Melumallinnus Korpivaaran tuulivoimala-alue, Liperi

Transkriptio

1 Ades Oy Melumallinnus Korpivaaran tuulivoimala-alue, Liperi Kirjoittajat: Kohde: Asiakas: Denis Siponen, Ades Oy Korpivaaran tuulivoimala-alue, Liperi Tuulialfa Oy Päivämäärä: Viite:

2

3 Laatija Denis Siponen, DI (Akustiikka) Ades Oy Y-tunnus Jyväskylä Jyväskylä

4 Sisällysluettelo Laatija... Sisällysluettelo Johdanto Suomen tuulivoimamelun ohje- sekä raja-arvot Ulkomelu Valtioneuvoston asetus 1107/2015 tuulivoimamelulle Sisämelu Sosiaali- ja Terveysministeriön asetus 545/ Melumallinnuksen lähtötiedot Tuulivoimalamalli Lähtömelu takuuarvotaso L WAd Kapeakaistaisuus Merkityksellinen sykintä Kartta-aineisto Vertailukiinteistöt Mallinnusohjelmisto ja menetelmä Mallinnuksen epävarmuus ISO standardin epävarmuus Mallinnuksen epävarmuuden huomioiminen Mallinnustapaukset Mallinnusparametrit Melumallinnus A Melumallinnus B Melumallinnus C Matalataajuisen sisämelun mallinnus Melumallinnus A Melumallinnus B Melumallinnus C Tulosten käyttötarkoitus ja tulkinta Yhteenveto Lähdeviitteet LIITE 1: Melumallinnuksen A-taajuuspainotetut melupäästötiedot... 1

5 1. Johdanto Liperiin on suunnitteilla ns. Korpivaaran tuulivoimala-alue [1]. Kyseinen tuulivoimala-alue koostuisi neljästä tuulivoimalasta. Tämän melumallinnuksen tarkoitus on arvioida mahdollisimman todenmukaisesti ja uusimpaan tutkittuun tietoon perustuen kyseisen hankkeen mahdollisia ulko- ja sisämeluvaikutuksia mallintamalla melun leviäminen ympäristöön. Melumallinnuksen tilaajana on Tuulialfa Oy. Alla olevassa kuvassa (Kuva 1) on esitetty kyseinen tuulivoimala-alue kartalla. Kuva 1. Suunnitteilla oleva Korpivaaran tuulivoimala-alue. 1

6 2. Suomen tuulivoimamelun ohje- sekä raja-arvot 2.1 Ulkomelu Valtioneuvoston asetus 1107/2015 tuulivoimamelulle Valtioneuvosto on hyväksynyt uudet ohjearvot tuulivoimaloiden ulkomelulle [2]. Asetus 1107/2015 on astunut voimaan , jonka jälkeen asetuksen ohjearvoja sovelletaan tuulivoimaloiden rakentamisen suunnittelussa, lupamenettelyissä ja valvonnassa eikä ympäristöministeriön tuulivoimaoppaan melun ohjearvoja. Näissä ohjearvoissa mittarina on A-taajuuspainotettu keskiäänitaso L Aeq. Nämä ohjearvot on esitetty alla olevassa taulukossa (Taulukko 1). Taulukko 1. Valtioneuvoston asetuksen 1107/2015 tuulivoimamelulle Päivän ohjearvo L A,eq22-07 [db] Yön ohjearvo L A,eq22-07 [db] Lomarakennus Asuinrakennus On huomattava, että asetuksen raja-arvot eivät ole takautuvasti voimassa, ellei jo suunniteltua tuulivoimala-alueen hanketta muuteta asetuksen voimaantuloajankohdan jälkeen siinä määrin, että hankkeen meluvaikutukset tullaan mallintamaan uudestaan. 2.2 Sisämelu Sosiaali- ja Terveysministeriön asetus 545/2015 Sisämelulle on laissa Sosiaali- ja Terveysministeriön ohjeistus, joka vahvistettiin asetukseksi 545/ [6]. Näissä mittarina on sama kuin valtioneuvoston päätöksessäkin, A- taajuuspainotettu keskiäänitaso L Aeq. On huomioitava, että tässä ohjeistuksessa ajallisesti vaihtelevalle melulle keskiäänitaso on yhden tunnin keskiarvolle päivä- ja yöajan keskiäänitason sijaan. Nämä ohjearvot on esitetty alla olevassa taulukossa (Taulukko 2). Taulukko 2. Sosiaali- ja Terveysministeriön asumisterveysasetuksen ohjearvot sisämelulle Päivän ohjearvo L A,eq22-07 [db] Yön ohjearvo L A,eq22-07 [db] Asuinhuoneet, paitsi keittiö (22-02) L A,eq1h [db] Makuuhuoneet ajallisesti vaihtelevalle melulle 1) 25 1) Ajallisesti vaihtelevalle melulle, kuten musiikkimelu ja tuulivoimamelu Näiden keskiäänitasojen lisäksi asumisterveysasetuksessa on terssikaistaiset ohjearvot pientaajuiselle sisämelulle, näissä mittarina on tunnin keskiäänitaso L eq,1h. Tarkemmat arvot matalataajuisen melu ohjearvoista on esitetty alla olevassa taulukossa (Taulukko 3). 2

