Strahlenschutz

Elektrosmog! Ein mächtiges Schlagwort, das gleichsam für unser Zeitalter des drahtlosen Datenaustauschs und der mobilen Erreichbarkeit steht, aber auch für Strahlung im Bereich von Hoch- und Niederspannungsleitungen, Sendemasten, Transformatoren u. v. m. In der Medizintechnik, in sensiblen Bereichen der Datenverarbeitung oder auch für abhörsichere Räume wird dieses Thema bereits in der Planung berücksichtigt. Da ist es nur verständlich, dass sich immer mehr Menschen auch in den eigenen vier Wänden gegen diese äußeren Strahlungen schützen wollen.
Von besonderer Bedeutung scheint hier der Frequenzbereich zwischen 10 kHz und 300 GHz zu sein, in dem sich u.a. Rundfunk, Fernsehen, Radar und Mobilfunk wiederfinden. Auch wenn die Risiken für den Menschen wissenschaftlich noch nicht bewiesen sind, zeichnet sich doch ab, dass der menschliche Körper auf diese Strahlung reagiert. In den Körper eindringende hochfrequente Strahlung/Energie wird in der Regel in Wärme umgewandelt und sensible Geräte in Krankenhäusern und Flugzeugen, Herzschrittmacher usw. können unerwünschte Reaktionen hervorrufen. Werden Grenzwerte überschritten, kann dies in Abhängigkeit vom Gesundheitszustand zu bleibenden Schäden führen.

Abb. 1: Vereinfachte Darstellung der Schirmungsprinzipien

Das Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik (BSI) hat in der Richtlinie BSI TR-03209-2 praktische Messungen zum Abschirmverhalten an verschiedenen Wandkonstruktionen durchgeführt und verglichen. Einen Auszug der Zusammenfassung und Bewertung zeigt Tabelle 1.

Als zwei der maßgeblichen Größen sind die Schirmdämpfung SE und der Schirmwirkungsgrad zu benennen. Die Schirmdämpfung ist definiert als das logarithmische Verhältnis von einfallender Strahlungsleistung ohne Schirm zu einfallender Strahlungsleistung mit Schirm. Die Einheit der Schirmdämpfung ist Dezibel (dB). Je größer der Wert der Schirmdämpfung, desto größer ist der Schutz vor Strahlung (Tabelle 2).

Mit Silka Protect lässt sich leicht und ohne nennenswerten Mehraufwand ein baulicher Strahlenschutz realisieren, der sowohl im Neubau als auch im Bestand zum Tragen kommt. Dabei ist sicherzustellen, dass die Verarbeitung mit dem speziellen HF-Mörtel erfolgt, der hochfrequente elektromagnetische Felder besser abzuschirmen vermag als herkömmlicher Mörtel. Wird kein Putz aufgetragen, sind die Stoßfugen zu vermörteln, um die Schlitzbildung – und somit die deutliche Herabsetzung der Abschirmung – zu verhindern.

Tabelle 1: Schirmdämpfung verschiedener Wandkonstruktionen im Vergleich (Quelle: BSI TR-03209-2)


1) Verarbeitungsaufwand im Vergleich zu herkömmlichem Mauerwerk

Erhöhung der Schirmwirkung

Die Schirmwirkung einer Strahlenschutzwand lässt sich ertüchtigen bzw. erhöhen, indem ein Abschirmgewebe mit metallischer Gitterstruktur in den Putz eingelegt wird. Der Hersteller vertreibt Gewebe und Putz dabei als komplettes System, das gemäß den Verarbeitungsrichtlinien – insbesondere an den Ecken und Übergän.gen – sorgfältig zu verarbeiten ist. Es wird empfohlen, das Gewebe an diesen konstruktiv aufwendigen Bereichen großzügig, mindestens 10 cm überlappen zu lassen.

Ein überschlägiger Vergleich zeigt die Vorteile von Silka Protect zu einem „alternativen“ Kalksandstein der Rohdichte-klasse 1,8 (Silka Classic). Während Silka Protect den Schirmungsgrad auf über 99,99% (bei ca. 900 MHz = z.B. D1-Netz) steigert, liegt die Dämpfung bei der Rohdichteklasse 1,8 bei 40%/70% (bei GSM 900/GSM 1800, UMTS). Wie zuvor beschrieben, kann die Dämpfung durch die Einlage eines elektromagnetisch wirksamen Gewebes in den Außenputz des Wärmedämm-Verbundsystems bis 99% ertüchtigt werden. Handelt es sich hierbei um einen geschlossenen Raum oder ein komplett abgeschirmtes Gebäude mit geschlossenen Fenstern und Türen, ist es nahezu unmöglich, z.B. mit einem Mobiltelefon zu telefonieren – weder ein Gespräch zu führen noch es anzunehmen. Auch gilt es zu bedenken, dass eine WLAN-Verbindung innerhalb eines Schirms einer gesonderten Planung bedarf.

