Elektrosmog
Grundlagen
Elektrosmog unterteilt man in drei Feldarten: die Hochfrequenz, die Niederfrequenz und die Elektro- bzw. Magnetostatik. Die beiden erstgenannten Feldarten können Anteile der jeweils anderen beinhalten. So ist das Mobilfunksignal selbst hochfrequent, wird aber niederfrequent gepulst. Eine Trennung der Feldarten nach Frequenzen ist je nach Vorkommen unterschiedlich. Eine alte Regel besagt, dass die Hochfrequenz dort beginnt wo die Welle sich vom Leiter löst also zum Funksignal wird. Grundsätzlich geschieht dies aber auch bei einem 50 Hz-Signal (Lambda = 5.995.849,16 m), wobei die Nutzung dieser Frequenz aufgrund der minimalen Antennenlänge (1/4 Lambda) von nahezu 1,5 Mio km unrealistisch ist. Im Allgemeinen werden Frequenzen mit über 300 khz als hochfrequent bezeichnet, im Bereich von Leiterplatten bereits ab 100 khz, bei extrem langen Überlandleitungen (z. B. in Kanada) gehören die Frequenzen von 50 / 60 hz bereits zur Hochfrequenz
Die unterschiedlichen Feldarten haben unterschiedliche Wirkungen und Ausbreitungsarten. Sie müssen daher auch unterschiedlich abgeleitet, reflektiert, kompensiert oder verstoffwechselt werden.
Elektrische Felder können – unabhängig ob sie als statisches oder als Wechselfeld auftreten - grundsätzlich abgeleitet werden, da die Feldlinien einen Anfang und ein Ende besitzen. Eine Erdung der leitenden Materialien oder das umgeben von Feldverursachern mit geerdeten und leitfähigen Materialien reicht hierfür völlig aus.
Magnetostatische Felder können durch ein Gegenfeld gelöscht werden. Hierbei wird mit hoher Energie ein Gegenfeld aufgebaut, welches das ursprüngliche Feld dauerhaft löscht. Magnetostatische Feldanomalien sind i. d. R. nur im Bettbereich relevant, da die roten Blutkörperchen hierdurch zur sogenannten Geldrollenbildung neigen. Dies führt zu einer Minderdurchblutung in den Kapillaren und einer verminderten Sauerstoffversorgung der Zellen allgemein.
Magnetische Wechselfelder können verbogen oder kompensiert werden. Geeignete Materialien hierfür sind das Mu-Metall oder auch das Trafoblech. Ein Ableiten ist nicht möglich, da diese Feldart kein Anfang und kein Ende besitzt. Die Minimierung kann nur an der Quelle erfolgen. Da die Feldstärke auch in Abhängigkeit zum Stromfluss entsteht ist bei der Leitungsverlegung auf die größtmögliche Nähe von Hin- und Rückleiter und die möglichst gleichmäßige Auslastung der Phasen beim Drehstrom zu achten. Verdrillte Stromzuführungen über das Dach können die Felder um bis zu über 80% reduzieren. Auch eine optimierte Stromführung innerhalb des Hauses (z. B. durch Optimierung des Potenzialausgleichs) können die Felder drastisch reduzieren. Die Abschirmung ganzer Räume ist weder sinnvoll noch praktikabel. Neben den unerwünschten Feldern werden auch die dringend benötigten natürlichen Felder reduziert (z. B. Schumann-Resonanz mit 7,83 Hz).
Bei hochfrequenten Feldern werden außerhalb des Nahfeldes die elektrischen und magnetischen Komponenten zusammen betrachtet, gemessen und bewertet. Als Nahfeld bezeichnet man den Bereich, der weniger als 3 Wellenlängen von der Quelle entfernt ist. Daraus folgt, dass höhere Frequenzen kleinere Nahfelder haben. Ein Langwellensender mit einer Sendefrequenz von 100 khz hat somit ein Nahfeld von 10 km (Wellenlänge 3 km), ein Mikrowellenherd mit einer Frequenz von 2,45 Ghz hat ein Nahfeld von nur noch 35 cm.