7 Taulukko 3. Sosiaali- ja Terveysministeriön asumisterveysasetuksen sisämelun matalataajuisen melun ohje-arvot. Terssikaistan keskitaajuus/hz , L eq,1h Asuntoihin kuuluvalle musiikkimelulle on erillismaininta ohjeistuksessa. Asetuksessa sanotaan: Asuntoihin kuuluvalle yöaikaiselle musiikkimelulle voidaan käyttää taulukon 3 pienitaajuiselle melulle esitettyjä ohjearvoja, ja lisäksi alkuyön (klo 22 02) L Aeq,1h-tasojen tulisi olla korkeintaan 25 db(a) silloin, kun musiikkimelu on selvästi erotettavissa, so. kun jatkuva hyväksyttävissä oleva taustamelu ei peitä sitä kuulumattomiin. Taulukon 3 pienitaajuisen melun ohjearvoja sovelletaan musiikkimeluun vain yöaikana ja vain makuuhuoneiden melulle. Kun musiikkimelun haitallisuutta arvioidaan edellä mainittuja ohjearvoja käyttäen, mittaustuloksiin ei tehdä kapeakaistaisuus eikä impulssimaisuuskorjausta. On huomattava, että tuulivoimalamelu rinnastetaan musiikkimeluun, koska se on luonteeltaan ajallisesti vaihtelevaa. Asiasta on maininta asumisterveysasetuksen perustelumuistiossa. Lisäksi on syytä huomioida, että asumisterveysasetus on takautuvasti voimassa. Tämä tarkoittaa sitä, että asumisterveysasetuksen ohjearvojen ylittyessä viranomaisten on ryhdyttävä toimenpiteisiin terveyshaittojen ehkäisemiseksi. 3

8 3. Melumallinnuksen lähtötiedot 3.1 Tuulivoimalamalli Korpivaaran tuulivoimala-alueeseen ei ole vielä päätetty lopullista tuulivoimalamallia. On kuitenkin päätetty, että tuulivoimaloiden napakorkeus tulee olemaan 167 metriä ja nimellisteho 3,3 3,6 MW. Melumallinnuksessa käytettiin esimerkkivoimalana Vestas V126 3,3 MW serrated blades tuulivoimalamallia Lähtömelu takuuarvotaso L WAd Takuuarvotason määritelmä Tuulivoimalamallin takuuarvolla L WAd tarkoitetaan kansainvälisen standardin IEC ed.3.0 mukaisesti mitattua tuulivoimalamallin melutasoa, joka verifioinnissa pysyy 95 %:n todennäköisyydellä annetun arvon alapuolella [4]. Tuulivoimalan takuuarvo on määritelty kansainvälisessä standardissa IEC [6]. Takuuarvotason kaava on seuraavan lainen: L WAd = L WA + K Takuuarvotaso koostuu siis kahdesta termistä: Äänitehotasosta L WA sekä varmuusarvosta K. Äänitehotaso L WA kuvaa tuulivoimalamallin keskimääräistä melutasoa, kun taas varmuusarvo K kuvaa tuulivoimalamallin eri yksilöiden melutason vaihtelun 95%:n ylärajaa. On huomattava, että takuuarvotaso L WAd ei sisällä erityisistä sääilmiöistä tai usean tuulivoimalan summavaikutuksesta aiheutuvaa merkityksellistä sykintää. Tämä johtuu siitä, että takuuarvotaso mitataan vain yhdestä tuulivoimalasta kerrallaan mittaus-standardin määrittelemässä standardi-sääolosuhteissa Vestas V126 3,3 MW serrated blades tuulivoimalamallin takuuarvotaso Melumallinnuksessa on käytetty Vestas V126 3,3 MW serrated blades tuulivoimalamallille A- taajuuspainotettua takuuarvoa L WAd 106,0 db, kun tuulen nopeus napakorkeudella on 10 m/s [3]. Kyseessä on Vestas Nordic Europen Ades Oy:lle toimittama virallinen tekninen asiakirja, missä on esitetty A-taajuuspainotettu takuuarvotaso L WAd 1/3-oktaaveittain. On huomattava, ettei Vestas esitä asiakirjoissaan lähtömelun takuuarvotasoja muodossa L WA + K, vaan suoraan L WAd muodossa. Tämä takuuarvotaso on esitetty terssikaistoittain kuvassa 2, taulukkotietona liitteessä 1. 4

9 Kuva 2. Vestas V126 3,3 MW serrated blades tuulivoimalamallin A-taajuuspainotettu takuuarvotaso L WAd 1/3-oktaaveittain Kapeakaistaisuus Tuulivoimalamallin Vestas V126 3,3 MW serrated blades valmistaja ei ole erikseen ilmoittanut, sisältääkö kyseisen tuulivoimalamallin melu kapeakaistaisia komponentteja. Asia ei myös suoraan ilmene valmistajan toimittamasta teknisestä asiakirjasta [3]. Tuulivoimalamallin mahdollinen kapeakaistaisuus voidaan todeta Sosiaali- ja Terveysministeriön asumisterveysasetuksen määrittämällä tavalla. Siinä kapeakaistaisuuskorjaus on esitetty tehtäväksi, jos mitatun melun lineaarinen terssipainetaso on vähintään 5 db suurempi kuin viereisten terssipainetasojen keskiarvo ja lisäksi kapeakaistaisuuden on oltava kuultavissa [6]. Melun kapeakaistaisuuden kuulemiseen tuulivoimala-alueen havannointipisteissä ei ole mahdollista ottaa kantaa melumallinnusvaiheessa, mutta kapeakaistaisuuden arviointi on mahdollista suorittaa tuulivoimalamallin takuuarvotason 1/3-oktaavikaistojen avulla (Kuva 2). Kuvassa 3 on esitetty Vestas V126 3,3 MW serrated blades tuulivoimalatyypille Sosiaali- ja Terveysministeriön asumisterveysasetuksessa määrittämällä tavalla lasketut kapeakaistaisuusarvot 1/3-oktaavikaistoittain. 5

