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authorTobias Schramm <tobleminer@gmail.com>2018-01-30 01:16:59 +0100
committerTobias Schramm <tobleminer@gmail.com>2018-01-30 01:16:59 +0100
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-Antrag: Mercator Hochhaus
-Daniel Ehlers, Tobias Schramm
-Antrag zur Installation einer Freifunk-Dachinstallation auf dem Mercator-Hochhaus
- [Antragsteller:] Offene Netze Nord e.V.
- Fraunhofer Str. 2-4, c/o Toppoint e.V, 24118 Kiel
- [Antragsempfanger:] Gebäudemanagement Schleswig-Holstein AöR (GMSH)
- Gartenstraße 6, 24103 Kiel
-Antragsgegenstand
-Dieser Antrag umfasst die Errichtung einer Freifunk-Dachinstallation auf dem Mercator-Hochhaus (Mercatorstrasse 3, 24106 Kiel).
-Im Einzelnen wird beantragt:
- Die Errichtung von zwei Masten mit Hohen von und auf dem Dach des Mercator-Hochhauses.
- Die Bereitstellung von 230 V/16 A Schutzkontakt-Stromanschlussen an jedem Mast.
- Die Bereitstellung von jeweils zwei Netzwerkanschlussen (2x Cat. 7, Keystone Jack) von beiden Masten zum existierenden Technikraum im Dachgeschoss.
- Die Bereitstellung von zwei benachbarten Hoheneinheiten in einem (vorhandenen) Netzwerkschrank im Technikraum im Dachgeschoss.
- Die Erlaubnis zur Installation von Freifunkhardware an den errichteten Masten sowie von zentralen Komponenten im Technikraum.
-In sec:mast erklaren wir die Anforderungen an die Masten, deren Position und die betrachteten Varianten der Positionierung.
-Gefolgt von einer detaillierteren Abhandlung uber das verwendete Modell zur Berechnung der Masthohen, in sec:masthoehe.
-In sec:kabelinstallation erklaren wir die Anforderungen an die Kabelinstallation
-und erortern in sec:technikraum die Anforderungen an den Technikraum.
-Die entstehende Freifunkinstallation dient dazu die Abdeckung und Geschwindigkeit des Freifunknetzwerkes zu verbessern und insbesondere auch bisher
-unterversorgte Gebiete (z. B. die Gemeinschaftsunterkunft Kiel-Wik) mit schnellerem Internet zu versorgen.
-Mast
-Die Masthohe sollte so bestimmt werden, dass zum einen sog. Freifunk-Knoten, folgend Gegenstellen, in ``direkter''
-Nahe und zum anderen Gegenstellen im Suden der Stadt erreicht werden konnen.
-Wie in der Sitzung am 2017-01-24 besprochen, wurden mehrere Standorte auf
-dem Dach unter Berucksichtigung der dargelegten Anforderungen betrachtet.
-Mogliche Positionen wurden anhand von Satellitenbildern ausgewahlt
-und sind in fig:positionen dargestellt. Eine detaillierte Diskussion
-zur Bestimmung der Masthohen findet sich im sec:masthoehe.
-Die Positionen 3 und 4 haben aufgrund ihrer zentralen Lage eine gleichmassigere Verteilung der Abstände zu den Dachrandern.
-Allerdings ergeben sich Strecken von mehr als 20 m,
-wodurch Gegenstellen im Nahbereich von der Dachkante und dem Gelander stark verdeckt werden.
-In unseren Berechnungen ergeben sich fur diese zentralen Positionen Masthohen von mehr als .
-Dies sind allerdings optimale Werte im bebaubaren Gebiet, wie man fig:heatmap_einer entnehmen kann.
-Daher haben wir Varianten mit einem Mast verworfen, und betrachten im folgenden nur noch Varianten mit zwei Masten.
-Dabei betrachten wir je einen Mast der linken (Positionen 1 und 2) und der rechten (Positionen 5 und 6) Seite als Mastpaar.
