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Bestimmung von Expositionen gegenüber elektromagnetischen Feldern der Elektromobilität

Bestimmung von Expositionen gegenüber elektromagnetischen Feldern der Elektromobilität Projektleitung: Dr.-Ing. Gernot Schmid, Seibersdorf Labor GmbH Beginn: 18.03.2021 Ende: 11.11.2025 Finanzierung: 449.025 Euro Hintergrund Elektromobilität gilt als Schlüssel für eine klimafreundliche Mobilität. Elektroantriebe arbeiten weitgehend schadstoffemissionsfrei. Betriebsbedingt entstehen allerdings Magnetfelder, die von dem elektrifizierten Antriebsstrang eines Elektrofahrzeugs ausgehen und auf Fahrer*in und Passagier*innen einwirken. Expositionen ( d.h. Situationen, in denen Personen solchen Feldern ausgesetzt sind) in relevanten Größenordnungen können dabei nicht von Vornherein ausgeschlossen werden. Gründe sind der geringe Abstand der Sitze zu den Komponenten, die Magnetfelder erzeugen, und die hohen Stromstärken in leistungsstarken Fahrzeugen. Darüber hinaus können bei rein batterieelektrischen Fahrzeugen (BEV) und bei Plug-In-Hybriden (PHEV) Expositionen bei Fahrzeugstillstand während des Ladevorgangs auftreten. Magnetfeldquellen sind dann zum Beispiel die Ladeeinrichtung selbst, das Ladekabel im Fall konduktiven Ladens, als Gleichrichter arbeitende Leistungselektronik sowie die Leitungen im Fahrzeug und die Fahrzeugbatterie. Magnetfeldquellen nur in Elektroautos und Hybriden Zielsetzung In dem Vorhaben wurde die Exposition von Personen gegenüber elektromagnetischen Feldern der Elektromobilität bestimmt. Einbezogen wurden Expositionsbeiträge durch den Fahrzeugfahrbetrieb und durch Batterieladevorgänge bei Fahrzeugstillstand. Die Studie ist aussagekräftig für Elektroautos und Elektro-Zweiräder ( d.h. ein- und zweispurige Personenkraftfahrzeuge). Als Fahrräder eingestufte Elektrofahrzeuge ( sog. E-Bikes) waren ausgenommen. Die Ergebnisse können mit Werten einer im Jahr 2009 abgeschlossenen Studie des BfS und mit in der Literatur veröffentlichten Werten verglichen werden. Zudem geben die Ergebnisse Hinweise für die Standardisierung. Durchführung Untersucht wurden gemessen an den Zulassungszahlen besonders beliebte E-Auto-Modelle und zusätzlich auch leistungsstarke E-Auto-Modelle von verschiedenen Herstellern. Dazu wurden Magnetfeldmessungen an mehreren Stellen im Fahrgastraum der Elektroautos und an den Sitzpositionen der Elektro-Zweiräder ( d.h. Elektroroller bzw. -motorräder) durchgeführt, während sich die Fahrzeuge auf einem Rollenprüfstand und in vorab festgelegten Betriebszuständen befanden. Die Betriebszustände umfassten das Beschleunigen, das Bremsen sowie das Fahren mit konstanten Geschwindigkeiten gegen verschiedene Lastmomente, um Luftwiderstände, Streckensteigungen und -gefälle zu simulieren. Anschließend wurden Magnetfeldmessdaten während eines Worldwide Harmonized Light Vehicle Test Cycle (WLTC) aufgezeichnet. Dabei handelt es sich um einen ca. 30-minütigen genormten Fahrzyklus, der ursprünglich für vergleichbare Abgas- und Verbrauchsmessungen festgelegt wurde. Daten für Zweiräder wurden während eines World Motorcycle Test Cycle (WMTC) aufgezeichnet. Die auf dem Prüfstand ermittelten Daten wurden mit Messungen bei Fahrten auf einer abgesperrten, ebenen Teststrecke und bei einer etwa 90-minütigen Fahrt im öffentlichen Straßenverkehr validiert. Anschließend wurden die im Zeitbereich aufgezeichneten Messdaten entsprechend der spektralen Zusammensetzung analysiert und bewertet. Situationen, die basierend auf den Messungen die höchsten Expositionen erwarten ließen, wurden zusätzlich dosimetrisch analysiert. Die betreffenden Expositionssituationen wurden dazu in einer Simulationssoftware nachgebildet. Ziel war die rechentechnische Bestimmung, der im Körper einer exponierten Person hervorgerufenen elektrischen Feldstärken. Hierfür musste vorab die lokale