Der meist diskutierte und wohl gesundheitsschädlichste Bereich der Hochfrequenz ist der Mobilfunk. Dies liegt einerseits an der immer stärkeren Verbreitung dieser Technik, aber auch an der Besonderheit der Signalübertragung durch die niederfrequente Pulsung. Durch diese Pulsung können sich bis zu 8 Handys einen Sendekanal teilen. Am Markt sind derzeit zwei Techniken. Das D- und E-Netz (gleiche Technik in unterschiedlichen Frequenzbändern) und UMTS. Gerade aufgebaut wird der BOS-Funk (Tetra) und die Digitalisierung des Bahnfunks. Als Datennetz ist WIMAX im Ausbau. Ein weiteres neues Mobilfunknetz wird derzeit getestet.
Da die einzelnen Netze und Techniken aufgrund ihrer unterschiedlichen Frequenzen, Ausbreitung und Nutzungsart nicht vergleichbar sind ist es auch nicht möglich eine allgemein gültige Aussage bezüglich der Gesundheitsgefährdung zu machen.
Vereinfacht gesagt ist es so, dass es nichts gibt, was keine Nebenwirkungen hat. Esoterisch vereinfacht yin bedingt yang. Die Frage ist nur, wie stark die eine Kraft ist und wie lange sie einwirkt, damit die Gegenkraft zum Tragen kommt. Während offizielle Stellen in Deutschland erst eine Gefährdung sehen, wenn sich das Gewebe zu erwärmen beginnt, zeigen Langzeitbeobachtungen an biologischen Systemen (Pflanzen, Tiere, Menschen, Zellkulturen), dass eine dauerhafte Einwirkung selbst niedrigster Dosen eine starke Wirkung bis hin zu schweren chronischen Krankheiten haben kann.
Entstehung und Vorkommen
Das Vorkommen elektromagnetischer Felder in dem hier betrachteten Bereich ist in der Natur nur sehr gering. Elektrostatische Felder bauen sich kaum auf und sehr schnell wieder ab. Niederfrequente Felder sind beispielsweise die Sferics, eine natürliche Wetterstrahlung mit einer Frequenz von 3 bis 100 kHz. Digitale oder digital gepulste Strahlung, wie sie heute mehr und mehr bei der Funkübertragung verwandt wird, kennt die Natur nicht.
Die Kommunikation innerhalb biologischer Systeme funktioniert zum Teil über minimale elektrische Spannungsänderungen. So beträgt das Ruhepotenzial einer Nervenzelle gerade einmal –70 mV. Dieses kann kurzfristig in das Aktionspotenzial umschlagen, welches + 40 mV beträgt. Die Spannungsdifferenz zwischen der Zellmembran und dem Zellinneren wird auf ca. 50 – 70 mV geschätzt. Interessanterweise misst man an einer Krebszelle nur noch ca. 10 mV.
Zwischen den Zellen und Organen fließen minimale Gleichströme von ca. 60 – 70 µA.
Ein Teil unseres Gehirns (Hippocampus) schwingt in derselben Frequenz (7,83 Hz) wie die Schumannresonanz (elektromagnetische Wellen einer bestimmten Frequenz bilden mit dem Umfang der Erde stehende Wellen) und steuert lebenswichtige Vorgänge. Ohne das Signal des Erdmagnetfeldes wäre ein Leben für den Menschen nicht möglich. Die Taktung des Mobilfunks liegt ebenfalls bei 8 Hz. Der Bahnstrom (16 2/3 Hz) verwendet annähernd ein vielfaches der Schumannresonanz (14, 20, 26, 33, 39, 45 und 51 Hz). Möglicherweise ist dies der Grund, warum diese Frequenz deutlich kritischer gesehen werden muss als die Frequenz der Haushaltsstroms (50 Hz).