10 Kuva 3. Vestas V126 3,3 MW serrated blades tuulivoimalamallin taajuuspainottamattoman takuuarvotason L Wd kapeakaistaisuus 1/3-oktaaveittain. Kuten kuvasta 3 voidaan nähdä, ei kapeakaistaisuus ylitä 5 db:n arvoa millään kaistalla. Vestas V126 3,3 MW serrated blades tuulivoimalamallin melu ei siis ole tämän määritelmän mukaan kapeakaistaista Merkityksellinen sykintä Merkityksellistä sykintää ilmiönä ei ole pystytty yksiselitteisesti tieteellisesti selittämään, ja se todennäköisesti koostuukin useasta eri ilmiöstä. Yhtenäisin tieteellinen konsensus selittää yhden tuulivoimalan merkityksellisen sykinnän syntyvän tuulivoimalan lapojen liikkuessa epätasaisen tuulen virtauksen läpi. Tällöin eri kohtiin lapoja syntyy toisistaan poikkeavia kuormituksia ja voi johtaa lavan osittaiseen tai jopa kokonaisvaltaiseen sakkaukseen [7]. Ilmakehän erittäin stabiili säätila eli ns. inversio on säätila, jossa tuulen virtauksessa on pystysuunnassa huomattavia nopeuseroja. Tyypillisesti tällaisessa säätilassa maanpinnalla tuulen nopeus on hyvin pieni, mutta ylöspäin mentäessä tuulen nopeus kasvaa ja voiesimerkiksi 100 metrin korkeudella olla 10 metriä sekunnissa. Tällöin tuulivoimalan lapoihin kohdistuu toisistaan poikkeavia tuulen nopeuksia aiheuttavan merkityksellistä sykintää [7]. Ilmiö on havaittu mittauksin esimerkiksi Ruotsissa vuonna tehdyssä tutkimuksessa, jossa mitattiin kahta tuulivoimala-aluetta kahden vuoden ajan. Tutkimuksessa huomattiin, että merkityksellistä sykintää esiintyy ajasta suhteessa eniten iltaisin sekä öisin [9]. Erittäin stabiilia säätilaa eli ns. inversiota ja sitä kautta merkityksellistä sykintää näyttäisi kansainvälisten tutkimuksien mukaan esiintyvän suhteellisen usein. Esimerkiksi Ruotsissa vuonna tehdyssä tutkimuksessa mitattiin kahta tuulivoimala-aluetta kahden vuoden ajan. Toisessa merkityksellistä sykintää esiintyi 18 % ja toisessa 30 % ajasta [9]. Iso- Britanniassa vuonna 2014 suoritetussa tutkimuksessa puolestaan havaittiin 10 kuukauden mittausjakson aikana merkityksellistä sykintää 82 % yön aikaisista mittauksista, joista 30 %:ssa esiintyi huomattavan voimakasta merkityksellistä sykintää [15]. 6

11 Yleisesti on tiedossa, että merkityksellinen sykintä koetaan tavallista melua häiritsevämpänä ja asiasta onkin tehty useita kansainvälisiä tutkimuksia. Kenties merkittävin aiheeseen liittyvä tutkimus suoritettiin vuonna Britanniassa, jossa kuuntelukokein osoitettiin merkityksellistä sykintää sisältävän melun olevan tavanomaista melua häiritsevämpää [10]. Tuulivoimalamelussa on myös toinen syntymekanismi, joka aiheuttaa merkityksellistä sykintää: Usean tuulivoimalan summavaikutus. Tämän ilmiön fysikaalinen syntytapa poikkeaa säätilasta johtuvan yhden tuulivoimalan merkityksellisestä sykinnästä. Tuulivoimaloiden summavaikutuksessa usean tuulivoimalan ääni summautuu tai kumoutuu jaksollisesti riippuen tuulivoimaloiden keskinäisestä pyörimisen vaiheesta. Tätä merkityksellisen sykinnän tyyppiä esiintyy siis tuulivoimala-alueissa, jossa on usea tuulivoimala samanaikaisesti toiminnassa. 3.2 Kartta-aineisto Melumallinnuksessa on käytetty Maanmittauslaitoksen avoimien aineistojen maastotietokantaa [11]. Tästä tietokannasta käytettiin taustakarttoja sekä korkeuskäyrästöjä. Korkeuskäyrästön vaakaresoluutio on 2 metriä ja pystyresoluutio 0,01 metriä. 3.3 Vertailukiinteistöt Mallinnuksen tuulivoimala-alueiden lähimpänä sijaitsevista kiinteistöistä (asuin- ja lomarakennukset) on valittu kuusi yksityiskohtaisempaan tarkasteluun. Näiden kiinteistöt koordinaatit ovat esitetty alla olevassa taulukossa (Taulukko 4). Taulukko 4. Alueella sijaitsevien vertailukiinteistöjen koordinaatit. Kiinteistö kiinteistön tyyppi E N Etäisyys lähimpään voimalaan K1 lomarakennus m K2 lomarakennus m K3 asuinrakennus m K4 lomarakennus m K5 asuinrakennus m K6 lomarakennus m Näistä kiinteistöistä esitetään tässä melumallinnuksessa tarkemmin sekä mallinnetut ulkomelun kokonaistasot, että sisämelun pientaajuiset tasot. Nämä vertailukiinteistöt on esitetty kuvassa 4. 7

12 Kuva 4. Tuulivoimala-alueen vertailukiinteistöt 3.4 Mallinnusohjelmisto ja menetelmä Ulkomelumallinnus on suoritettu CadnaA melulaskentaohjelmistolla, ohjelmistoversiolla 4.5. Itse melulaskennan laskentamallina on käytetty kansainvälistä standardia ISO Mallinnuksen epävarmuus ISO standardin epävarmuus Standardin ISO mukainen melumallinnus mallintaa melun leviämistä kevyessä myötätuulitilanteessa. ISO standardissa on ilmoitettu laskennan epävarmuudeksi ± 3 db silloin, kun äänilähteen korkeus maanpinnasta on enintään 30 metriä ja laskentaetäisyys on enintään 1000 metriä [12]. ± 3 desibelin epävarmuus tarkoittaa sitä, että esimerkiksi 8

