DGUV Vorschrift 15 - Elektromagnetische Felder (bisher: BGV B11)

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Anlage 1, Zulässige Werte für EM-Felder
Anlage 1
Elektromagnetische Felder (bisher: BGV B11)

Anhangteil

Titel: Elektromagnetische Felder (bisher: BGV B11)
Normgeber: Bund
Amtliche Abkürzung: DGUV Vorschrift 15
Gliederungs-Nr.: [keine Angabe]
Normtyp: Satzung

Anlage 1 – Zulässige Werte für EM-Felder

Als zulässige Werte werden Basis- und abgeleitete Werte für die verschiedenen Expositionsbereiche angegeben. Diese gelten für sinusförmige periodische Vorgänge einer Frequenz. Für gepulste elektromagnetische Felder und Anwendung der Basiswerte siehe Abschnitte 3 und 4.

Die zulässigen Werte für Expositionsbereich 1 orientieren sich am Konzept der Vermeidung von Gefährdungen unter Berücksichtigung von Sicherheitsfaktoren. Es sind Effekte berücksichtigt, wie Reizung von Sinnesorganen, Nerven- und Muskelzellen, Beeinflussung der Herzaktion und Wärmeeffekte. Die Werte gelten längstens für eine Arbeitsschicht.

Für den Expositionsbereich 2 gelten Werte, die aufgrund der allgemeinen Zugänglichkeit und zur Vermeidung möglicher Belästigungen zusätzliche Sicherheitsfaktoren berücksichtigen.

1
Basiswerte für unmittelbare Wirkungen

Als Basiswerte für unmittelbare Wirkungen sind die in Tabelle 1 angegebenen Grenzwerte festgelegt.

Tabelle 1: Basiswerte für unmittelbare Wirkungen
FrequenzbereichEffektivwert der elektrischen Stromdichte J in A/m22Spezifische Absorptionsrate SARin W/kg3Spezifische Absorption für Impulsfelder SA in J/kg4 5Leistungsdichte S in W/m26 7
GanzkörpermittelwertLokale SAR8
Kopf und RumpfGliedmaßen
> 0 - 1 Hz0,040(-)(-)(-)(-)(-)
1 - 4 Hz0,040 / f 9(-)(-)(-)(-)(-)
4 - 1000 Hz0,010(-)(-)(-)(-)(-)
1 - 100 kHzf / 100 10(-)(-)(-)(-)(-)
0,1 - 10 MHzf / 100 110,41020(-)(-)
0,01 - 10 GHz(-)0,410200,01(-)
10 - 300 GHz(-)(-)(-)(-)(-)50
(-) bei diesen Frequenzen nicht relevant

2
Abgeleitete Werte

Die abgeleiteten Werte sind so festgelegt, dass selbst unter Zugrundelegung der ungünstigsten Expositionsbedingungen der EM-Felder die Basiswerte nicht überschritten werden. Die abgeleiteten Werte für den Expositionsbereich 1 und den Expositionsbereich 2 wurden dabei unter Berücksichtigung verschiedener Sicherheitsfaktoren aus den Basiswerten der Tabelle 1 berechnet.

Die abgeleiteten Werte sind grundsätzlich einzuhalten. Sie dürfen überschritten werden, wenn nachgewiesen ist, dass die Basiswerte nicht überschritten werden.

Die Einhaltung der abgeleiteten Werte gewährleistet nicht zwangsläufig die Sicherheit von Trägern aktiver elektronischer Körperhilfsmittel.

Die Bilder 1 und 2 enthalten die graphische Darstellung der abgeleiteten Werte.

Bild 1: Zulässige Werte der elektrischen Feldstärke in den Expositionsbereichen 1 und 2 sowie im Bereich erhöhter Exposition

Bild 2: Zulässige Werte der magnetischen Flussdichte in den Expositionsbereichen 1 und 2 sowie im Bereich erhöhter Exposition

2.1
Abgeleitete Werte im Frequenzbereich 0 Hz bis 29 kHz

2.1.1
Zulässige Werte im Expositionsbereich 1 und im Bereich erhöhter Exposition

Bei der Festlegung der Werte für kurze Expositionszeiten werden die Sicherheitsfaktoren der abgeleiteten Werte für Expositionsbereich 1 verringert. Dies ist aufgrund der Größe der Sicherheitsfaktoren und der kontrollierten Expositionsbedingungen zulässig. Zur Begrenzung von Sekundäreffekten darf beim elektrischen Feld ein Wert von 30 kV/m nicht überschritten werden.