Verteilung der Magnetfeldstärken in der Fahrgastzelle bzw. im Bereich der Sitze der Elektro-Zweiräder bekannt sein. Stellvertretend für die exponierten Personen wurden hochaufgelöste, digitale Menschmodelle eingesetzt, die anatomisch möglichst korrekt waren und Gewebetypen mit verschiedenen elektrischen Eigenschaften unterschieden. Die Untersuchungen zum Aufladen bei Fahrzeugstillstand berücksichtigten Positionen in und außerhalb der Fahrzeuge. Ebenso wurden die Untersuchungen an Normal- und Schnellladepunkten durchgeführt. Hartschaum-Dummy mit zehn Messsonden im Fond eines Elektroautos Ergebnisse Die Studie stellt nach Kenntnis des BfS die bislang detaillierteste Untersuchung zu Magnetfeldexpositionen in Elektrofahrzeugen dar. Die Messungen wurden in aktuellen, für den deutschen Straßenverkehr zugelassenen Fahrzeugen unter realen Bedingungen im öffentlichen Straßenverkehr sowie auf Teststrecken und Prüfständen durchgeführt. Erstmals wurden auch Zweiräder einbezogen. Die Fahrzeughersteller waren nicht an den Untersuchungen beteiligt. Die Magnetfeldexposition innerhalb der Fahrzeuge war räumlich sehr ungleichmäßig. Hohe Werte traten im Fahrberieb vorrangig im Bereich der Beine auf, während der Oberkörper und der Kopf deutlich weniger exponiert waren. Die Exposition variierte je nach Fahrmanöver: Beim Beschleunigen und Bremsen waren die Werte höher als bei konstantem Fahren. Die maximale Motorleistung der Fahrzeuge hing nicht systematisch mit der Magnetfeldexposition zusammen. Langzeit-Effektivwerte aus Messungen während Fahrten im realen Straßenverkehr zeigten höhere Werte als die Daten, die während genormter Fahrzyklen auf einem Fahrzeugprüfstand ermittelt wurden. Alle Magnetfeldexpositionen wurde mit den Referenzwerten der EU -Ratsempfehlung und den ICNIRP -2010-Leitlinien verglichen. Bei sanfter Fahrweise lagen die Ausschöpfungen der EU -Referenzwerte meist im niedrigen zweistelligen Prozentbereich. Eine sportliche Fahrweise führte in mehreren Elektrofahrzeugen sowie in einem zu Vergleichszwecken untersuchten Fahrzeug mit Verbrennungsmotor zu Überschreitungen der EU -Referenzwerte. Bei Anwendung der moderneren ICNIRP -2010-Leitlinien ergab sich nur in einem Fall eine Überschreitung. Trotz der kurzfristigen Überschreitungen der Referenzwerte wurden keine Überschreitungen der empfohlenen Höchstwerte für im Körper induzierte elektrische Felder festgestellt. Die während des Ladens innerhalb der Fahrzeuge gemessenen magnetischen Flussdichten waren überwiegend niedriger als die während des Fahrens gemessenen Werte. Gleichstrom-Laden ( DC -Laden) führte, trotz höherer Ladeleistungen, zu geringeren Expositionen als Wechselstrom-Laden ( AC -Laden). Magnetische Flussdichten oberhalb der ICNIRP -Referenzwerte traten nur in unmittelbarer Nähe des Ladekabelsteckers bzw. der Fahrzeugbuchse ( bzw. beim induktiven Laden nahe dem Straßenniveau) unmittelbar neben dem Fahrzeug auf. Neben dem Antriebssystem erzeugen weitere Fahrzeugkomponenten Magnetfelder, z.B. die Sitzheizungen, Fensterheber oder Fahrzeugeinschaltung. In einigen Fällen waren diese Expositionen höher als die durch das Antriebssystem verursachten Felder. In vielen Fahrzeugen traten die höchsten Werte beim Einschalten oder Starten auf. Die mittleren Langzeitwerte in Elektroautos (0,5 bis 2,5 Mikrotesla/ µT ) entsprachen weitgehend denen in etablierten elektrisch angetriebenen Verkehrsmitteln wie Straßenbahnen oder U-Bahnen (2 bis 3 µT ). In doppelstöckigen Zügen wurden auf der oberen Fahrgastebene Werte bis zu 13 µT gemessen, also potenziell höhere Expositionen als in Elektroautos. Stand: 24.11.2025

Untersuchungen ueber die meteorologische Normierung von Immissionsmesswerten

Meteorologische Normierung sporadischer Einzelwerte und laufender Serienmessungen; Oekonomisierung der Messplanung durch die meteorologische Normierung der Bewertung.