Der Impuls eines Herzschrittmachers hat eine Impulsdauer 0,5 Millisekunden bei einer Spannung von 3 V.
| Vergleich Frequenzband ELF zur Frequenz des menschlichen Gehirns in Relation zum Bewusstseinszustand: (gemessen mit EEG) | |||||||||||||||||||||||||||||
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| Delta | Theta | Alpha | Beta | Gamma | |||||||||||||||||||||||||
| Tiefschlaf und Koma | Traumschlaf, Hypnose und Trance |
entspannter Wachzustand und Meditation |
normaler Wachzustand |
motorische und kognitive Prozesse | |||||||||||||||||||||||||
| 0,4 … 3,5 Hz | 4 … 7 Hz | 8 … 13 Hz | 12 … 30 Hz | 25 … 100 Hz | |||||||||||||||||||||||||
| Sub-ELF | ELF | SLF | |||||||||||||||||||||||||||
Ausbreitung
Die Ausbreitung der Felder unterscheidet sich je nach Frequenz sehr stark:
- Das magnetische Wechselfeld beim Haushaltsstrom bildet sich stets beim Stromfluss. Die Stärke der Ausbreitung variiert allerdings nicht nur mit der Höhe des Flusses, sondern auch in Abhängigkeit von der Spannung oder der Spannungsdifferenz an Trafos. Auch ein fehlender oder fehlerhafter Potentialausgleich verstärkt diese Feldart.
- Das elektrische Wechselfeld entsteht bereits, wenn eine Leitung unter Spannung steht. Es breitet sich im freien Raum aus bis es auf ein ableitendes Material trifft. Durch Ankopplung großer Flächen entstehen sog. Verbrummungen. Häufig treten diese unter Dachschrägen (Alufolie als Kaschierung der Dämmung) auf.
Beim Funk werden extrem niederfrequente Wellen für die Kommunikation mit U-Booten genutzt. Während Signale im Langwellenbereich (VLF 3 – 30 kHz) nur 10 bis 30 Meter in die Wasseroberfläche eindringen können, können die Frequenzen von 76 Hz (USA) bzw. 82 Hz (UDSSR) bis zu 300 Meter unter der Wasseroberfläche empfangen werden.
Da aber die Geschwindigkeit der Datenübertragung abhängig von der Frequenz ist versucht man diese mehr und mehr zu erhöhen. Je höher diese aber ist, desto lichtähnlicher wird ihr Verhalten. So kann die Frequenz des D-Netzes beispielsweise noch gebeugt werden und bildet somit weitaus weniger Funkschatten als die Frequenz des E-Netzes. Daher sind die Sendezellen des D-Netzes größer (max. 50 km Distanz zum Funkmast) als die des E-Netzes (max. 8 km zum Funkmast) – was erklärt, warum der Ausbau des D-Netzes im ländlichen Bereich stärker ist, als der des E-Netzes. UMTS liegt zwischen D- und E-Netz und hat eine Reichweite von bis zu 35 km (je nach Geländeprofil). Je mehr telefoniert wird, desto kleiner muss die Reichweite sein, da es sonst zu Überlagerungen in der Frequenzbändern kommt.
Die Bundesrepublik ist aufgeteilt in Netzstrukturen bestehend aus 4-er und 7-er Cluster. In der Mitte jedes Clusters steht ein Sendemast. Durch diesen Aufbau ist gewährleistet, dass es nicht zu Überlagerungen kommt. Werden mehr Sende- und Empfangskanäle benötigt als in der Zelle angeboten werden können, muss die Zelle und somit alle umliegenden verkleinert werden. Die kleinstmögliche Zellstruktur wird durch sogenannte Femtozellen oder (noch kleinere) Mikrozellen gebildet. Diese Antennen sind aufgrund ihrer geringen maximalen Sendeleistung nicht mehr melde- und genehmigungspflichtig.
Abschirmung und Vermeidung
Bei jeder Art von Abschirmung ist eine vorausgehende Messung, eine Maßnahmenbegleitung durch einen Messtechniker und eine abschließende Messung unbedingt notwendig. Falsch durchgeführte Maßnahmen können die Problematik um ein vielfaches verschlimmern.