Tabelle 2: Effektivwerte der elektrischen Feldstärke im Expositionsbereich 1 und im Bereich erhöhter Exposition
FrequenzbereichEffektivwert der elektrischen Feldstärke in kV/m
f / HzExpositionsbereich 1Bereich erhöhter Exposition 2 h/d
0 - 35,533030
35,53 - 66,671066 / f30
66,67 - 10001066 / f2000 / f
1000 - 290001,0662

Der zulässige Wert der magnetischen Flussdichte im Frequenzbereich 0 bis 1 Hz des Expositionsbereiches 1 ist aufgrund von Induktionswirkungen auf bewegte leitfähige Körper im Magnetfeld festgelegt worden. Zusätzlich ist in diesem Frequenzbereich die Kraftwirkung auf ferromagnetische Teile zu berücksichtigen.

Tabelle 3: Effektivwerte der magnetischen Flussdichte im Expositionsbereich 1 und im Bereich erhöhter Exposition
FrequenzbereichEffektivwert der magnetischen Flussdichte in mT12
f / HzExpositionsbereich 1Bereich erhöhter Exposition 2 h/d
0 - 167,913127,314
1 - 100067,9 / f127,3 / f
1 000 - 2900067,9 10-3127,3 10-3

Für Extremitäten dürfen die in Tabelle 3 angegebenen Werte für Magnetfelder um den Faktor 2,5 überschritten werden.

2.1.2
Zulässige Werte im Expositionsbereich 2

Tabelle 4: Effektivwerte der elektrischen Feldstärke und magnetischen Flussdichte im Expositionsbereich 2
Frequenzbereich f / HzEffektivwert der elektrischen Feldstärke in kV/mEffektivwert der magnetischen Flussdichte in mT15
0 - 12021,22
1 - 16,672021,22 / f
16,67 - 1000333,3 / f21,22 / f
1000 - 29000333,3 10-321,22 10-3

2.2
Übergangsbereich 29 kHz bis 91 kHz

Die Festlegungen für diesen Frequenzbereich berücksichtigen den Übergang von niederfrequenten Reizwirkungen zu hochfrequenten Wärmewirkungen.

2.2.1
Zulässige Werte im Expositionsbereich 1 und im Bereich erhöhter Exposition

Tabelle 5: Effektivwerte der elektrischen Feldstärke im Expositionsbereich 1 und im Bereich erhöhter Exposition
FrequenzbereichEffektivwert der elektrischen Feldstärke in kV/m
f / kHzExpositionsbereich 1Bereich erhöhter
Exposition
2 h/d
29 - 48,51,0662
48,5 - 911,06697 / f
Tabelle 6: Effektivwerte der magnetischen Flussdichte im Expositionsbereich 1 und im Bereich erhöhter Exposition
FrequenzbereichEffektivwert der elektrischen Flussdichte in μT16
f / kHzExpositionsbereich 1Bereich erhöhter
Exposition
2 h/d
29 - 48,567,9127,3
48,5 - 9167,96176 / f

 

2.2.2
Zulässige Werte im Expositionsbereich 2

Tabelle 7: Effektivwerte der elektrischen Feldstärke und magnetischen Flussdichte im Expositionsbereich 2
Frequenzbereich f / kHzEffektivwert der elektrischen Feldstärke in V/mEffektivwert der magnetischen Flussdichte in μT17
29 - 91333,321,22

 

2.3
Abgeleitete Werte im Frequenzbereich 91 kHz bis 300 GHz

Für Expositionszeiten t ≥ 6 Minuten (Dauerexposition) gelten die Werte nach Tabelle 8 bzw. 11. Dabei ist über jedes 6-Minuten-Intervall zu mitteln.

Neben der Angabe von zulässigen Werten für Dauerexposition sind für Expositionszeiten t < 6 Minuten wegen der Thermoregulation des Körpers höhere Werte zulässig. Diese sind für jeden Einzelfall mit den in der Tabelle 9 enthaltenen Formeln zu bestimmen. Bei Anwendung der Werte der Tabelle 9 ist zusätzlich sicherzustellen, dass die Spitzenwerte nach Tabelle 10 nicht überschritten werden.