Whale sightings during POLARSTERN cruise PS125

Data on whale distribution and abundance in the polar oceans is rather sparse, as implementing the standard surveying method, line-transect surveys, is challenging and costly. To overcome this problem, we initiated a program to electronically log all opportunistic cetacean sightings during all Polarstern expeditions through the nautical officer on watch. Opportunistic (visual) sightings by naked eye were logged during Polarstern Cruise PS125 (Port Stanley – Bremerhaven) by the nautical officer on duty using a customized Software package (WALOG, WhAleLOGger) installed on a touch screen laptop located on the ship's bridge. Species were identified by naked eye or handheld binoculars (7x50) to the lowest possible taxonomical level and assigned a "certainty" level of identification. The number of animals were counted if possible or estimated for larger groups. Whenever identification to species level was not possible, the next identifiable taxonomical category was assigned. Information on sighting position, date and time are automatically transferred from the ship's DAVIS-Ship System (https://dship.awi.de/) to the WALOG software at the time of logging. Photographs were taken, if possible, for retrospective analysis. All data of acquired sightings were retrospectively validated by a marine biologist and converted to a standard format. To this end, plausibility of sighting time, location, standardization of species names, eventual comments added at the time of sighting, as well as additional information such as photographs (if available) were checked either to verify or improve species identification. Datasets are used in species distribution modelling and to inform interested parties about occurrences.

GEMET - General Multilingual Environmental Thesaurus

Nach einer Laufzeit von rd. drei Jahren wurde jetzt die erste Phase des Projekts European Topic Centre on Catalogue of Data Sources (ETC / CDS) der Europäischen Umweltagentur (EUA) abgeschlossen. Das Umweltbundesamt war im Rahmen dieses Projektes an der Erarbeitung des General Multilingual Environmental Thesaurus (GEMET) zusammen mit dem Italienischen Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR) wesentlich beteiligt. Für die Erstellung des GEMET wurden verschiedene nationale Umweltthesauri aus europäischen Ländern (u.a. Italien, Niederlande, Portugal und Spanien) sowie als Hauptanteil ein wesentlicher Auszug aus dem Umweltthesaurus des UBA herangezogen. Der Umweltthesaurus EnVoc von UNEP - Infoterra wurde komplett in GEMET integriert. Damit liegt erstmals ein allgemeiner Umweltthesaurus auf europäischer Ebene vor, der als Standard für die zukünftige Arbeit bei der inhaltlichen Erschließung von Metadaten, von wissenschaftlicher Fachliteratur, von Forschungsprojekten und zum Umweltrecht sowie beim Wiederauffinden von umweltrelevanten Informationen gelten kann. GEMET enthält in der Version 2001 rd. 5 300 Deskriptoren (Vorzugsbezeichnungen) und rd. 1 260 Synonyme. Er ist polyhierarchisch aufgebaut (Ober-, Unter- und verwandte Begriffe), verfügt über eine Grobeinteilung der Begriffe in 30 Gruppen und 40 Themengebiete und hat für die nachfolgenden Sprachen entsprechende Äquivalente: Englisch, Deutsch, Dänisch, Finnisch, Niederländisch, Norwegisch, Schwedisch, Französisch, Griechisch, Italienisch, Portugiesisch, Spanisch, Ungarisch, Slowakisch, Amerikanisches Englisch, Bulgarisch, Russisch, Tschechisch, Slowenisch.. Da GEMET auch mehr als 4 000 Definitionen enthält, kann man ihn wie ein Glossar benutzen. GEMET steht über die Homepage des ETC / CDS im Internet in verschiedenen Formaten zur Verfügung. Das ETC / CDS wurde mit dem 31.12.2001 beendet. Eine Aktualisierung der Daten von GEMET ist derzeit nicht vorgesehen.

