Upload
siemen-zilch
View
126
Download
2
Embed Size (px)
Citation preview
Grenzwerte EMVU
EMVU = Elektromagnetische Umweltverträglichkeit
EMVU
• Die EMVU befasst sich mit den Wechselwirkungen der elektromagnetischen Strahlen und dem Menschen
• Dabei haben hochfrequente und niederfrequente Felder unterschiedliche biologische Wechselwirkungen zur Folge
• Außerdem muss zwischen E-Feld und Magnet-Feld unterschieden werden
(Wechsel-) Wirkung E-Felder
• Ladungstrennung im menschlichen Körper
Elektrostatische Aufladung
• Wechselfelder bewirken sich ändernde Ladungsträgerbewegung
Entstehung eines kontinuierlichen Wechselstromes
(Wechsel-) Wirkung E-Felder
• Statische Felder bewirken räumliche Trennung von unterschiedlich geladenen Ionen in den Körperzellen
• Wassermoleküle (Dipole) werden ausgerichtet
im menschlichen Körper wechseln Wassermoleküle ständig ihre Ausrichtung (E-Wechselfelder)
Wärmebildung durch Reibung
Beispiel
• Elektrische Feldstärke im Kopfbereich eines Menschen und durch Influenz hervorgerufene Stromdichten in einem vertikalen elektrischen 50 Hz-Feld von der ungestörten Feldstärke 10 kV/m bei idealer Erdung des Körpers
(Wechsel-) Wirkung Magnetfelder
• Ausrichtung magn. Dipole
• Ansprechen der quantenmechanischen Atomeigenschaften, dem Kernspin
• Kraftwirkung auf bewegte Ladungen, die Lorenzkraft
• Magnetische Wechselfelder Induzieren Wechselstrom im Körper, Amplitude abhängig von der Frequenz
Grenzwerte
• Zwei Arten von Grenzwerten
1.Basisgrenzwerte
2.Abgeleitete Grenzwerte
• Die Basisgrenzwerte orientieren sich an die Geschehnisse im Körper, d.h. die elektrischen Ströme im Körper bzw. die Temperaturerhöhung im Körper hervorgerufen durch äußere Felder
Beispiel: Grenzwerte für Körperstromdichten
bei Effekten an erregbaren Zellen
Wir halten Fest:
• Basisgrenzwerte beruhen auf Schwellenwerte der im Gewebe wirksamen Einflussgrößen
• Wirksame physikalische Größen sind: Stromdichte [mA/m² oder SAR in W/kg] im
Gewebe• Messtechnische Überprüfung der
Basisgrenzwerte ist in der Regel nicht möglich.
Basisgrenzwerte für elektrische, magnetische und
elektromagnetische Felder von 0 Hz bis 300 GHz
Abgeleitete Grenzwerte
• Sind Größen, die in der Luft (Außerhalb des Menschen) messbar sind
• Messbare Größen sind: elektrische Feldstärke [V/m], magnetische Flussdichte [T oder Vs/m²] und die Leistungsflussdichte [W/m²]
• Einhaltung der abgeleiteten Grenzwerte entspricht auch eine Einhaltung der Basisgrenzwerte
Richtlinien
• BImSchG bzw. 26.BImSchVVerordnung über elektomagnetische
FelderAnwendungsbereich:• Gewerblich oder wirtschaftlich genutzte
HochfrequenzanlagenSendeleistung > 10W EIRP (äquivalente
isotrope Strahlungsleistung)Frequenzbereich 10MHz - 300GHz
Anwendungsbereich 26.BImSchV
• Niederfrequenzanlagen: ortfeste Anlagen zur Umspannung und Fortleitung von Elektrizität
Freileitungen und Erdkabel mit einer Frequenz von 50Hz und Spannung > 1000V
Bahnstromfern- und Oberleitungen inkl. der Umspann- und Schaltanlagen mit f =16 2/3 Hz oder 50Hz
Elektroumspannanlagen inkl. der Schaltfelder mit f =50Hz und Spannung > 1000V
Abgeleitete Grenzwerte 26.BImSchV
• Für Frequenzen ab 10MHz sind die angegebenen Werte quadratisch gemittelt (Effektivwerte), über 6-min-Intervalle
• Bei gepulsten em-Felder darf der Spitzenwert das 32-fache der Grenzwerte nicht überschreiten
Grenzwerte für Hochfrequenzanlagen
gemäß 26. BImSchV
Abgeleitete Grenzwerte 26.BImSchV