2.3.1
Zulässige Werte im Expositionsbereich 1 und im Bereich erhöhter Exposition

Tabelle 8: Werte im Expositionsbereich 1 bei Expositionszeiten ≥ 6 Minuten
Frequenzbereich f / MHzEffektivwert der elektrischen Feldstärke in V/mEffektivwert der magnetischen Feldstärke in A/mMittelwert der Leistungsdichte in W/m2
0,091 - 0,57610664,9 / f(-)
0,576 - 10614 / f4,9 / f(-)
10 - 3061,44,9 / f(-)
30 - 40061,40,16310
400 - 20003,07 √f8,14 √f 10-3f / 40
2000 - 300000137,30,36450
Tabelle 9: Werte im Bereich erhöhter Exposition (Expositionszeiten < 6 Minuten)
Frequenzbereich f / MHzHöchstwert von ∑ Ei2 • ti in (V/m)2 • minHöchstwert von ∑ Hi2 • ti in (A/m)2 • minHöchstwert von ∑ Si • ti in (W/m2) • min
1 - 102,26 • 106 / f2143 / f2(-)
10 - 3022,6 • 103143 / f2(-)
30 - 40022,6 • 1030,1660
400 - 200056,5 • f0,4 • 10-3 • f0,15 • f
2000 - 300000113 • 1030,8300
Ei, Higemessener oder berechneter Effektivwert der elektrischen bzw. magnetischen Feldstärke während des i-ten Intervalls
Sigemessener oder berechneter Mittelwert der Leistungsdichte während des i-ten Intervalls
tiDauer des i-ten Intervalls
Tabelle 10: Spitzenwerte im Bereich erhöhter Exposition (Expositionszeiten < 6 Minuten)
Frequenzbereich f / MHzSpitzenwert der elektrischen Feldstärke in V/mSpitzenwert der magnetischen Feldstärke in A/mSpitzenwert der Leistungsdichte in W/m2
0,091 - 0,1222210 / f(-)
0,1 - 0,222222 • f10 / f(-)
0,2 - 0,322222 • f50(-)
0,3 - 3666750(-)
3 - 1020000 / f150 / f(-)
10 - 302000150 / f(-)
30 - 4002000510000
400 - 2000100 • √f0,25 • √f25 • f
2 000 - 300 000447211,250000

2.3.2
Zulässige Werte im Expositionsbereich 2

Tabelle 11: Werte im Expositionsbereich 2 bei Expositionszeiten ≥ 6 Minuten
Frequenzbereich f / MHzEffektivwert der elektrischen Feldstärke in V/mEffektivwert der magnetischen Feldstärke in A/mMittelwert der Leistungsdichte in W/m2
0,091 - 0,14333,316,8(-)
0,14 - 0,826333,32,35 / f(-)
0,826 - 10275 / f2,35 / f(-)
10 - 3027,52,35 / f(-)
30 - 40027,50,0732
400 - 20001,375 √f3,64 √f 10-3f / 200
2000 - 30000061,50,16310

2.3.3
Zulässige Werte für hochfrequente Ströme im Frequenzbereich 10 MHz bis 110 MHz

Im Frequenzbereich von 10 MHz bis 110 MHz können im menschlichen Körper hochfrequente Ströme eingekoppelt werden, durch die die SAR-Werte in den Extremitäten überschritten werden können. Aus diesem Grund werden zusätzlich zu den Feldstärken die Ströme durch die Extremitäten begrenzt.

Tabelle 12: Zulässige Werte für eingekoppelte hochfrequente Ströme
ExpositionsbereichZulässiger Strom in mA
Expositionsbereich 1
Expositionsbereich 2
100
45

2.3.4
Bewertung der Exposition bei elektromagnetischen Feldern mit mehreren Frequenzen

In elektromagnetischen Feldern unterschiedlicher Frequenzen werden unzulässige Expositionen im Frequenzbereich von 91 kHz bis 300 GHz vermieden, wenn die nachfolgenden Bedingungen eingehalten sind.

Darin bedeuten

Ek, Hkgemessene oder berechnete spektrale Effektivwerte der elektrischen bzw. magnetischen Feldstärken gemittelt über jedes 6-Minuten-Intervall
SkMittelwert der Leistungsdichte gemittelt über jedes 6-Minuten-Intervall
Ea,k, Ha,k, Sa,kzulässige Werte der elektrischen bzw. magnetischen Feldstärken und der Leistungsdichte nach Tabelle 8 und 11.