-Die abzudeckenen Gegenstellen werden auf die Partner verteilt.
-Wir beantragen zwei Masten mit Hohen von und .
-Die Masten sollten entweder an den Positionen 2 () und 6 () oder an den Positionen 2 () und 5 () stehen.
-Bestimmung der Masthohe
-Zur Bestimmung der Masthohen haben wir das im folgenden dargelegte Model verwendet.
-Die oben bereits diskutierten Entscheidungen werden im folgenden noch einmal erortert
-und mit im Model bestimmten Werten unterlegt.
-Als Referenz fur das Model wurden drei Gegenstellen im Nahbereich ausgewahlt.
-Gegenstellen im Fernbereich haben keinen signifikaten Einfluss auf die Masthohe und wurden
-zur Vereinfachung des Models vernachlassigt.
-Die erste Gegenstelle wird im Dachgeschoss der gegenuberliegenden Hauserfront
-auf der Holtenauer Strasse angesiedelt.
-Die zweite Gegenstelle befindet sich im Dachgeschoss an der
-Kreuzung Flensburger Strasse und Holtenauer Strasse.
-Die dritte Gegenstelle ist etwas weiter entfernt und wird von
-Gebauden in der Feldstrasse auf Hohe der Hausnummer 251, ebenfalls
-in Dachnahe, dargestellt.
-Daraus ergibt sich fur das Model eine minimale Distanz von ,
-welche durch die erstgenannte Gegenstelle gegeben wird.
-In die Berechnung der Masthohe gehen der Abstand zur Gegenstelle ( ),
-die Hohe der Gegenstelle (10 m) und des Mercator Hochhauses (61 m),
-sowie die Hohe des Gelanders (1 m) ein.
-Weiterhin muss die daruber liegende Fresnelzone und der Abstand der Mastposition zur Dachkante in Richtung der Gegenstelle berucksichtigt werden.
-Fur jede Position wird die minimale Masthohe aus dem maximalen Funktionswert der sich ergebenen Funktionen ermittelt.
-Ein Offset von einem halben Meter zur Installation der Antennen wird ebenfalls berucksichtigt.
-Eine schematische Darstellung unseres Modells ist in fig:schaubild zu sehen.
-Auf der rechten Seite befindet sich das Mercator-Hochhaus,
-auf der linken Seite ein anzubindendes Gebaude.
-Die gerade Linie vom Mast auf dem Hochhaus zur Dachkante der anzubindenden Gegenstelle zeigt die direkte Sichtverbindung zwischen den Funkantennen auf.
-Die darum herum befindliche Ellipse stellt die Fresnelzone dar,
-welche ebenfalls frei von Objekten sein muss.
-Der in fig:heatmap_einer dargestellte Funktionsverlauf ist das Ergebnis der Variante mit einen Mast, welcher alle Gegenstellen des Modells
-erreichen soll. Hier sowie in folgenden HeatMaps ist der Rand der Schienenanlage durch das innere Rechteck dargestellt.
-Deutlich zu erkennen ist die Senke der Funktion in der Mitte des Gebaudes, dieser Bereich ist aber verbaut und steht somit nicht zur
-Verfugung (vergleiche fig:positionen), auf der baulich verfugbaren Flache liegen die Vorausgewahlten Positionen 3 und 4 in einem Bereich
-des Funktionsverlaufs mit mehr als .
-Bei den Varianten mit weiter oben eingefuhrten Mastpaaren ergeben sich die in den Abbildungen bis dargestellten Funktionsverlaufe.
-Dabei betrachten die beiden ersten Abbildungen die Variante in, welcher der linke Mast die Gegenstellen in der Holtenauer Str. und der Flensburger Str. abdeckt
-und der rechte Mast die Gegenstelle in der Feldstrasse.
-Die letzten beiden Abbildungen betrachtet die Variante in, welcher der linke Mast die Flensburger Str. abdeckt
-und der rechte Mast die Gegenstellen in der Holtenauer Str. und der Feldstrasse.
