MELUN HUOMIOIMINEN TUULIVOIMALOIDEN SIJOITTAMISESSA OSA 2

Transkriptio

1 Ympäristömelu Raportti PR Y Sivu 1 (10) Tilaaja: Turku Kaarlo Jaakkola Kaisalahdentie Kristiinankaupunki Täydennysosa lausuntoon (PR Y1349 2, ) MELUN HUOMIOIMINEN TUULIVOIMALOIDEN SIJOITTAMISESSA OSA 2 Vesa Viljanen fyysikko, FM johtava ääniasiantuntija HELSINKI Porvoonkatu 9 A HELSINKI puh TURKU Rautakatu 5 A TURKU puh promet@promethor.fi

2 Sisällysluettelo Tiivistelmä Suomessa annettuja ohjearvoja tuulivoimaloiden melulle Ympäristömelu Sisämelu Karhusaaren osayleiskaavaselostuksen meluarvo (Pöyry Finland Oy) Haminan Petkeleen meluselvitys Tausta Mitatut tuulivoimalat Mittauspaikat ja ajankohta Keskeisiä tuloksia Olosuhteet Haminan tuulivoimamelun tulosten tarkastelua Karhusaaren tuulivoimalamelun huomioiminen Lupaviranomaisia varten laskennalla tehty meluselvitys (Ramboll) Tuulivoimalan häiritsevä melu Tuulivoimalan äänitasoarvot (Suomessa ja Ruotsissa) Yhteenveto Lisätietoa

3 TIIVISTELMÄ Länsirannikon valvontalautakunnan ympäristöjaosto on myöntänyt ( ) ympäristöluvan kuuden (à 3 MW) tuulivoimalan rakentamiseen Karhusaareen. Tämä ympäristölupa kuulutetaan Vastineessa ( ) Innopower Oy ottaa kantaa Kaarlo Jaakkolan muistutuksen liitteenä olleeseen Promethor Oy / Vesa Viljanen melutarkastelussa ( ) Melun huomioiminen tuulivoimaloiden sijoittamisessa esitettyihin näkökohtiin. Tässä lausunnossa tuodaan esille tarkennetusti tuulivoimalamelun tekijöitä. Edellisen lausuntomme ( ) jälkeen on julkaistu mm seuraavia asiakirjoja: 1) Ympäristöministeriö on julkaissut ohjeen 4/2012 Tuulivoimalarakentamisen suunnittelu. 2) Promethor Oy on tehnyt kesällä 2012 tuulivoimaloiden meluselvityksen Haminan Petkeleessä neljän teholtaan 3 MW olevan tuulivoimalan ympäristössä. Tämän meluselvityksen tilaajina olivat Ympäristöministeriö, Sosiaali ja terveysministeriö, Kotkan, Haminan ja Loviisan kaupungit sekä Haminan Energia Oy ja VentusVis Oy. Raportti valmistui joulukuussa 2012 ja on saatavissa allekirjoittaneelta. 3) Korkein Hallinto oikeus on antanut kielteisen päätöksen tuulivoimalarakentamisesta, jossa huomioidaan myös melu, Power Parkin alueelle Kauhavalla (KHO päätös, , drnro 1214/11). Tässä lausunnossa päivitetään tuulivoimaloiden liittyviä melukysymyksiä ohjearvoihin verrattuna ja arvioidaan Karhusaaren kuuden rakennusluvan saaneen tuulivoimalan synnyttämää mahdollista meluhaittaa asuinpiirien näkökannalta. 3