2.4
Zulässige Werte für mittelbare Wirkungen

Die zulässigen Werte für Körperströme und Berührungsspannungen sind in Tabelle 13 angegeben.

Tabelle 13: Zulässige Körperströme und Berührungsspannungen
Frequenz fZulässiger Körperstrom in mAZulässige Berührungsspannung in V
0 Hz1060
1 Hz ≤ f < 100 Hz3,525
100 Hz ≤ f < 2 kHz1,75 (f / kHz) + 3,325
2 kHz ≤ f < 3,8 kHz1,4 (f / kHz) + 4,225
3,8 kHz ≤ f < 12 kHz1,4 (f / kHz) + 4,21,05 (f / kHz) + 20,5
12 kHz ≤ f < 28 kHz1,75 (f / kHz)1,05 (f / kHz) + 20,5
28 kHz ≤ f < 100 kHz501,05 (f / kHz) + 20,5
100 kHz ≤ f < 1 MHz50125

Die in Tabelle 13 enthaltenen Werte für zulässige Körperströme und für zulässige Berührungsspannungen gelten nicht für die Beeinflussung von Rohrleitungsnetzen und Netzen der Telekommunikation bzw. der Signaltechnik, in die durch parallel verlaufende Starkstromanlagen der Bahn und der elektrischen Energieversorgung Spannungen eingekoppelt werden.

3
Gepulste Felder

Für gepulste Felder, die aus einer zeitlichen Abfolge von sinus-, trapez-, dreieckförmigen oder exponentiellen Einzel- oder Mehrfachpulsen und Pausen oder Gleichfeldanteilen bestehen, kann eine vereinfachte Bewertung mit den Festlegungen der nachfolgenden Abschnitte vorgenommen werden.

3.1
Frequenzbereich 0 Hz bis 91 kHz

Diese Felder werden durch folgende zusätzliche Kenngrößen beschrieben:

GAnstelle der Größe G sind die elektrische Feldstärke E, die magnetische Feldstärke H oder die magnetische Flussdichte B einzusetzen.
G(t) kennzeichnet die Zeitfunktion,   den Spitzenwert.
TZeitliche Dauer eines Impulses bzw. Impulszuges mit anschließender Pause.
TIIntegrationszeit, wobei gilt:   
tPZeitdauer einer Feldänderung bei sinus-, dreieck- oder trapezförmigen Signalverläufen von Null auf den positiven oder negativen Spitzenwert bzw. vom positiven oder negativen Spitzenwert auf Null. Die Ermittlung von tP bei exponentiellen Signalverläufen ist gemäß obiger Abbildung vorzunehmen. Sind die einzelnen Zeitdauern tPi unterschiedlich, so sind alle diese Werte tPi für die weiteren Berechnungen heranzuziehen.
tPminKleinster Wert aller Zeitdauern tPi: tPmin = min (tPi)
tCHilfsgröße zur Beschreibung exponentieller Signalverläufe. Sind die einzelnen Zeitdauern tCi unterschiedlich, so sind alle diese Werte tCi für die weiteren Berechnungen heranzuziehen.
tDZeitliche Summe aller Feldänderungen i im Zeitintervall TI.
Es gilt für:
- sinus-, dreieck- und trapezförmige Signalverläufe:   
- exponentielle Signalverläufe:   
fpFrequenz der Feldänderung, wobei gilt:   
VGewichtungsfaktor, wobei gilt:   
Vmaxmaximaler Gewichtungsfaktor. Grundsätzlich gilt: Vmax = 8.

Unter folgenden Voraussetzungen kann beim Betrieb von Magnetresonanz-Anlagen in Wissenschaft und Forschung und bei medizinischen Anwendungen der maximale Gewichtungsfaktor vergrößert werden, wenn

  • die verbindlichen Beschaffenheitsanforderungen nationaler Rechtsvorschriften, die einschlägige Gemeinschaftsvorschriften umsetzen, von der Anlage erfüllt werden,

  • für die Arbeitsplätze Gefährdungsanalysen nach dem Arbeitsschutzgesetz unter besonderer Beachtung der Gefahren durch EM-Felder durchgeführt und dokumentiert werden,

  • die notwendigen Schutzmaßnahmen getroffen sind,

  • sie unter fachkundiger ärztlicher Aufsicht oder in Anwesenheit eines Sachkundigen durchgeführt werden.