Erdbeben: Untergrundklassen

Die Karte der Erdbebenzonen und geologischen Untergrundklassen für Rheinland-Pfalz bezieht sich auf die DIN 4149:2005-04 „Bauten in deutschen Erdbebengebieten – Lastannahmen, Bemessung und Ausführung üblicher Hochbauten", herausgegeben vom DIN Deutsches Institut für Normung e.V., Burggrafenstr. 6, D-10787 Berlin. Nichttektonische, seismisch induzierte Ereignisse sind nicht Gegenstand dieser Darstellung (DIN 4149:2005-04, Kapitel 5.1). Die Gefährdung innerhalb jeder Erdbebenzone wird als einheitlich angenommen, abgesehen von den Variationen, die sich durch unterschiedliche Untergrundbedingungen ergeben. Dazu wird zwischen den geologischen Untergrundklassen unterschieden.

Erdbeben: Erdbebenzonen

Die Karte der Erdbebenzonen und geologischen Untergrundklassen für Rheinland-Pfalz bezieht sich auf die DIN 4149:2005-04 'Bauten in deutschen Erdbebengebieten; Lastannahmen, Bemessung und Ausfuehrung ueblicher Hochbauten', herausgegeben vom DIN Deutsches Institut fuer Normung e.V., Burggrafenstr. 6, D-10787 Berlin. Nichttektonische, seismisch induzierte Ereignisse sind nicht Gegenstand dieser Darstellung (DIN 4149:2005-04, Kapitel 5.1). Den Erdbebenzonen werden Intensitaetsintervalle nach der Europaeischen Makroseismischen Skala (EMS) und Bemessungswerte der Bodenbeschleunigung ag zugeordnet. Der zugrunde liegenden Referenz-Wiederkehrperiode entspricht eine Wahrscheinlichkeit des Auftretens oder Ueberschreitens von 10 % innerhalb von 50 Jahren.

Erhöhung des Recyclinganteils für zyklisch hochbeanspruchte Aluminiumgussbauteile unter Berücksichtigung der metallurgischen Prozessroute, Teilvorhaben: Simulation und Optimierung der Gefüge und Eigenschaften für Legierungen mit höheren Anteilen an Begleitelementen aus Recyclingmaterial

Ziel des Vorhabens 'HighReCycle' ist die Ableitung von Ansätzen zur Berücksichtigung von Recyclingaluminium für die Entwicklung und Herstellung von ressourceneffizienten Gussbauteilen für den Fahrzeug- und Maschinenbau. Dabei sind insbesondere Einflüsse von sich anreichernden Stör- und Begleitelementen sowie die Einschlussbeladung auf die Bauteillebensdauer und den Gießprozess im Hinblick auf unterschiedliche Gießverfahren zu validieren. Unter Berücksichtigung dieser Parameter sind für die Bauteilbemessung der statistische, spannungsmech. und techn. Größeneinfluss des Recyclingaluminiumanteils abzuschätzen und in Bemessungsansätzen aufzubereiten. Dies erlaubt eine weitreichende, industrieübergreifende Einsetzbarkeit von hohen Recyclinganteilen in unterschiedlichsten Gussbauteilen auf Basis abgesicherter Werkstoff- und Prozessuntersuchungen. In dem geplanten Vorhaben sind zunächst typische Recyclinganteile und die damit verbundenen Werkstoffzusammensetzungen auf Basis von zwei typischen Primär-Aluminiumlegierungen (AlSi7Mg0,3 & AlSi10MnMg) für den Sand-, Kokillen- und Druckguss zu identifizieren. Anschließend werden die Auswirkungen der Anreicherungen von krit. Elementen, wie Eisen, Kupfer und Zink sowie der nichtmetallischen Einschlüsse auf den Gießprozess und die Bauteillebensdauer untersucht. Durch Gießversuche werden die Prozessrandbedingungen für unterschiedliche Verhältnisse von Primär- und End-of-Life Material kritisch untersucht und von den Begleitelementen abhängige Gießeigenschaften ermittelt. Parallel dazu werden Probenkörper für quasi-statische und zyklische mechanische sowie Korrosionsanalysen hergestellt. Anhand dieser Probenköper werden über die mech. Eigenschaften die kritischen Elementanteile und deren Auswirkungen auf die Bauteillebensdauer definiert, um gezielt den Anteil an Recyclingaluminium zu maximieren. Auf dieser Grundlage soll eine erweiterte Normierung der Legierungen mit erhöhten Rezyklatanteilen in der DIN EN 1706 erzielt werden.