13 mallinnuksessa tietyssä tarkastelupisteessä saatu 40 db:n tulos vaihteleekin todellisuudessa ± 3 desibeliä jolloin melutason vaihtelu onkin db. Tulosten tulkinta ilman virherajatarkastelua johtaa siis todellisen, meluhaitan aliarvioimiseen. Standardin ISO epävarmuus johtuu pääosin erilaisten säätilojen vaikutuksesta äänen etenemiseen. Merkittävämpänä sääilmiönä äänen etenemisen kannalta pidetään stabiilia tai erittäin stabiilia ilmakehän tilaa (ns. inversio), jolloin ääni etenee huomattavasti pidemmälle kuin muissa säätiloissa. Kansainvälisesti on suoritettu tutkimuksia, jossa on havaittu säätilan vaikutus tuulivoimalan melun etenemiseen [13]. VTT Oy:n johtavan tutkijan Seppo Uosukaisen kirjallisuusselvityksessä kirjoitetaan tuulivoimalan melun luonteesta ja etenemisestä seuraavaa [14]: Stabiilissa ilmakehässä, joka vallitsee pääosin ilta- ja yöaikaan, aurinko ei lämmitä maanpintaa ja lämmön takia syntyvää ilman liikettä pystysuunnassa ei esiinny. Koska ilmakerrokset eivät sekoitu, lapakorkeuksilla voi esiintyä voimakkaasti muuttuva tuuliprofiili. Tämä johtaa tilanteeseen, missä tuuli on heikko lähellä maanpintaa ja ylempänä voimakas. Voimakas tuuliprofiili aiheuttaa, että tuuliturbiinien tuottamat äänitasot voivat olla yöaikaan paljon odotettua korkeammat, jos niitä arvioidaan esimerkiksi 10 m korkeudella mitatusta tuulen nopeudesta ja mittaus on kalibroitu neutraalissa ilmakehässä. Näin voi käydä erityisesti korkeiden tuulivoimaloiden yhteydessä. Jopa +15 db poikkeamia odotetusta on havaittu 400 m etäisyydellä tuulipuistosta tyyninä öinä. Myös lämpimän ilman nousemisen tuottamien turbulenssien aiheuttaman sironnan puuttuminen stabiilissa ilmakehässä aiheuttaa turbiinimelun etenemisvaimennuksen vähentymistä yöaikaan. Voimakas tuuliprofiili stabiilissa ilmakehässä ja lämpötilainversio erittäin stabiilissa ilmakehässä aiheuttavat myös äänen taittumista alaspäin vähentäen näin etenemisvaimennusta. On tärkeää huomata, että melumallinnuksen virheraja on eri asia kuin tuulivoimalamallin takuuarvoon sisältyvä varmuusarvo K. Siinä missä tuulivoimalamallin takuuarvon varmuusarvo K kuvaa tuulivoimalamallin melun lähtötason tason vaihtelun 95% ylärajaa, mallinnuksen virheraja kuvaa melumallinnuksen laskentamenetelmän virherajaa. Ne ovat siis kaksi eri asiaa, jotka ovat toistensa suhteen riippumattomia Mallinnuksen epävarmuuden huomioiminen Ympäristöministeriön ohjeistuksessa OH2/2014 kirjoitetaan laskennan epävarmuuden huomioimisesta seuraavaa [8]: Melumallinnuksen epävarmuus sisällytetään laskennan lähtöarvoina käytettyyn tuulivoimaloiden melupäästön lukuarvoon. Tätä lausetta tulkitaan usein siten, että laskennan epävarmuus sisältyy tuulivoimatoimittajan toimittamaan tuulivoimamallin takuuarvotasoon L WAd. Tämä on virheellinen tulkinta, eikä sille ole tieteellistä perustetta. Tuulivoimalan takuuarvotaso L WAd koostuu ainoastaan IEC ed. 3.0 standardin mukaisesta mitatusta äänitehosta L WA sekä varmuusarvosta K, ei mallinnuksen epävarmuudesta [5]. Ympäristöministeriön ohjeistuksen lauseen mukaan tuulivoimavalmistajan toimittamaan takuuarvoon on lisättävä mallinnuksesta johtuva epävarmuus. Vasta tämän toimenpiteen jälkeen melumallinnuksen tuloksia voidaan pitää tältä osin luotettavina. On mainittava, että laskentamenetelmän soveltuvuutta tuulivoimalamelun mallintamiseen on tutkittu myös kansainvälisesti. Esimerkiksi Iso-Britanniassa suoritetun tutkimuksen pitkäaikaismittauksissa havaittiin ISO laskentamenetelmän aliarvioivan kahdeksasta 2,05 MW tuulivoimalasta koostuvan tuulivoimala-alueen melua keskimäärin 3-4 db. Suurimmillaan laskentastandardi aliarvioi melua 5-9 db [15]. Saksassa puolestaan suoritettiin vuonna 2014 tutkimus, jossa mitattiin tuulivoimala-alueen melutasoa 500 metrin ja 1000 metrin etäisyyksillä 10 päivän ajan ja verrattiin tuloksia Saksan ohjeistuksen mallinnustuloksiin. 9