Die Werte für die zulässigen zeitlichen Änderungen der magnetischen Flussdichte für gepulste Felder im Frequenzbereich von 0 Hz bis 91 kHz sind in der Tabelle 14 angegeben. Gleichzeitig dürfen die in Tabelle 15 angegebenen, jeweils über die Zeitdauer tPmin gemittelten Werte der zeitlichen Änderungen der magnetischen Flussdichte nicht überschritten werden.

Tabelle 14: Maximal zulässige zeitliche Änderung der magnetischen Flussdichte im Expositionsbereich 1 und im Bereich erhöhter Exposition
Frequenzbereich fP / HzMaximal zulässige zeitliche Änderung der magnetischen Flussdichte in T/s
Expositionsbereich 1Bereich erhöhter Exposition 2 h/d
0 - 10,6 fP V1,1 fP V
1 - 10000,6 V1,1 V
1000 - 485006 10-4 fP V1,1 10-3 fP V
48500 - 910006 10-4 fP V55 V
Tabelle 15: Mittlere zulässige zeitliche Änderung der magnetischen Flussdichte im Expositionsbereich 1 und im Bereich erhöhter Exposition, gemittelt über die Zeitdauer tPmin
Frequenzbereich fP / HzMittlere zulässige zeitliche Änderung der magnetischen Flussdichte in T/s
Expositionsbereich 1Bereich erhöhter Exposition 2 h/d
0 - 10,38 fP V0,72 fP V
1 - 10000,38 V0,72 V
1000 - 485003,8 10-4 fP V0,72 10-3 fP V
48500 - 910003,8 10-4 fP V35 V

Für Extremitäten dürfen die in Tabelle 14 und 15 angegebenen Werte um den Faktor 2,5 überschritten werden.

Die maximal zulässigen Spitzenwerte der magnetischen Flussdichte bei gepulsten Magnetfeldern ergeben sich aus den Werten der Tabelle 15 durch Multiplikation mit dem Faktor tPmin bzw. aus den Werten der Tabellen 3 und 6 durch Multiplikation mit dem Ausdruck √2 V.

3.2
Frequenzbereich 91 kHz bis 300 MHz

Bei gepulsten Feldern sind bei Anwendung der Tabelle 9 für Effektivwerte und Tabelle 10 für Spitzenwerte die Basiswerte der Tabelle 1 eingehalten.

4
Anwendung der Basiswerte

Bei Verzicht der Anwendung der abgeleiteten Werte für Ganzkörperexposition ist sicherzustellen, dass unter allen auftretenden Bedingungen die Basiswerte eingehalten sind. Dabei werden die Basiswerte der Tabelle 1 als zusätzliche Sicherheit mit den Faktoren der nachfolgenden Tabelle 16 multipliziert.

Tabelle 16: Reduktionsfaktoren zur Bewertung mit Basiswerten
FrequenzExpositionsbereich 1Expositionsbereich 2
0 Hz - 91 kHz0,60,2
91 kHz - 300 GHz1,00,2

Im Bereich erhöhter Exposition sowie für Teilkörperexposition sind die Basiswerte nach Tabelle 1 sicher einzuhalten.

2

Über jedes Flächenelement von 1 cm2 senkrecht zur Stromrichtung sowie über jedes Zeitintervall von 1 s zu mitteln;

3

Über jedes 6 Minuten-Intervall arithmetisch zu mitteln;

4

Mittelungsmasse 10 g;

5

Trägerfrequenz f > 300 MHz und Pulslänge T < 30 μs;

6

Über jedes Flächenelement von 20 cm2 und jedes Zeitintervall von jeweils 68/f1,05-Minuten (f in GHz) zu mitteln;

7

Die maximale örtliche Leistungsdichte gemittelt über jedes Flächenelement von 1 cm2 darf 1 kW/m2 nicht überschreiten;

8

Mittelungsmasse 10 g;

9

f in Hz;

10

f in kHz;

11

f in kHz;

12

Über Flächenelemente von 100 cm2 zu mitteln

13

Werte oberhalb von 67,9 mT dürfen nur unter Beachtung von § 14 angewendet werden.

14

Werte oberhalb von 67,9 mT dürfen nur unter Beachtung von § 14 angewendet werden.

15

Über Flächenelemente von 100 cm2 zu mitteln

16

Über Flächenelemente von 100 cm2 zu mitteln

17

Über Flächenelemente von 100 cm2 zu mitteln