• NF-Bereich: Grenzwerte sind Effektivwerte der elektr. Feldstärke bzw. der magn. Flussdichte
• Beobachtungszeitraum von einem Tag• Zulässige Grenzwertüberschreitungen von
100% für max. 1,2h/Tag (5% von einem Tag) und
• Kleinräumige Überschreitungen von max. 100% außerhalb von Gebäuden
• Überschreitungen in der Nähe von Wohnungen, Schulen usw. sind nicht zulässig
Grenzwerte für Niederfrequenzanlagen
gemäß 26. BImSchV
Fazit: 26.BImSchV
• Erhebliche Einschränkung der Anwendungsbereiche im HF- und NF-Bereich:
militärische Anlagen, BOS-Dienste (Polizei, Feuerwehr…), Sendeanlagen im Eigentum der Landesrundfunkanstalten und Amateurfunkanlagen im HF-Bereich und
Niederfrequenzanlagen< 1000V
sowie mobile Geräte( Handys)
Fallen nicht in die 26.BImSchV
SAR
• Spezifische Absorptionsrate in W/kg• Maß für die absorbierte Leistung im Körper und
Basisgröße für die Beurteilung der thermischen Wirkung von Hochfrequenzstrahlung
• SAR-Werte werden über 10g Gewebemasse gemittelt (bei Teilkörper-SAR auch über 1g)
• SAR-Wert für die Allgemeinbevölkerung: 0,08 W/kg Ganzkörperexposition und 2 W/kg Teilkörperexposition
Durchschnittliche Absorptionsrate bei einer Leistungsflussdichte von 10 W/m²
Wirkungen verschiedener Ganzkörper-SAR-Werte bei einem erwachsenen
Menschen
Exposition des Menschen durch die hochfrequenten elektromagnetischen Felder
eines Handys • Ziel: Temperaturerhöhung
kleiner als 1°C kann mit einer
Teilkörper-SAR von 10 W/kg
immer erreicht werden.
• Grenzwert bei 2 W/kg
Formeln SAR
2JSAR
dt
dTcSAR i
ESAR Feldstärke im Gewebe:
Stromdichte im Gewebe:
Temperaturerhöhung : im Gewebe
Zusatz: DIN VDE 0848
DIN VDE 0848 Teil 2
• Schutz von Personen im Frequenzbereich von 30kHz bis 300GHz
gilt für magnetische, elektrische und elektromagnetische Felder
Unterscheidung zw. mittelbaren und unmittelbaren Gefährdungen
Einteilung des Gefährdungspotenzials in zwei Expositionsbereiche
DIN VDE 0848 Teil 2
• Expositionsbereich 1kontrollierte Bereiche, z.B. Betriebsstättenallg. zugängliche Bereiche: Aufenthalt aufgrund
Betriebsweise bis max. 6h/Tag• Expositionsbereich 2allg. Bereiche mit Aufenthalt > 6h/Tagz.B. Gebiete mit Wohn- und
Gesellschaftsbauten, Wohngrundstücke, Sport-, Freizeit- und Erholungsanlagen und Arbeitsstätten in denen eine Felderzeugung nicht erwartet wird
Grenzwerte Expositionsbereich 1
1
10
100
1000
10000
0,03
0,07 0,1 1 5 9 50 250
500
1500
2000
0
3000
0
f in MHz
0,1
1
10
100
1000
Effektivwert der Elektr.Ersatzfeldstärke [V/m]
Effektivwert dermagnetischenErsatzfeldstärke [A/m]
Grenzwerte Expositionsbereich 2
1
10
100
1000
0,03
0,08 0,3 2 7 30 200
400,
1
1500
5000
0
f in MHz
0,01
0,1
1
10
100Effektivwerte derelektrischenErsatzfeldstärke[V/m]
Effektivwerte dermagnetischenErsatzfeldstärke[A/m]
Grenzwerte NF (Expositionsber. 1)Dauerexposition
1
10
100
0
0,6 10
25
35,5
3
60
100
1000
15000
30000
f in Hz
0,01
0,1
1
10
100
Effektivwert derelekt.Ersatzfeldstärke[kV/]
Effektivwerte dermagn.Ersatzflussdichte[mT]
Grenzwerte NF (Expositionsber. 2)Dauerexposition
05
10152025
f in Hz
0510152025
Effektivwertder elektr.Ersatzfeldstärke [kV/m]
Effektivwertder magn.Ersatzfeldstärke [mT]
Quellen:
• EMVU Messtechnik, Vieweg, Dr. Paul Weiß• EMV und EMVU nach Inkrafttreten der
gesetzlichen Bestimmungen, VDE-Verlag, Dr. –Ing. Klaus Scheibe
• Exposition durch Handys in realen Situationen, Dr.-Ing. F.M. Landstorfer
• 26.BImSchV, Vorschriftensammlung der staatlichen Gewerbeaufsicht Baden-Württemberg
• Wikipedia, freie Enzyklopädie • http://www.emf-portal.de