14 Tutkimuksessa havaittiin, että mallinnettu melutaso aliarvioi todellista tilannetta noin 5 db [16]. On siis erittäin tärkeää ymmärtää, että melumallinnuksen virherajan huomioiminen on välttämätöntä luotettavaan melumallinnuksen tulosten tarkasteluun. Edellä mainituista syistä melumallinnuksessa on huomioitu mallinnusmenetelmän virheraja 95% luottamusvälillä. 95% Luottamusvälillä tarkoitetaan sellaista arvoa, joka todellisuudessa alittuu 95% todennäköisyydellä. Koska mallinnuksen virherajan oletetaan olevan normaalijakautunut, on 95% luottamusväli ± 3 db:n mallinnuksen virherajasta +2 db. Tämä lisäys melumallinnuksen tulokseen tarkoittaa siis sitä, että mallinnetaan aidosti enimmäisvaikutusperiaatteella ja mallinnuksessa on huomioitu eri säätiloista johtuva melutason vaihtelu. 3.6 Mallinnustapaukset Mallinnustapauksia on yhteensä kolme (3) kappaletta: A. Ympäristöministeriön ohjeistuksen OH2/2014 mukainen melumallinnus B. Ympäristöministeriön ohjeistuksen OH2/2014 mukainen melumallinnus ottaen huomioon - Laskentamenetelmän virherajan 95% luottamusväli C. Ympäristöministeriön ohjeistuksen OH2/2014 mukainen melumallinnus ottaen huomioon - Laskentamenetelmän virherajan 95% luottamusväli - Tuulivoimaloiden merkityksellisestä sykinnästä aiheutuva häiritsevyyskorjaus Näiden mallinnuksien tavoitteena on arvioida suunnitteilla olevan tuulivoima-alueen mahdollinen meluhaitta erilaisissa tilanteissa: A: Kuvaa tilannetta, jossa melu on mallinnusparametrien osalta keskimääräistä eikä melu sisällä merkityksellistä sykintää. Tulokset siis vaihtelevat todellisuudessa laskentamenetelmän virherajan ±3 db verran. Melumallinnuksen tuloksista voidaan tarkastella ns. keskimääräistä tilannetta sellaisena ajankohtana, jolloin tuulivoimamelussa ei esiinny erityistä häiritsevyyttä aiheuttavaa merkityksellistä sykintää. B: Kuvaa tilannetta, jossa melu alittaa mallinnusparametrien osalta 95% ajasta eikä melu sisällä merkityksellistä sykintää. Melumallinnuksen tuloksista voidaan tarkastella ns. pahinta tilannetta sellaisena ajankohtana, jolloin tuulivoimamelussa ei esiinny erityistä häiritsevyyttä aiheuttavaa merkityksellistä sykintää. Tällaisia ajankohtia ovat esimerkiksi kesäpäivät sekä yleisesti pilvinen sää. C: Kuvaa tilannetta, jossa melu alittaa mallinnusparametrien osalta 95% ajasta, mutta melu sisältää merkityksellistä sykintää. Melumallinnuksen tuloksista voidaan tarkastella ns. pahinta tilannetta sellaisena ajankohtana, jolloin tuulivoimamelussa esiintyy erityistä häiritsevyyttä aiheuttavaa merkityksellistä sykintää. Tällaisia ajankohtia ovat esimerkiksi talvipäivät sekä 10

15 yleisesti pilvetön tai vähäpilvinen sää, jolloin maanpinnalla ei tuule mutta tuulivoimalat toimivat vähintään 30% nimellistehoillaan. 3.7 Mallinnusparametrit Melumallinnuksessa on käytetty seuraavia parametreja: Liitteen 1 A-taajuuspainotettu takuuarvotaso L WAd oktaavikaistoittain (+ mahdollinen maanpinnan korkeuseron vaikutus + mahdolliset virherajat ja häiritsevyyskorjaukset) Ympärisäteilevä suuntaamaton pistelähde Ilman lämpötila 15 C, suhteellinen kosteus 70% Maaperän vaimennus 0,4 Vesistöjen vaimennus 0 Meteorologinen korjaus 0 Maanpinnan korkeuseron vaikutus +0 db (tuulivoimala-alueen vaikutusalueen korkeuserot alle 60 metriä) Immissiopisteiden korkeus maanpinnasta 4 m Mallinnustuloksen virherajan 95% luottamusväli +2dB (vain osassa mallinnustapauksia). Merkityksellisestä sykinnästä aiheutuva häiritsevyyskorjaus +5 db (vain osassa mallinnustapauksia). 11

16 Melumallinnustuloksissa on esitetty havainnollisuutta parantaen ainoastaan oleelliset melualueet. Näitä ovat: yli 50 db:n melualue (melukartoissa tumman punainen väri) db:n melualue (melukartoissa punainen väri) db:n melualue (melukartoissa oranssi väri) Tuloksissa on esitetty meluvyöhykkeiden sisään jäävät asuin- ja lomakiinteistöt. Lisäksi numeerisesti on esitetty mallinnetut melutasot vertailukiinteistöjen kohdalla. 3.8 Melumallinnus A Kuvassa 4 on esitetty ulkomelumallinnus tilanteessa, kun mallinnus on suoritettu Ympäristöministeriön ohjeistuksen OH2/2014 mukaisesti, mutta ei ole huomioitu laskentamenetelmän virherajan 95% luottamusväliä (+2 db) eikä esiinny merkityksellistä sykintää. Kiinteistöjä jää meluvyöhykkeiden sisälle seuraavan laisesti: yli 40 db:n alue: 0 asuin- ja lomarakennusta Vertailukiinteistöjen kohdalla mallinnettu A-taajuuspainotettu äänitaso on esitetty alla (Taulukko 5): Taulukko 5. Mallinnettu A-taajuuspainotettu äänitaso vertailukiinteistöjen kohdalla, Melumallinnus A Kiinteistö kiinteistön tyyppi Äänitaso [db] K1 lomarakennus 31 K2 lomarakennus 31 K3 asuinrakennus 31 K4 lomarakennus 31 K5 asuinrakennus 30 K6 lomarakennus 30 12

17 Kuva 5. Tuulivoimala-alueen mallinnettu ulkomeluvaikutus tilanteessa, kun ei ole huomioitu laskentamenetelmän virherajan 95% luottamusväliä (+2 db) eikä esiinny merkityksellistä sykintää. 13

