätes• Abnahme mit steigendem Abstand
Individuelle Exposition wird vom Endgerät dominiert
2 m / 30 cm Abstand vom Notebook
Notebookaus / an
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Exposition durch WLAN, Februar 07
SAR-Messplatz
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Exposition durch WLAN, Februar 07
SAR-Messungen Endgerät "körpernah"
Quelle: ARC Seibersdorf research GmbH, Bestimmung der Exposition bei Verwendung kabelloser Übermittlungsverfahrenin Haushalt und Büro, Abschlussbericht zum Forschungsvorhaben StSch 4403 im Auftrag des Bundesamtes für Strahlenschutz, 2005
2 W/kg0,052 W/kgSituation 2
2 W/kg0,034 W/kgSituation 1
GrenzwertTeilkörper SAR
MesswertSAR 10 g
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Exposition durch WLAN, Februar 07
Zusammenfassung
• Alle Messungen zeigen Expositionen weit unterhalb der Grenzwerte der EU-Ratsempfehlung:
- größte Exposition 1,2 % (direkt am WLAN-Notebook)- 98 % der Messpunkte unter 0,1 %- SAR-Messungen: bis etwa 3 % vom Basisgrenzwert
• Starke Entfernungsabnahme der ExpositionIndividuelle Exposition wird vom Endgerät dominiert(und nicht von den Access-Points)
• "Reale" Expositionen (zeitlich und räumlich gemittelt) sind noch einmal kleiner (z.B. Access-Point mit/ohne Verkehr: Reduzierung um Faktor 360)
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Exposition durch WLAN, Februar 07
Wie-len Dank für Ihre Aufmerksamkeit!