4 1 SUOMESSA ANNETTUJA OHJEARVOJA TUULIVOIMALOIDEN MELULLE 1.1 Ympäristömelu Tuulivoimaloiden meluarviointiin sovelletaan lähtökohtaisesti Valtioneuvoston asetuksessa 993/1992 annettuja ohjearvoja. Nämä ohjearvot on tarkoitettu lähinnä kaavoitusta varten mitoittamaan teollisuusja liikennemelua. Asetuksen julkaisemisen aikoina (yli 20 vuotta sitten) Suomessa ei ollut käytössä tuulivoimaloita. Asetuksessa (993/1992) esitetään myös ohjearvot sisämelulle ja kapeakaistaisuuden huomioiminen melua arvioitaessa. Melun ollessa kapeakaistaista tulee mittaustuloksiin lisätä 5 db ennen vertaamista ohjearvoon. Ympäristömelulle ei ole viime aikoina annettuja valtioneuvoston asetuksia. Viimeisin melusta annettu asetus on vuodelta 1997 (53/1997), joka määrittää ohjearvot ammuntamelulle. Tuulivoimaloiden melulle ei ole annettu erillistä asetusta. Ympäristöministeriö on antanut tuulivoimaloiden melun ohjearvolle suosituksia raportissa 4/2012 Tuulivoimalarakentamisen suunnittelu. Tässä raportissa meluohjearvot on esitetty 10 db ankarampina kuin asetuksessa (993/1992) annetut ohjearvot. Tuulivoiman melun ohjearvojen kiristämisen perusteena on ollut, että se on koettu häiritsevämmäksi kuin esimerkiksi liikennemelu. Raportin 4/2012 melunohjearvoissa tuodaan esille myös matalataajuisen melun huomioiminen. Matalataajuinen melu tarkoittaa äänenvoimakkuuksia, joiden taajuus on alle 200 Hz. Matalataajuisen melun ohjearvoja sovelletaan lähinnä sisämelun osalta ja ne on esitetty Asumisterveysohjeessa (Sosiaali ja terveysministeriön oppaita 2003, 1). 1.2 Sisämelu Sisämeluasiat kuuluvat Sosiaali ja terveysministeriön vastuualueeseen. Näiden ohjearvojen peruste on terveyshaittojen ehkäiseminen. Asumisterveysohjeessa (STM ohje 1, 2003) annetaan asuntoon syntyville äänitasoille ohjearvot A painotettuina keskiäänitasoina ja matalataajuisen melun ohjearvot esitetään terssikaistoittain tunnin keskiäänitasona (L eq,1h ). Päivä ja yöajan melutasojen ohjearvot asunnoissa: L Aeq,07 22 L Aeq,22 07 Asuinhuoneet 35 db 30 db Mittaustulokseen lisätään tarvittaessa kapeakaistaisuuskorjaus K K = 3 db tai 6 db äänen erottumisesta riippuen. Taulukossa 1. on esitetty muusta melusta erottuvan pienitaajuisen yöaikaisen melun ohjeelliset terssikaistakohtaiset enimmäisarvot tiloille, joissa nukutaan. Ohjearvojen tärkeimpänä kriteerinä on se, että melu ei vaikeuttaisi nukahtamista. Taulukon arvoihin ei tehdä kapeakaistaisuus tai impulssikorjausta. 4

5 Taulukko 1. Pienitaajuisen melun suurimmat sallitut terssikaistakohtaiset ohjearvot Kaista / Hz , L eq,1h / db Karhusaaren osayleiskaavaselostuksen meluarvo (Pöyry Finland Oy) Kristiinankaupungin Karhusaaren osayleiskaavaselostuksessa ( BS1.OYK, , täydennetty Pöyry Finland Oy) esitetään, että alueella sijoitettavista toiminnoista aiheutuva yhteismelu ei saa ylittää loma asuntoalueilla päiväohjearvoa 45 db (A) tai yöohjearvoa 40 db (A). 2 HAMINAN PETKELEEN MELUSELVITYS 2.1 Tausta Haminan Petkeleen alueella sijaitsevien neljän tuulivoimalan (à 3 MW) aiheuttamaa ympäristö ja sisämelua selvitettiin kesällä Meluselvittämisen perusteena oli asukasvalitukset. Asukkaat olivat kokeneet osittain ulkona mutta pääasiallisesti sisätiloissa epämääräisen tuntuista melua. Melun häiritsevyyden he yhdistivät alueelle 2010 rakennettuihin tuulivoimaloihin. Häiritsevyys tuli esille lähinnä voimakkaan tuulen aikana. Asukkaat toivat esille myös melun haittaavan unensaamista. Asukkaat olivat tehneet valituksia terveys ja ympäristöviranomaisille. Asunnot sijaitsivat noin 1,1 kilometrin etäisyydellä lähimmästä tuulivoimalasta. Alueella sijaitsevien tuulivoimaloiden melun selvittämiseksi tehtiin meluselvitysprojekti. Projektin partnereina olivat Ympäristöministeriö, Sosiaali ja terveysministeriö, Haminan, Kotkan ja Loviisan kaupungit sekä Haminan Energia Oy ja VentusVis Oy. Selvityksen teki Promethor Oy. Loppuraportti luovutettiin ja se on saatavissa allekirjoittaneelta. Seuraavassa on esitetty selvitykseen liittyviä keskeisiä tekijöitä. 2.2 Mitatut tuulivoimalat Tarkasteltavat tuulivoimalat olivat Hamina Energia Oy:n omistuksessa olevia nimellisteholtaan kolmen megawatin (3 MW) voimaloita. Alueelle oli sijoitettu neljä samanlaista voimalaa n. 0,5 km etäisyydellä toisistaan. Voimaloiden tyyppimerkintä on WinWinD3 D100 H100 ja valmistaja WinWind Oy. Voimalat ovat ns. ylävirtakoneita, joissa roottori toimii maston ylävirtapuolella. Napakorkeus on 100 m ja roottorien halkaisija on 100 m. Voimalan roottorin maksimikierrosnopeus on 15 kierrosta minuutissa (RPM). Voimaloiden tornirakenne on alaosasta betoninen lieriö ja yläosasta teräsrakenteinen lieriö. 5