Da die von außen eindringenden Felder in den meisten Fällen weggespiegelt werden, kann eine falsch angebrachte Abschirmung die Problematik um ein vielfaches verstärken. Die größtmögliche Absorption der Strahlung, wie sie beispielsweise durch massiven Lehm oder spezielle Gipskartonplatten möglich ist, ist der Reflektion bei einer Abschirmung immer vorzuziehen.
Eine frequenzselektive Messung mit einem guten Breitbandmessgerät oder einem Spectrum-Analyzer ist unbedingt notwendig, da es kein Material gibt, dass für alle Frequenzen gleich gute Reduzierung bringt.
In der Praxis zeigt sich, dass die wenigsten Baubiologen in der Lage sind solche Feldsituationen richtig zu messen und zu beurteilen. Abgeschirmte Räume müssen unbedingt potentialfrei auf elektrische Wechselfelder untersucht werden. Messgeräte müssen unbedingt bis 5 GHz (besser 10 GHz) messen können um eine Erfolgsüberwachung durchführen zu können.
Neben der Reflektion kommt es auch zur Beugung und Streuung. Daher kann es auch an völlig unerwarteten und kleinen Stellen (oft nur wenige Quadratzentimeter groß) zu Feldmaxima kommen. Diese Feldmaxima werden auch als Hotspots bezeichnet.
Grundsätzlich müssen die Bewohner abgeschirmter Räume darauf achten, dass sie selbst keine Funkgeräte (W-LAN, Bluetooth, Handy, DECT, etc.) betreiben dürfen. Auch die Elektroinstallation bedarf besonderer Beachtung. Abschirmgewebe sind i. d. R. metallisch leitend und bauen ein großes Potenzial auf. Befindet sich zwischen einem Emittent (z. B. Stehlampe) und diesem Potenzial ein Mensch wird dieser in die Felder einbezogen und die Feldsituation verschlimmert sich.
Egal um welchen Frequenzbereich es sich handelt -> die Abschirmung bzw. Vermeidung erfolgt vorzugsweise immer am Emittenten. Maßnahmen zur Minimierung sind stets einfacher und effektiver als die nachträgliche Immissionsminimierung. Ein Beispiel hierfür ist die Firma BMW. Bereits 2003 wurde die Strahlungsleistung der betrieblichen DECT-Telefone auf höchstens 100 µW/m² reduziert (normale Geräte schaffen in der Nähe des Gehäuses immerhin 60.000 µW/m²). Seit 2008 hat die Firma nun komplett auf Mobilfunk umgestellt, da dieser aufgrund der Vielzahl und Nähe der Basisstationen die Mitarbeiter noch weniger mit Strahlung belastet.
| Frequenzbereich von 26,5 – 10000 MHz | ||
| 26,5 - 27,4 MHz | CB-Funk (Digitale Übertragunsformen geplant) | |
| 41,0 - 68,0 MHz | Fernsehen (VHF) Bereich I | |
| 50,08 - 51,0 MHz | Amateurfunk 6m Band. | |
| 87,3 - 87,4 MHz | Eurosignal (Eurosignalempfänger) | |
| 87,5 - 108,0 MHz | Rundfunk (UKW-Band) | |
| 144,0 - 146,0 MHz | Amateurfunk 2m Band (x) | |
| 149,0 - 149,1 MHz | Relativ neuer, gebührenfreier Sprechfunk | |
| 174 - 230 MHz | Fernsehen (VHF) | |
| 174 - 230 MHz | Dgitales Fernsehen (Momentan im Aufbau). | |
| 223 - 230 MHz | T-DAB, terrestrischer digitaler Rundfunk (x) | |
| 230 - 329 MHz | Flugfunk | |
