Mobilfunkmast(en) in Schinkel

Die Firma O2 hat ihren Mobilfunkmast nun im Frühjahr 2005 am Schinkelhüttener Weg in der Nähe der Kreisstrasse nach Königsförde aufgestellt. Außerdem plant der Mobilfunkanbieter EPlus ebenfalls die Aufstellung eines eigenen Mobilfunkmastes im westlichen Bereich von Schinkelhütten.

 

Inzwischen sind alle Standorte von Mobilfunkanlagen, die von der Regulierungsbehörde (jetzt: Bundesnetzagentur) genehmigt worden sind, im Internet unter http://emf2.bundesnetzagentur.de/ einsehbar. Es können auch ein paar Informationen zu den Masten wie Abstrahlrichtung und Höhe abgefragt werden. Allerdings werden die Standorte nur in bestimmen Mäßstäben angezeigt, es kann keine Übersicht über großräumige Bereiche angefordert werden. Außerdem scheinen die Informationen nicht gerade hochaktuell zu sein.

Karte mit Mobilfunkmast
Der Schinkler Mobilfunkmast

Die Standortsuche - ein "Bärendienst" ?

Die Gemeinde Schinkel hatte die in Ihrem Besitz und als Bürgerbegegenungsstätte genutzte "De Schinkler Möhl" als Standort inmitten des Dorfes und genau gegenüber der Grundschule als Standort angeboten, da mit nennenswerten Mieteinnahmen zu rechnen ist.

 

Nachdem nun feststeht, dass noch in diesem Jahr ein Mobilfunkmast in Fuhlenrühe (Schinkelhüttener Weg / Königsförder Str.) von O2 aufgestellt wird, fragt sich mancher Bürger: 

"Was haben wir denn nun erreicht? Der Gemeinde entgehen Mieteinnahmen, aber Mobilfunkstrahlung haben wir nun doch im Dorf!" 

Den Mast auf der Mühle hat die Einwohnerversammlung verhindern können, da die Gemeinde Vermieter ist. Das aktuelle Baurecht ermöglicht es aber nicht, einen Funkmast innerhalb des Gemeindegebietes zu untersagen.
Da unterschiedliche Meinungen im Dorf darüber kursieren, ob wir nun mehr oder weniger Strahlung durch den jetzt geplanten Standort "abbekommen" werden, habe ich die Strahlungsstärken für die beiden Mast-Standorte berechnet und gegenübergestellt. 

Auswirkungen des Mobilfunkmastes

In der Abb. wurde die Stärke der Mobilfunkstrahlung vom geplanten Mast in Fuhlenrühe als relativer Wert berechnet. Als Vergleich hierzu wurde die relative Strahlungsstärke auch für den ursprünglich geplanten Mast auf der Schinkler Mühle berechnet. Auf der x-Achse ist die Entferung vom Mast in Fuhlenrühe aufgetragen. Markante Objekte von Schinkel sowie der zuerst geplante Maststandort auf der Mühle sind entsprechend ihrer Entfernung in der Abbildung eingetragen, sodaß die Abbildung als Schnitt von Westen nach Osten angesehen werden kann. Für beide Masten, den geplanten hohen Mast sowie den nicht realisierten Mast auf der Mühle, der in ca. 900 Meter Entfernung vom Maststandort Fuhlenrühe gelegen hätte, wurde die Strahlungsstärke auf der y-Achse in die Abbildung eingetragen, für den Mast Fuhlenrühe nur in die Himmelsrichtung Ost. Somit wird ein direkter Vergleich zwischen dem geplanten und dem abgelehnten Maststandort in der Abbildung dargestellt. (Details zur Berechnung s. weiter unten)

Strahlungsverteilung
Vergleich der Strahlung zwischen den beiden Standorten
Strahlungsverteilung als großes Bild
Strahlungsvergleich.png
Portable Network Grafik Format 44.9 KB

Für die Strahlungsstärke entscheidend ist vor allem die Entfernung zum Funkmast, da die Strahlung mit der Entfernung stark abnimmt (quadratische Abnahme). Allein aus dieser Abnahme mit der Entfernung ergibt sich eine deutliche Reduzierung der Strahlenbelastung in Schinkel, da der geplante Mast 1000 m weiter vom Dorfkern entfernt steht als ein Mast auf der Mühle.

 

Die von O2 vorgesehene GSM-Antenne hat eine stark gerichtete Abstrahlung von zwei Grad unterhalb der Waagerechten, bei einer Strahlbreite von 5 Grad (Details zur Antenne siehe unten). Die Hautintensität der Strahlung trifft also erst ab einer gewissen Entfernung auf die Erdoberfläche bzw. die dort lebenden Menschen. Da der ursprünglich geplante Mast auf der Schule eine viel geringere Höhe als der nun geplante freistehenden Mast gehabt hätte, würde der Hauptstrahl vom Mühlenmast schon nach weniger als 100 Metern den Erdboden erreichen, also z.B. schon im Bereich der Schule Menschen erreichen. Beim nun geplanten 45 Meter hohen Mast erreicht die Strahlung erst nach ca. 200 Metern den Aufenthaltsbereich der Bürger, dann hat die Strahlung aber schon entsprechend stärker abgenommen.