Tabelle 2: Zusammenhang zwischen Schirmdämpfung und Schirmungsgrad

Fenster

Ist die Planung eines Fensters in Wänden eines geschirmten Bereichs zwingend erforderlich, stellt dieses immer eine mögliche und schwer zu beseitigende Schwachstelle dar. Daher sollte ein geschirmtes Fenster immer nur dann geplant werden, wenn es absolut notwendig ist! Weiterhin ist zu bedenken, dass sich bei geöffnetem Fenster die Schirmwirkung deutlich reduziert.

Grundsätzlich gibt es hier zwei Schirmungskonzepte:

  • Einlage eines Metallgewebes zwischen zwei Glasscheiben (höhere Dämpfung)
  • Einlage eines leitfähigen Films auf eine Standardglasscheibe (niedrigere Dämpfung)

Bei dem Konzept mit Einlage eines Metallgewebes ist dieses so feinmaschig, dass selbst hohe Frequenzen (> 3 GHz) gut geschirmt werden. Eine Steigerung ist durch Einlage weiterer Schichten, deren Gitter zueinander versetzt sind, möglich. Die Verbindung des/ der Gitter könnte über einen Metallrahmen mit dem Baukörper erfolgen. Beim zweiten Konzept wird eine Folie entweder auf die Scheibe geklebt oder aufgedampft. Wichtig ist hierbei der Kontakt der Folie zum metallischen Rahmen.

Es gilt: Je höher die Dämpfung, desto geringer ist die Lichttransmission des Fensters.

Äquivalente Bleischichtdicke

Zur Schwächung der ionisierenden Strahlung, im Wesentlichen radioaktive Strahlung, ist nach DIN 6812 die äquivalente Bleischichtdicke zu ermitteln. Diese sagt aus, wie dick eine alternative Schutzschicht sein muss, um die gleiche Schirmung zu erreichen. Dabei spielt die geplante Geräteleistung (Röhrenspannungsbereich) des z.B. Röntgengeräts eine wesentliche Rolle. Diese berechnet sich nach der Formel:

  x_m = a \cdot {(\frac{\rho}{\rho_0})}^b \cdot {(\frac{U}{U_0})}^c \cdot {(\frac{x}{x_0})}^d

mit:

Xm
= äquivalente Bleischichtdicke (mm)
a, b, c, d
= Konstanten entsprechend Tabelle 18 der DIN 6812:2013-06, siehe Tabelle 3
r
= untere Grenze der Rohdichteklasse (kg/dm3)
r0
= 1 (g/cm3)
U
= Röhrenspannung (kV)
U0
= 100 (kV)
X
= Schutzschichtdicke aus Blei (mm)
X0
= 1 (mm)
Tabelle 3: Konstanten zur Ermittlung der äquivalenten Bleischichtdicke [mm] nach DIN 6812, Tabelle 18 (6)

Eine Orientierung zur äquivalenten Schichtdicke in Abhängigkeit vom Wandbaustoff ist in Tabelle 4 dargestellt. Demnach ist bei einer erforderlichen Bleischichtdicke von 2 mm, einer vorhandenen Röhrenspannung von 150 kV und einzubauendem Silka Protect 28-2,6 eine Mindestwanddicke von 194 mm erforderlich. Wählbar ist hier z. B. die Wanddicke 200 mm.

Da diese Werte an homogenen Querschnitten zu ermitteln sind, ist die Verwendung von Vollsteinen grundsätzlich zu empfehlen. Da bei Kalksand-Vollsteinen aber ein begrenzter Lochanteil zulässig ist, sollte das Lochbild im Vorfeld eindeutig definiert werden. Eventuell vorhandene Grifftaschen und Löcher für Griffdollen sind zu verfüllen. Silka Protect kommt sowohl bei Neubauten als auch in der Altbausanierung unter Beachtung des zulässigen Wandflächengewichts zum Tragen.

Tabelle 4: Äquivalente Bleichschichtdicke aus Mauerwerk nach DIN 6812:2013


1) Für Störstrahlung sind die Werte für 200 kV maßgebend.
Bei den Werten in Klammern handelt es sich um erforderliche Wanddicken auf Anfrage.

Baubuch 2018/2019 – 5. Auflage

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