| 380 - 383 MHz | Tetra digitaler Bündelfunk, Uplink (x) | |
| 390 - 393 MHz | Tetra digitaler Bündelfunk, Downlink (x) | |
| 430 - 440 MHz | Amateurfunk 70 cm.-Band, W-LAN (x) | |
| 470 - 790 MHz | Fernsehen UHF | |
| 864 - 868 MHz | Schnurlose Telefone CT-2 (x) | |
| 885 - 887 MHz | Schnurlose Telefone CT-1+ Uplink | |
| 890 - 915 MHz | GSM 900 Mobilfunk (D-Netz in Deutschland) Uplink (x) | |
| 915 / 920 MHz | Mikrowellenherde in USA und GB (x), W-LAN (x) | |
| 930 - 932 MHz | Schnurlose Telefone CT-1+ Downlink | |
| 935 - 960 MHz | GSM 900 Mobilfunk (D-Netz in Deutschland) Downlink (x) | |
| 960 - 1215 MHz | IFF, SSR, Flugnavigationsdienst | |
| 1215 - 1240 MHz | Satellitennavigationsdienst GPS (militärische Nutzung) | |
| 1240 - 1300 MHz | Amateurfunk 23-cm Band | |
| 1240 - 1400 MHz | ARSR, Flugsicherungsradar (x) | |
| 1492 - 1525 MHz | Fester und beweglicher Funkdienst, Richtfunk | |
| 1559 - 1610 MHz | Satellitennavigationsdienst GPS (zivile und militärische Nutzung) | |
| 1616 - 1626 MHz | Satelliten-Mobilfunk (x) | |
| 1710 - 1785 MHz | GSM 1800 Mobilfunk (E-Netz in Deutschland) Uplink (x) | |
| 1805 - 1880 MHz | GSM 1800 Mobilfunk (E-Netz in Deutschland) Downlink (x) | |
| 1880 - 1900 MHz | Schnurlose Telefone DECT (x) | |
| 1920 - 2170 MHz | UMTS (x) | |
| 2290 - 2300 MHz | Fester Funkdienst, Richtfunk, Beweglicher Funkdienst | |
| 2320 - 2400 MHz | Drahtlose Fernsehkameras, Beweglicher Funkdienst, Radar (x) | |
| 2320 - 2450 MHz | Amateurfunk 11 cm-Band | |
| 2400 - 2483 MHz | Bluetooth, häusliches Datenkommunikationssystem (x), Funkbewegungsmelder, Fernwirkfunkanlagen, W-LAN (x) | |
| 2450 MHz | Mikrowellenherd (x) | |
| 2500 - 2670 MHz | Richtfunk, Radioastronomiefunkdienst | |
| 2540 - 2670 MHz | PMP = Punkt zu Multipunkt-Richtfunk (sogenannte letzte Meile) (x) | |
| 2700 - 3400 MHz | TAR/ASR =Nahbereichsradar von Flughäfen, Reichw. bis 100 km (x) | |
| 3600 - 4200 MHz | Fester Funkdienst, Richtfunk, Nichtnavigatorischer Ortungsfunkdienst | |
| 4400 - 5000 MHz | Richtfunk | |
| 5255 - 5850 MHz | Wetterradar, Flugzeug-Bodenradar (Reichweite bis 350 km) (x) | |
| 5650 - 5850 MHz | Amateurfunk 5 cm-Band | |
| 5800 MHz | Mikrowellenherd für industriellen Einsatz (x) | |
| 6439 - 6443 MHz | Beweglicher Funk- und Notfunkdienst über Satteliten | |
| 7300 - 8400 MHz | Funkdienst über Satelliten, Richtfunk | |
| 8500 - 10400 MHz | ASDE = Rollfeldüberwachungsradar von Flughäfen, Reichweite einige Kilometer(x), PAR = Präzisionsanflugradar von Flughäfen, Reichweite 10 40 km(x), Wetterradar (x) | |
| 9500 MHz | Flugzeug-Bordradar(x) | |
| 10000 MHz | Industrielle Anwendungen für Telemetrie, Sensorik | |
(x) = gepulste Frequenzen
uplink = Verbindung vom Mobilteil zum Sendemast
downlink = Verbindung vom Sendemast zum Mobilteil
Anforderungen an Abschirmmaterialien
Anforderungen an das Material zur Abschirmung von Niederfrequenz:
- homogene dauerhafte elektrische Leitfähigkeit