6 2.3 Mittauspaikat ja ajankohta Mittauspaikat olivat lähimmästä voimalasta noin 600 metrin ja 1100 metrin etäisyydellä. Mittaukset tehtiin sekä ulkona että sisätiloissa. Lähimpänä (600 m) sisämittaukset tehtiin työmaatilassa (vrt. lomaasunto) ja kauempana (1100 m) sisämittaukset tehtiin vakituisen asunnon makuuhuoneessa. Mittaukset toteutettiin ulko ja sisämelumittaukselle voimassaolevien standardien ja ohjeiden mukaisesti. Mittaukset tehtiin kesäaikana Raportti luovutettiin tilaajille Keskeisiä tuloksia Taulukossa 2 on esitetty A painotettu kokonaisäänitaso 50 metrin etäisyydellä tuulivoimalasta roottorin pyörimisnopeudesta (tuulesta) riippuvana. Taulukko 2. Roottorin eri pyörimisnopeuksilla mitattu A painotettu kokonaisäänitaso 50 metrin etäisyydellä tornista. Mittauskorkeus 2 metriä. Tulokset kuvaavat äänitason muutosta kierrosluvun kasvaessa. Roottorin pyörintänopeus Tuulen nopeus A painotettu kokonaisäänitaso 6 rpm 4,7 m/s 45 db (A) 11 rpm 8,3 m/s 50 db (A) 16 rpm (max) 10,0 m/s 59 db (A) Seuraavana olevassa kuvassa 1 on esitetty A painotetut äänitasot terssikaistoittain roottorin eri kierrosnopeuksilla 6, 11 ja 15 rpm (maksimi). Terssikaistalla f = 125 Hz (100 Hz) havaittava pienitaajuinen ääni syntyy maksimikierroksilla. 6

7 Kuva 1. Kuvassa 2. on esitetty terssikaistan f= 125 Hz äänitaso (säkkärä siniviivoitus asunnossa ja työmaatilassa), ajan muuttuessa sekä oikeassa pystyakselilla on esitetty tuulen nopeus (musta pykäläviivoitus) ja voimalan teho (sininen pykäläviivoitus). Lisäksi kuvaan on piirretty punaisella Asumisterveysohjeen terssikaistan 125 Hz ohjearvo (36 db). HUOM. Voimala käy nimellistehollaan (tuulen nopeus 9 m/s). Äänitaso terssikaistalla f = 125 Hz mittauspisteissä Äänitaso [db] Asunto, 1.1 km Labratila, 0.6 km :00 21:00 22:00 23:00 0:00 1:00 2: Tuulen nopeus [m/s] // Voimalan 2 teho [MW] Mp1sisä, 125 Hz Mp2sisä, 125 Hz Tuuli (m/s) Voimalan 2 teho (MW) Kuva 2. Terssikaistan 125 Hz äänitaso (sininen säkkyräviiva) ajasta riippuvana. Alempi on mitattu asunnon makuuhuoneessa (etäisyys voimalaan 1100 m) ja ylempi säkkyräviiva työmaatilassa (etäisyys voimalaan 600 m). Punainen vaakaviiva Asumisterveysohjearvo 36 db/125 Hz. 7