18 3.9 Melumallinnus B Kuvassa 5 on esitetty ulkomelumallinnus tilanteessa, kun mallinnus on suoritettu Ympäristöministeriön ohjeistuksen OH2/2014 mukaisesti ottaen huomioon laskentamenetelmän virherajan 95% luottamusväli (+2 db), mutta melu ei sisällä merkityksellistä sykintää. Kiinteistöjä jää meluvyöhykkeiden sisälle seuraavanlaisesti: yli 40 db:n alue: 0 asuin- ja lomarakennusta Vertailukiinteistöjen kohdalla mallinnettu A-taajuuspainotettu äänitaso on esitetty alla (Taulukko 6): Taulukko 6. Mallinnettu A-taajuuspainotettu äänitaso vertailukiinteistöjen kohdalla, melumallinnus B Kiinteistö kiinteistön tyyppi Äänitaso [db] K1 lomarakennus 33 K2 lomarakennus 33 K3 asuinrakennus 33 K4 lomarakennus 33 K5 asuinrakennus 32 K6 lomarakennus 32 14

19 Kuva 6. Tuulivoimala-alueen mallinnettu ulkomeluvaikutus tilanteessa, kun on huomioitu laskentamenetelmän virherajan 95% luottamusväli (+2 db), mutta ei merkityksellistä sykintää. 15

20 3.10 Melumallinnus C Kuvassa 6 on esitetty ulkomelumallinnus tilanteessa, kun mallinnus on suoritettu Ympäristöministeriön ohjeistuksen OH2/2014 mukaisesti ottaen huomioon laskentamenetelmän virherajan 95% luottamusväli (+2 db) ja melun on oletettu sisältävän merkityksellistä sykintää. Kiinteistöjä jää meluvyöhykkeiden sisälle seuraavasti: yli 40 db:n alue: 0 asuin- ja lomarakennusta Vertailukiinteistöjen kohdalla mallinnettu A-taajuuspainotettu äänitaso on esitetty alla (Taulukko 7): Taulukko 7. Mallinnettu A-taajuuspainotettu äänitaso vertailukiinteistöjen kohdalla, melumallinnus C Kiinteistö kiinteistön tyyppi Äänitaso [db] K1 lomarakennus 38 K2 lomarakennus 38 K3 asuinrakennus 38 K4 lomarakennus 38 K5 asuinrakennus 37 K6 lomarakennus 37 16

21 Kuva 7. Tuulivoimala-alueen mallinnettu ulkomeluvaikutus tilanteessa, kun on huomioitu laskentamenetelmän virherajan 95% luottamusväli ja esiintyy merkityksellistä sykintää. 17

22 4. Matalataajuisen sisämelun mallinnus Matalataajuisen sisämelun laskenta suoritettiin Ympäristöministeriön ohjeiden mukaisesti. Tämä ohjeistus puolestaan perustuu Suomen olosuhteisiin muokatun Tanskan Ympäristönsuojelulaitoksen (Danish EPA) ohjeistukseen. Näitä laskentatuloksia verrataan Tanskan Ympäristönsuojelulaitoksen ohjeistuksessa esitetyn tanskalaisen asuintalon matalataajuisen melun äänen keskimääräiseen eristävyyteen [17]. Nämä ääneneristävyysarvot terssikaistoittain on esitetty alla olevassa taulukossa (Taulukko 8). Taulukko 8. Rakennuksen ääneneristävyyden arvot terssikaistoittain. Terssikaistan keskitaajuus/hz Ääneneristävyys 1) [db] , ,6 8,4 10,8 11,4 13,0 16,6 19,7 21,2 20,2 21,2 21,2 1) Danish EPA On huomattava, että näiden ääneneristävyysarvot ovat tiedeyhteisössä saaneet osakseen kritiikkiä, ja laskentatuloksien vertaaminen niihin on tässä melumallinnuksessa vain muodollisuuden vuoksi. Näihin laskentatuloksiin tulisikin suhtautua enintään suuntaa-antavina tuloksina, sillä ne eivät kuvaa todellista asuintilan tuulivoimamelusta koituvaa matalataajuisen melun häiritsevyyttä [18]. 4.1 Melumallinnus A Alla olevassa taulukossa on esitetty Ympäristöministeriön ohjeistuksen mukaisesti laskettujen vertailukiinteistöjen sisämelutaso (Taulukko 9) melumallinnustulokselle A. Kuten alla olevasta taulukosta on nähtävissä, ei lasketut pientaajuisen sisämelun tasot ylity yhdessäkään vertailukiinteistössä. Havainnollisemmin asia on nähtävissä taulukossa 10, kyseiset arvot on esitetty raja-arvojen erotuksina. Negatiivinen arvo tarkoittaa tasojen alitusta ja positiivinen arvo tasojen ylitystä. Taulukko 9. Lasketut vertailukiinteistöjen sisämelutasot, melumallinnus A. Taajuus [Hz] 1) ulkomelu sisämelu 2) K1 K2 K3 K4 K5 K6 K1 K2 K3 K4 K5 K ,

23 1) Sosiaali- ja Terveysministeriön ohjearvot matalataajuiselle sisämelulle terssikaistoittain 2) Danish EPA Taulukko 10. Lasketut vertailukiinteistöjen sisämelutasot, melumallinnus A. Taajuus [Hz] ulkomelu sisämelu 1) K1 K2 K3 K4 K5 K6 K1 K2 K3 K4 K5 K , ) Sosiaali- ja Terveysministeriön ohjearvot matalataajuiselle sisämelulle terssikaistoittain 4.2 Melumallinnus B Alla olevassa taulukossa on esitetty Ympäristöministeriön ohjeistuksen mukaisesti laskettujen vertailukiinteistöjen sisämelutaso (Taulukko 11) melumallinnustulokselle B. Kuten alla olevasta taulukosta on nähtävissä, ei lasketut pientaajuisen sisämelun tasot ylity yhdessäkään vertailukiinteistössä. Havainnollisemmin asia on nähtävissä taulukossa 12, kyseiset arvot on esitetty raja-arvojen erotuksina. Negatiivinen arvo tarkoittaa tasojen alitusta ja positiivinen arvo tasojen ylitystä. Taulukko 11. Lasketut vertailukiinteistöjen sisämelutasot, melumallinnus B. Taajuus [Hz] 1) ulkomelu sisämelu 2) K1 K2 K3 K4 K5 K6 K1 K2 K3 K4 K5 K , ) Sosiaali- ja Terveysministeriön ohjearvot matalataajuiselle sisämelulle terssikaistoittain 2) Danish EPA 19