- Ausreichende Stabilität und Festigkeit
- Winddichtigkeit gewährleistend
- kein negativer Einfluss auf Dampfdiffusionsverhalten
- Dauerhafte Verbindung mit Erde gewährleistet
- Bedingt Stromtragfähig
- Ganzheitlich baubiologischen Ansprüchen gerecht werdend
- Preiswert
Anforderungen an das Material zur Abschirmung von Hochfrequenz:
- homogen und dauerhaft leitfähig
- Ausreichende Stabilität und Festigkeit
- Winddichtigkeit gewährleistend
- kein negativer Einfluss auf Dampfdiffusionsverhalten
- Dauerhafte Verbindung mit Erde gewährleistet
- Geerdete Materialien müssen bedingt stromtragfähig sein
- Ganzheitlich baubiologischen Ansprüchen gerecht werdend
- Hohe Dämpfung auch bei Frequenzen über 5 GHz
- Möglichst hoher Anteil an Absorption
- Preiswert
Bei Einsatz von Materialien zur Dämpfung hochfrequenter Einstrahlungen zeigt sich in der Praxis, dass die tatsächliche Minderung der Felder um 5 – 10 dB schlechter ist als im Labor.
Auch Materialien welche nicht geerdet werden können, können sich kapazitiv ankoppeln und die NF-Felder drastisch verändern.
Bei der Berechnung der notwendigen Abschirmung sollte die mögliche Feldsituation bei Volllast der Sender angenommen werden.
Für beide Arten der Abschirmung gilt: Grundsätzlich dürfen Abschirmungen keinen Kontakt zu Gegenständen haben, die in den Potentialausgleich einbezogen werden (z. B. Wasser- und Leitungsrohre, Metallzargen, Steckdosen)
Bei der Abschirmung müssen gleichzeitig Netzabkoppler und nach DIN/VDE 1999 ein Fehlerstromschutzschalter (30 mA) eingebaut werden. In Einzelfällen müssen zusätzlich abgeschirmte Kabel verwendet werden. Abschirmungen bedürfen einer vorausgehenden und abschließenden Messung durch einen erfahrenen Techniker bzw. Baubiologen. Erdungsmaßnahmen dürfen nur von einer Elektrofachkraft unter zugrundelegung der entsprechenden Vorschriften bez. Schutzmaßnahmen gegen gefährliche Körperströme (DIN 57100/VDE 0100 Teil 410 + Teil 540, Sicht- und Prüfungskontrolle nach DIN/VDE 0100 Teil 610 Abschnitt 4 + 5, EMV nach VDE 0100) vorgenommen werden.
Quellen:
Redaktion: Tappeser
- Elektromagnetische Schirmung, Hans A. Wolfsperger, Springer Verlag
- Baubiologische Elektrotechnik, Schauer / Virnich, Hüthig & Pflaum Verlag
- Nachrichtentechnik, Martin Werner, Vieweg & Teubner Verlag
- www.wikipedia.de
- www.tappeser.de
Lesenswerte Bücher zum Thema:
- Generation Handy -...grenzenlos verführt im Netz, Solwig-Bleuel
- Mobilfunk – die verkaufte Gesundheit, Hans-Christoph Scheiner
- Elektrosmog. Störquellen erkennen – Gesundheitsrisiken vermeiden, Rollé
- Mobilfunk – ein Freilandversuch am Menschen, Gasberger / Kotteder
- Mobilfunkanlagen – Rechte der Nachbarn und Kommunen, Herkner
- Der Funke des Lebens, Becker
- Stress durch Strom und Strahlung, Maes
- Baubiologische Elektrotechnik: Grundlagen, Feldmesstechnik und Praxis der Feldreduzierung, M. Schauer, M.H. Virnich