8 2.5 Olosuhteet Tuulen nopeusjakautuma mittausajanjaksona aikana: tuulen nopeus ylitti 10 m/s noin 12 % kokonaisajasta. Voimalat käyvät nimellistehollaan tuulen nopeuden ylittäessä 9 m/s. Sääolosuhteet on esitetty yksityiskohtaisesti loppuraportissa. 2.6 Haminan tuulivoimamelun tulosten tarkastelua Asukkaiden kokema meluhaitta liittyy mitattujen tuulivoimaloiden synnyttämän matalataajuisen (terssikaista f = 125 Hz) melun esiintymiseen varsinkin asunnon sisätiloissa. Tehtyjen mittausten mukaan asunnon makuuhuoneessa valitsee asumisterveysohjeen ohjearvojen tasoinen äänitaso terssikaistalla f = 125 Hz (vrt. kuva 2) Lisäksi tämä äänitaso on ajallisesti vaihteleva (amplitudimoduloitu), mikä korostaa häiritsevyyden tunnetta. Tällainen matalataajuinen sykkivä äänitaso esiintyy tuulivoimalan toimiessa täydellä teholla (3 MW). Työmaatilassa (kuvaa loma asuntoa) terssikaistalla f = 125 Hz äänitaso ylittää selkeästi Asumisterveysohjeessa annetun ohjearvon noin 12 db:llä. Mittaajan aistimuksen mukaan tällainen matalataajuinen äänitaso tuntuu erittäin häiritsevältä. Tällainen häiritsevä melu syntyi Haminan tuulivoimaloissa niiden käydessä täydellä teholla (n. 3 MW). Tällöin mm. maston kautta välittyy matalataajuinen sykkivä ääni. Kuvasta 1 käy selville, että tämä terssikaista f = 125 Hz ei tule esille kierrosnopeudella 11 rpm ja pienemmillä kierrosnopeuksilla. Kierrosnopeuden kasvaessa maksimiin (15 rpm, teho 3 MW) esiintyy ääntä selkeästi terssikaistalla f = 125 Hz (myös 100 Hz). Täyden tehon käynti saavutetaan yli 9 m/s tuulenvoimakkuudella. Tämän suuruista tuulta oli mittausajasta noin 10 %. Tällainen voimakas tuuli voi kestää 1 2 tuntia ja sitten vaimentua. Toisaalta voimakas tuuli voi vallita useita päiviä peräkkäin kuten viime syksynä KARHUSAAREN TUULIVOIMALAMELUN HUOMIOIMINEN 3.1 Lupaviranomaisia varten laskennalla tehty meluselvitys (Ramboll) Ramboll Finland: Karhusaaren tuulivoimaloiden lupamenettelyssä melutasojen laskennassa (raportti Ramboll , ) on käytetty lähtötietona Siemens SWT 3,0 101 tuulivoimalaitoksen teknisiä tietoja. Sen synnyttämä melu on äänipäästönä LWA = 107 db, kun tuulen nopeus on 8 m/s ja mitattuna 10 metrin korkeudella. Tämän Ramboll Finland Oy:n tekemän mallinnuksen tulokset osoittavat, että tuulivoimaloiden melutaso olisi Skatanin alueella korkeintaan 46 db, Karhusaaren itäosassa 42 db ja Karhusalmessa 43 db. Rambollin lausunnon mukaan asetuksen (993/1992) perusteella melua ei tarvitsisi rajoittaa. Ympäristöministeriön ohjeen 4/2012 perusteella Skatanin alueen yöaikaista melua on rajoitettava. Melua olisi rajoitettava yöaikana, yli 7,9 m/s tuulennopeudella napakorkeudella ja tuulen puhaltaessa Skatanin alueen suuntaan. Laskelmien mukaan tällaiset olosuhteet vallitsisivat 3 prosenttia ajasta. Tarkastelussa ei ole otettu huomioon, että melu voi olla amplitudimoduloitua ja ohjeen mukaan ohjearvoon on lisättävä 5 db. Huomioitavaa on, että mallinnukset tehdään tuulennopeudella 8 m/s kansainvälisen standardin IEC , ed 2.1., 2006 esitetyn mittaustekniikalla saatujen tulosten perusteella. Standardi edellyttää myös taajuusjakautuminen (oktaavikaista) esittämistä. Tätä tietoutta ei ole saatavissa Karhusaaren tuulivoimaloiden melutarkastelussa. 8