24 Taulukko 12. Lasketut vertailukiinteistöjen sisämelutasot, melumallinnus B. Taajuus [Hz] ulkomelu sisämelu 1) K1 K2 K3 K4 K5 K6 K1 K2 K3 K4 K5 K , ) Sosiaali- ja Terveysministeriön ohjearvot matalataajuiselle sisämelulle terssikaistoittain 4.3 Melumallinnus C Melumallinnus C:n laskentatuloksia ei voi verrata Sosiaali- ja Terveysministeriön matalataajuisen sisämelun ohjearvoihin, sillä nämä laskentatulokset eivät voi sisältää mitään häiritsevyyskorjauksia. 5. Tulosten käyttötarkoitus ja tulkinta Koska Ympäristöministeriön ohjeistus OH2/2014 on tällä hetkellä ainoa Suomessa käytössä oleva tuulivoimalamelun mallinnuksen ohjeistus, on tämän melumallinnuksen mallinnustapaus A sitä edustava melumallinnus. Mallinnustapauksen A tuloksia tulisi siten käyttää minimivaatimuksena arvioitaessa kyseisestä suunnitteilla olevasta tuulivoimala-alueesta aiheutuvaa meluhaittaa. Mallinnustapaus B sekä C sen sijaan toimivat ohjeistavina melumallinnuksina, joiden tarkoitus on arvioida kyseisestä suunnitteilla olevasta tuulivoimala-alueesta aiheutuvaa meluhaittaa tapauksissa, jossa tuulivoimalamelu on tavanomaista voimakkaampaa ja häiritsevämpää. Mallinnustapaus C on siis melun tason ja häiritsevyyden kannalta merkittävin, koska siinä mallinnetaan melun etenemisen ja häiritsevyyden kannalta pahinta tilannetta. Tällainen erityisen häiritsevä sääolosuhde esiintyy useimmiten ilta- ja yöaikaan auringon laskiessa ja auringon laskun jälkeen. Tämä mallinnustulos kuvaa siis aidosti niin sanottua pahinta tilannetta. On kuitenkin painotettava, että tämä tilanne ei ole Suomessa tavattoman harvinainen, vaan sitä voidaan olettaa esiintyvän noin 30 % ajasta (ks. kappale 3.1.3), On huomattava, että huomioimalla äänen etenemiseen liittyvä epävarmuus ja erityisen häiritsevän melun (merkittävä sykintä) esiintymisen mahdollisuus, voidaan varmistaa parhaimmalla mahdollisella tavalla, että lähialueen asukkaat eivät koe tuulivoima-alueesta kohtuutonta meluhaittaa. 20

25 6. Yhteenveto Tässä melumallinnuksessa on arvioitu Liperin ns. Korpivaaran tuulivoimala-alueen meluvaikutusta mallintamalla melun leviämistä ympäristöön. Melumallinnuksessa käytetty tuulivoimalamalli on Vestas V126 3,3 MW serrated blades jonka nimellisteho on 3,3 MW ja napakorkeus 167 metriä. Melumallinnuksessa on käytetty tuulivoimalamallin laitevalmistajan toimittamaa A-taajuuspainotettua takuuarvoa L WAd 106,0 db. Sosiaali- ja Terveysministeriön asumisterveysohjeessa määrittämällä tavalla todettiin, että kyseisen tuulivoimalan melu ei ole kapeakaistaista. Ulkomelumallinnus suoritettiin CadnaA melulaskentaohjelmistolla, ohjelmistoversiolla 4.5. Itse melulaskennan laskentamallina on käytetty kansainvälistä standardia ISO Mallinnustapauksia oli kolme kappaletta: A: Mallinnustapaus A mallinnettiin Ympäristöministeriön ohjeistuksen OH2/2014 mukaisesti. o Tässä mallinnustapauksessa 40 db alue ulottuu n metrin etäisyydelle lähimmästä voimalasta. B: Mallinnustapauksessa B mallinnettiin Ympäristöministeriön ohjeistuksen OH2/2014 mukaisesti huomioiden, että laskentamenetelmän virherajan 95% luottamusväli (+2 db), mutta merkityksellistä sykintää ei ole huomioitu. Tämä Mallinnustapaus kuvaa tilannetta, jossa melu alittaa mallinnusparametrien osalta 95% ajasta, eikä melu sisällä merkityksellistä sykintää. o Tässä mallinnustapauksessa 40 db alue ulottuu n metrin etäisyydelle lähimmästä voimalasta. C: Mallinnustapauksessa D mallinnettiin Ympäristöministeriön ohjeistuksen OH2/2014 mukaisesti huomioimalla laskentamenetelmän virherajan 95% luottamusväli (+2 db) ja melun on oletettu sisältävän merkityksellistä sykintää. Tämä mallinnustapaus kuvaa tilannetta, jossa melu alittaa mallinnusparametrien osalta 95% ajasta, mutta melu sisältää merkityksellistä sykintää. o Tässä mallinnustapauksessa 40 db alue ulottuu n metrin etäisyydelle lähimmästä voimalasta. Näistä mallinnustapauksista tapaus A edustaa siis Ympäristöministeriön ohjeistuksen OH2/2014 mukaisesti tehtyä melumallinnusta ja tulisi käyttää virallisena mallinnustuloksena. Mallinnustapaus B sekä C sen sijaan toimivat ohjeistavina melumallinnuksina, joiden tarkoitus on arvioida kyseisestä suunnitteilla olevasta tuulivoimala-alueesta aiheutuvaa meluhaittaa tapauksissa, jossa tuulivoimalamelu on tavanomaista voimakkaampaa ja häiritsevämpää. Alla olevassa taulukossa (Taulukko 13) on esitetty ympäristöministeriön ohjearvojen ylittävien asuin- ja lomarakennusten määrä mallinnustapauksittain. Kuten tästä taulukosta voidaan nähdä, Ympäristöministeriön ohjearvot eivät ylity missään mallinnustapauksessa. 21