Beurteilung der Belästigung durch tieffrequente Geräusche

Gewerbebetriebe und Anlagen zur Energieerzeugung konkurrieren mit ihrer Flächeninanspruchnahme vor allem mit Gebieten, die dem Wohnen dienen. Es ist zu erwarten, dass sich diese Konkurrenzsituation durch ein engeres Zusammenrücken der entsprechenden Gebietsnutzungen noch verschärft. Gleichzeitig produzieren Privatpersonen vielerorts vermehrt ihre benötigte Wärme und Elektrizität innerhalb von Wohngebieten. All den Anlagen ist gemein, dass sie teilweise in erheblichem Maße tieffrequente Geräusche verursachen können. Es besteht somit ein erhöhtes Belästigungspotential durch tieffrequente Geräusche im Sinne des Bundes-Immissionsschutzgesetzes. Ob eine erhebliche Belästigung durch tieffrequente Geräusche vorliegt, wird seit längerem im Rahmen der TA Lärm nach dem Beiblatt 1 der DIN 45680 beurteilt. Die darin angegebenen Anhaltswerte sind jedoch in Teilen der Wissenschaft und der betroffenen Öffentlichkeit umstritten. Trotz langer und intensiver Arbeiten konnte das Deutsche Institut für Normung (DIN) bisher keinen Konsens über die geltenden Anhaltswerte oder über Vorschläge für Änderungen oder Aktualisierungen der Anhaltswerte erreichen, da es vor allem keine aktuellen Lärmwirkungsuntersuchungen zu dieser Frage gibt. Neuere Wirkungsuntersuchungen sind besonders wichtig, weil die TA Lärm und damit die DIN 45680 für die meisten industriellen und gewerblichen Anlagen in Deutschland gilt, die tieffrequente Geräusche emittieren, und in bestimmten Fallkonstellationen Gegenstand öffentlicher Diskussionen und Gerichtsverfahren sind. In diesem Forschungsvorhaben sollen die wissenschaftlichen Erkenntnisse über die Wirkung tieffrequenter Geräusche wesentlich erweitert oder fachlich weiter abgesichert werden. Dazu sollen neben einer Überprüfung bereits vorhandener Messergebnisse auch Laboruntersuchungen über den Einfluss tieffrequenter Geräusche im Wachzustand und auf das Schlafverhalten des Menschen vorgenommen werden.

Sonderforschungsbereich (SFB) 1211: Evolution der Erde und des Lebens unter extremer Trockenheit, Teilprojekt Z02 (INF): Datenmanagement und raumbezogene Analyse

Dieses Projekt befasst sich mit der Einrichtung eines Datenmanagementsystems (aufbauend auf ein bereits bestehendes; im TR32). Dieses System ist in der Lage, große Mengen an Forschungsdaten zu speichern und zur Verfügung zu stellen. Es ermöglicht eine genaue Datencharakterisierung über eine flexible, jedoch standardisierte und benutzeroberflächenunabhängige Metadatenstruktur. Datensäte können Digitale Objekt Identifier (DOI) erhalten. Alle raumbezogenen Daten des SFB werden über ein WebGIS zugänglich sein. Die Daten der Wetterstationen (Z03) werden entsprechend gängiger Standards im System integriert. Eine weitere Aufgabe dieses Projekts besteht in der Analyse raumbezogener Daten für die gemeinsamen Forschungsgebiete des SFB.

Entwicklung und Anwendung von neutronenaktivierungsanalytischen Methoden fuer Untersuchungen ueber die Spurenelementeverschiebung in Milch und Milchprodukten als Folge von Umwelteinfluessen

a) Weitgehende Rationalisierung und Automatisierung der Neutronenaktivierungsanalyse fuer die Anwendung in der Milchforschung. b) Entwicklung eines rationellen Monostandardverfahrens fuer Lang- und Kurzzeitbestrahlungen im Reaktor. Entwicklung eines leistungsfaehigen EDV-Programmes fuer die vollautomatische Auswertung von Gammaspektren. Anwendung des Multielementverfahrens zur Loesung von Fragestellungen der Ernaehrungs- und Umweltforschung. c) Gezielte Sammlung von Proben. Laboruntersuchungen, Publikationen.

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