9 Uusittu standardi on ilmestynyt 2012 ed 3. Ilmeisesti tätä standardia ei ole käytetty Karhusaaren mallinnuksia tehtäessä. Koska tarkastelun alaisena on ollut perustyypin tuulivoimala Siemens SWT 3,0 101, niin todennäköisesti tästä voimalatyypistä olisi ollut saatavissa todellisia kenttämittaustuloksia taajuuskaistoittain esitettynä mallinnustuloksiin vertaamiseksi ja myös täydellä teholla toimivan tuulivoimalan äänitiedot. Jostain syystä tällaisia todellisissa olosuhteissa tehtyjä meluselvityksiä ei haluta tuoda viranomaisten päätöksenteon pohjaksi. 3.2 Tuulivoimalan häiritsevä melu Tehdyn tuulivoimaloiden meluselvityksen (Hamina, WinWinD 3 MW) mukaan häiritsevää melua syntyy vasta tuulivoimalan toimiessa nimellistehollaan. Täyden tehon saavuttaminen edellyttää, että tuulen nopeus ylittää 9 m/s. Melun häiritsevyys korostuu sisätiloissa. Häiritsevän melun syyksi Haminan kohteessa osoittautui matalataajuinen terssikaistalla f = 125 Hz esiin tullut äänitaso täyden tehon (kierrosluvun) vallitessa (vrt. kuvat 1 ja 2). Lupamenettelyissä ei ole huomioitu täydellä teholla käyvien tuulivoimalaitosten äänisisältöä eikä varsinkaan matalataajuisten äänien osalta. Matalataajuinen ääni tarkoittaa tuulivoimaloiden äänentuoton tarkastelussa taajuuksien f = Hz välillä esiintyviä äänenpaineita. Huomioitavaa on, että tuulivoimalat eivät synnytä häiritsevää infraääntä. Infraääni tarkoittaa taajuuksilla f < 20 Hz esiintyviä äänenpainetasoja (yli 120 db). 4 TUULIVOIMALAN ÄÄNITASOARVOT (SUOMESSA JA RUOTSISSA) Tuulivoimaloiden äänitasot ilmoitetaan A äänitason keskiäänitasoina erikseen päivä ja yöarvona (L Aeq,7 22 tai L Aeq,22 7 ). Tällainen tuulivoimamelun esittäminen päivä ja yöaikaisina A painotettuina keskiäänitasoina ei tuo esille mahdollista melun häiritsevyyttä. Asettamalla keskiäänitason arvot riittävän matalaksi, kuten Ympäristöministeriö suosituksissaan esittää, alenee myös häiritsevien äänien osuus. Ruotsissa on voimassa omat ohjearvot tuulivoimamelulle asuin ja lomakiinteistöalueille. Asuinkiinteistölle se on 40 db (A) ja lomakiinteistölle 35 db (A). Pientaajuiselle melulle on voimassa ohje, jossa melua on tutkittava tarkemmin, jos epäillään, että meluherkässä kohteessa C ja A painotettujen äänenvoimakkuuksien ero on suurempi kuin 15 db tai yhtä suuri (L pc L pa 15 db). Nämä Ruotsin arvot vastaavat melko hyvin Ympäristöministeriön ehdottamia ohjearvoja (raportti 4/2012), jos huomioidaan Asumisterveysohjeessa annetut matalataajuisen melun arvot. 5 YHTEENVETO Karhusaaren melutarkasteluissa pyöritetään mallinnuksista saatuja A painotettuja keskiäänitasoja, jotka kuvaavat huonosti yksistään tuulivoimalan melua. Tarkasteluissa viranomaisille lupapäätöksiä varten tulisi huomioida myös matalataajuinen melu ja arvioida sen aiheuttama sisämelutaso Asumisterveysohjeessa annettuihin ohjearvoihin vertaamiseksi. Edellä esitetyn melutiedon ja hakijan teettämien melumallinnusten perusteella lupaviranomaisella Länsirannikon valvontalautakunnalla ei ole ollut riittäviä tietoja ympäristö ja sisämelusta kuuden tuulivoimalan rakennuslupapäätöksen (Dnro: Miljosekt 538/2011, ) antamiseen. 9

10 Yhteenvetona: Karhusaaren rakennusluvan saaneet tuulivoimalat tulisi sijoittaa yli kilometrin etäisyydelle asuinkiinteistöistä ja 1,5 km loma asuntokiinteistöistä melusta annettujen ohjearvojen täyttymiseksi ennen kuin on saatu luotettavat melutakuutiedot rakennettavista tulevista tuulivoimaloista. 6 LISÄTIETOA Vesa Viljanen Promethor Oy puh sp. vesa.viljanen@promethor.fi 10