-Bei beiden Varianten ergibt sich jeweils ein Paar mit minimalen Anforderungen:
-Die erste Variante ergibt fur das Paar aus Position 2 und 5 eine Hohe von bzw. .
-Die zweite Variante ergibt fur das Paar aus Position 2 und 6 ein Hohe von bzw. .
-In beiden Varianten erfordert Position 1 hohere Werte und ist somit nicht Teil eines Paars mit minimalen Anforderungen.
-Sollte sich keines der genannten Mastpaare realisieren lassen, kann alterantiv auch das Paar aus Position 1 und 5 mit einer Hohe von fur beide Masten verwendet werden.
-Falls durch Stutzen oder andere bauliche Einschrankungen die Masten an abweichenden Positionen aufgebaut werden mussen, so geben die Heatmaps der gewahlten Variante die anzupassenden Hohen an.
-Windlast
-Aufgrund der Hohe des Mercator-Hochhauses und der exponierten Lage der Masten beziehen sich
-die folgenden Berechnungen auf Windgeschwindigkeiten von bis zu 200 km/h.
-Dabei betragt die maximale Windlast der zu installierenden Gerate 826 N pro Mast.
-Die im folgenden gelisteten Gerate stehen als Referenz fur ihre jeweiligen Bauformen.
-Es ist weiterhin zu beachten, dass signifikante Scherkrafte durch Verdrehen in starkem Wind auf den Mast wirken konnen.
-Daher ist bei einem einfachen Rundmast kein Aluminium zu verwenden, da diese bei Verdrehen leicht abscheren.
-Der Antennentrager am Mast sollte einen Durchmesser von 50 mm nicht uberschreiten und eine runde Querschnittsflache besitzen.
-Daher ware ein drei-- oder viereckiger Gittermast besonders gut geeignet.
-Dachlast
-Die Dachlast der Installation wird vom Gewicht des Mastes dominiert.
-Die pro Mast installierten Gerate wiegen etwa 9,1 kg
-, eingeschlossen der am Mast benotigten Kabelinstallation.
-Kabelinstallationen
-An jedem Mast wird vom Offene Netze Nord e.V. (im weiteren Verein) ein Outdoor Verteiler bereitgestellt.
-Fur diese Verteiler wird die Installation von Stromversorgung und Netzwerkverkabelung beantragt.
-Als Stromversorgungen werden Schutzkontaktdosen (SchuKo) mit 230 V/16 A beantragt.
-Die Stromversorgung soll einzeln abgesichert und auf einem separatem Schutzschalter aufgelegt sein.
-Zusatzlich werden in den Verteilern jeweils zwei Netzwerkports (Cat. 7, Keystone Jack) beantragt,
-welche die Masten mit der Installation im Technikraum (Dachgeschoss) des Hauses verbindet.
-Stromverbrauch
-Die Gesamtleistung der an einem Mast installierten Gerate betragt 29 Watt und setzt sich wie in fig:power_mast dargestellt zusammen.
-Bei zwei Masten ergibt sich damit ein Stromverbrauch von 58 Watt.
- Technikraum
-Es wird die Verwendung von zwei benachbarten Hoheneinheiten in einem (vorhandenen)
-Netzwerkschrank fur die Installation von zentralen Komponenten beantragt.
-Die vom Dach kommenden Cat. 7 Verbindungen werden auf einem Patchpanel in RJ45 aufgelegt.
-Sofern vorhanden, kann ein vorhandenes Patchpanel genutzt werden.
-Die bereitgestellten Ports sind entsprechend zu markieren.
-Sollte vom Land eine Verbindung zum Internet zur Verfugung gestellt werden,
-ist diese ebenfalls im Schrank auf einem separaten Port zur Verfugung zu stellen.
-Weiterhin wird auch im Technikraum die Bereitstellung einer
-230 V/16 A Stromversorgung auf vier Schutzkontaktdosen entsprechend fig:power_tech beantragt.