 

In der Abbildung sind die Strahlungsintensitäten der beiden Maststandorte (Schule, Fuhlenrühe) entlang einer Ost-West-Achse bis in das Dorfzentrum dargestellt. Im Bereich des Hauptfunkstrahls (ab 100 bzw. 200 Meter Entfernung vom Mast) ist die Intensität hoch, nimmt aber quadratisch mit der Entfernung ab. Im Bereich der Schule z. B. beträgt die Strahlung vom Mast in Fuhlenrühe daher nur noch ein Zehntel gegenüber der von einem Mast auf der Mühle ausgehenden Strahlung. Im Dorfzentrum beträgt der Unterschied immerhin noch ein Fünftel.

 

Höhere Strahlenbelastungen ergeben sich allerdings für den geplanten Mast im Bereich am Schinklerhüttener Weg / Königförder Strasse. Dieses ist bedauerlich, aber durch den jetzt von O2 gefundenen Standort wurde immerhin erreicht, die Belastung die Mehrzahl der Schinkler Einwohner und insbesondere für unsere Schulkinder deutlich zu verringern (auf 1/10 bis 1/5). Da es sich nur um relative Starhlungssstärken handelt, kann hier kein Vergleich mit den viel zitierten Grenzwerten unterschiedlicher Quellen vorgenommen werden. Eine exakte Berechnung der Strahlungswerte ist wesentlich aufwendiger und kann hier nicht geleistet werden.

Berechnungsmethodik

Für die Berechnung wurde die so genannte Fernfeldformel (Freiraumformel) verwendet, die die Strahlungsintensität aus der Entfernung zur Antenne und der räumlichen Streuung und Dämpfung berechnet (Freiraumformel). Um die Strahlungsstärke in Erdbodennähe zu erhalten, muss die Höhe der Antenne und der sich daraus ergebende Abstrahlungswinkel zur Erdoberfläche mitberücksichtigt werden, da die Antenne nach schräg unten nicht in der vollen Intensität abstrahlt (s. Bild). Ausgehend von der Antennen-Abstrahlcharakteristik wurden für alle Abstrahlwinkel nach unten in 1 Grad Abständen die Strahlungswerte abgelesen (relative Gewinne). Diese Werte wurden entsprechend eines standardisierten Verfahrens, das Montagetoleranzen der Antenne berücksichtigt, in einer Antennenmodell übertragen. Dieses Antennemodell geht von einer vertikalen Fehljustierung der Antenne von maximal 5 Grad aus. Weiterhin wird dabei für alle Winkel außerhalb der Hauptstrahlungsrichtung der größte Nebenstrahlungszipfel als Wert für alle anderen Winkel verwendet. Diese Vereinfachung soll auch in gewisser Weise der Erhöhung der Strahlungswerte durch Reflexion und Beugungen im Bereich schräg unterhalb der Antenne gerecht werden.

 

Die Strahlungsintensitäten wurden auf einer logarithmischen Skala dargestellt, da sie in einem sehr größen Wertebreich schwankt. Diese Darstellungsart ist bei Funkstrahlung und auch bei Lautstärkeangaben üblich und wird oft auch in der Maßeinhait dB angegeben (dezibel, entspr. 10* log(x)). Zumindest bei der Lautstärkemessung gilt die Beziehung: 10-facher Schalldruck entspricht doppelter empfundener Lautstärke. Ob dies für die elektromagnetische Strahlung ebenfalls gilt, ist noch ungewiss. Einen Eindruck, wie der Vergleich der Masten bei linearer Skalierung der Werte aussieht, gibt diese Abbildung.

 

Strahlungsvergleich linear
Strahlungsvergleich in linearer Skalierung
Excel-Tabelle der Strahlungsberechnung
Die durchgeführten Berechnungen und die Abbildungen können als Excel-Tabelle heruntergeladen werden.
Strahlungsberechnung.xls
Microsoft Excel Tabelle 111.0 KB

Streng genommen ist die Anwendung der Fernfeldformel nur den Entfernungen von 50 bis ca. 1000 Metern von der Antenne exakt. Im größeren Entfernungen kommen zusätzliche Effekte hinzu (z.B. Überlagerung von an der Erdoberfläche reflektierten Wellen), die die Intensitäten weiter verringern können. Da diese Effekte allerdings für beide Maststandorte gleichermaßen zutreffen, mussten sie hier für den Vergleich nicht detailliert berücksichtigt werden.
Im Nahbereich einer Antenne hingegen, unterhalb von zehn Metern, sind gänzlich andere,empirisch Formen zu verwenden, da hier Beugungs- und Reflexionsphänomene die Freifelddämpfung überlagern eine andere Berechnungsweise erfordern. In diesem Nahbereich werden sich im Falle des Maststandortes Fuhlenrühe keine Menschen dauerhaft aufhalten, sodass auch hier eine Berechnung und Betrachtung entfallen kann. Einen Eindruck von der Variabilität der tatsächlichen Strahlungswerte in Abhängigkeit von der Entfernung zu einer Antenne gibt die Abb:

Antennen von O2, Ausrichtung und Eigenschaften:

Auf einem Ortstermin am 23.10 wurden Details wie z.B. die Ausrichtung der Sektorantennen festgelegt. Dabei wurde auch kundgetan, dass neben dem normalen GSM- nun doch auch UMTS-Antennen errichtet werden. Um die Strahlenbelastung der Bevölkerung zu minimieren, bat ich als Vorsitzender des Bau- und Umweltausschusse darum, die Antennenausrichtungen nun in folgende Strahlungs-Verteilung-kleinHimmelsrichtungen vorzunehmen:

 

30° (~ Nord/Nord-Ost), 150° (~ Süd/Süd-West) und 270° (West)

 

Der anwesende Netzplaner von O2 stimmte dem zu. Da die horizontale Streuung der gewählten Antennen allerdings sehr groß ist (90° für GSM bzw. 65° für UMTS bei halber Leistung, s. Abb.1 und Abb.2 ), spielt die Ausrichtung der Antennen keine große Rolle mehr für die horizontale Verteilung der Funkstrahlung über Schinkel. Die nebenstehende Grafik soll die Verteilung der Strahlungsintensität in der Horizontalen in Abhängigkeit von der Entfernung und der Himmelsrichtung veranschaulichen. (Allerdings darf aus dem Fehlen blauer Bereiche nicht auch auf das Fehlen von Funkstrahlung geschlossen werden).

Kartenbild
horizontale Verteilung der Strahlung in Schinkel

Die horizontale Strahlungsverteilung (Charakteristik) der benutzten Antennen sieht z.B. so aus:

Strahlungverteilung GSM-Antenne
Strahlungverteilung GSM-Antenne
Strahlungverteilung UTMS-Antenne
Strahlungverteilung UTMS-Antenne

Die vertikale Verteilung der Strahlung hängt vom sogenannten "downtilt" ab, das heißt von der Neigung zur Erdoberfläche. Sie wird laut Auskunft des Netzplaners bei 2° liegen. Daraus ergibt sich zwar kalkulatorisch bei 45m Masthöhe ein maximale Strahlenbelastung in einer Entfernung von ca. 650 Metern. Allerdings haben die Antennen auch eine vertikale Streuung und vor allem auch sogenannte Nebenzipfel (s. Abb.), die eine kleinräumlich sehr wechselhafte Strahlungsintensität im Nahbereich der Antennen ergeben.

Strahlungverteilung GSM-Antenne
Strahlungverteilung GSM-Antenne
Strahlungverteilung UTMS-Antenne
Strahlungverteilung UTMS-Antenne

Die exakten Daten zu den demnächst aufgestellten Antennen finden sie hier:

GSM-Antenne
739710_1840_M0_4.pdf
Adobe Acrobat Dokument 104.4 KB
UTMS-Antenne
742213_2170_PM_0_6_M0_2.pdf
Adobe Acrobat Dokument 114.7 KB

Eine britische Untersuchung von 200 Funkmasten hat folgendes Bild der Streuung der Strahlungsintensitäten ergeben:

Abweichungen von den idealen Abstrahlungscharakteristiken
Abweichungen von den idealen Abstrahlungscharakteristiken

Auch andere Grafiken zeigen dieses Bild der Strahlungsspitzen im Nahbereich, s. Abb. Daraus kann verallgemeinernd  nur geschlossen werden, dass erst ab ca. 500 bis 1000 Meter mit  einer deutlichen Abnahme der Funkstrahlung gerechnet werden kann. Schließlich nimmt die Strahlung grundsätzlich quadratisch mit der Entfernung ab (-> Kugeloberfläche).

Das heißt vereinfacht: Je höher und je weiter weg eine Funkantenne ist, desto besser !


Eine sehr ausführliche Betrachtung der Abstrahlung von Antennen und ihrer Berechnung sind unter Elektrosmoginfo zu finden (mehrere html-Seiten!)

Mit den UMTS-Antennen von O2 wird zukünftig zwar auch ein schneller funkbasierter Internetzugang (bis zu 384 kbit/s) angeboten werden können, die Funkbelastung wird dadurch aber sicher nochmals steigen. Hier hat O2 nicht mit offenen Karten gespielt, auf allenbisherigen Veranstaltungen und Stellungnahmen wurde die Aufstellung von UMTS-Antennen offiziell immer verneint (s. z.B. hier).

Gesundheitliche Gefahren von Mobilfunk

Hier geht es weiter zu den gesundheitlichen Aspekten des Mobilfunks