26 Taulukko 13. Ympäristöministeriön ohjearvojen ylittävien asuin- ja lomarakennusten määrä mallinnustapauksittain. Mallinnustapaus A B C Asuin- ja lomarakennus [kpl] Keskimääräinen ylitys [db] Suurin ylitys [db] Sisämelun laskennassa ei havaittu vertailukiinteistöissä lainkaan ylityksiä yhdelläkään terssikaistalla. Kyseiset melutasot ovat itseasiassa niin alhaiset, ettei melutaso ylity edes kyseisten kiinteistöjen pihallakaan. Tämä tarkoittaa sitä, että sisämelutasot tulevat mallinnuksen mukaan alittumaan joka tapauksessa, oli kiinsteistössä sijaitsevan rakennuksen ulkoseinän äänieristys mikä tahansa. 22

27 Lähdeviitteet b6-988c-d75891eee171/ Valtioneuvoston asetus tuulivoimaloiden ulkomelutason ohjearvoista, 1107/ DMS _V03, V /3.45 MW, Third Octaves according to General Specification, IEC ed 3.0. Acoustic noise measurement techniques. 5. IEC Declaration of apparent sound power level and tonality values. 6. Asumisterveysohje. Sosiaali- ja terveysministeriön oppaita 2003:1 7. Bowdler, D. Amplitude Modulation of Wind Turbine Noise: A Review of the Evidence Tuulivoimaloiden melun mallintaminen, Ympäristöhallinnon ohjeita 2/2014, Ympäristöministeriö 9. Larsson, C., Öhlund, O. (2014). Amplitude modulation of sound from wind turbines under various meteorological conditions. Journal of Acoustical Society of America, 135(1): Renewable UK: Wind Turbine Amplitude Modulation: Research to Improve Understanding as to its Cause & Effect. Work Package B(2): Development of an AM Dose-Response Relationship Acoustics-Attenuation of sound during propagation outdoors, Part 2: General method of calculation, International standard ISO , Bigot.A et. al. Influence of vertical temperature gradient on background noise and on long-range noise propagation from wind turbines. 6th International Meeting on Wind Turbine Noise Uosukainen, S. Tuulivoimaloiden aerodynaaminen melu. VTT julkaisuja Stigwood, M. et. al. Cotton Farm Wind Farm Long term community noise monitoring project 2 years on. 6th International Meeting on Wind Turbine Noise Engelen. J, Metrological validation of the DIN ISO propagation model concerning wind turbine noise, 6th International Meeting on Wind Turbine Noise J.Jakobsen: anish regulation for low frequency noise from wind turbines, Journal of Low Frequency Noise, Vibration and Active Control 31(4), Møller, Henrik et.al. Comments to "Sound insulation of dwellings at low frequencies", Journal of Low Frequency Noise Vibration and Active Control,

28 LIITE 1: Melumallinnuksen A-taajuuspainotetut melupäästötiedot RAPORTIN JA RAPORTOIJAN TIEDOT Mallinnusraportin numero/tunniste: Raportin hyväksyntäpäivämäärä: Tekijä/organisaatio, yhteystiedot: Ades Oy Vastuuhenkilöt Denis Siponen Laatija: Denis Siponen Tarkastaja/hyväksyjä: - MALLINNUSOHJELMAN TIEDOT Mallinnusohjelma ja versio: CadnaA Mallinnusmenetelmä: ISO TUULIVOIMALAN (TUULIVOIMALOIDEN TIEDOT) Tuulivoimalan valmistaja: Vestas Tyyppi: V126 "serrated blades" Nimellisteho: 3,3MW Napakorkeus: 167 Roottorin halkaisija: 126m Mahdollisuudet vaikuttaa tuulivoimalan melupäästöön käytön aikana ja sen vaikutus meluun Lapakulman säätö Pyörimisnopeus Muu, mikä Kyllä db Kyllä db db Ei Ei db AKUSTISET TIEDOT/LASKENNAN LÄHTÖTIEDOT Melupäästötiedot (takuuarvo/äänitehotason keskiarvo) Oktaaveittain [Hz] 1/3-oktaaveittain [Hz] 31,5 74, , , , , , , , ,6 31,5 67, , , , , , , , , , , , , , , KOK 96, , , , , , , , ,2 KOK 106, , ,0 60,1 106,0 AKUSTISET TIEDOT/LASKENNAN LÄHTÖTIEDOT Laskentakorkeus 4 Laskentaruudun koko Suhteellinen kosteus 70 % Lämpötila 15 C Maastomallin lähde ja tarkkuus: Maanmittauslaitos, karttapohja 1:50000 Maastomallin lähde: Maanmittauslaitos Vaakaresoluutio: 2m Pystyresoluutio: 1m Maan- ja vedenpinnan absorption ja heijastuksen huomioiminen, käytetyt kertoimet ISO /Nord2000 HUOM Vesialueet, (0) / (G) 0 - Maa-alueet, (0,4) / (A-D/E-F) 0,4 - Ilmakehän stabiilius laskennassa/meteorologinen korjaus Neutraali, (0): 0 Muu, mikä ja miksi: - 1