Pohjois-Satakunnan tuulivoimakaavoitushanke, Ratiperä, Jämijärvi

Transkriptio

1 Pohjois-Satakunnan tuulivoimakaavoitushanke, Ratiperä, Jämijärvi Melumallinnus Samir Abboud

2 Raportin otsikko ja kirjoittajat Pohjois-Satakunnan tuulivoimakaavoitushanke, Ratiperä - Melumallinnus Samir Abboud Kankaanpään kaupunki Tiivistelmä Raportissa esitetään Jämijärven Ratiperän alueelle suunnitellun tuulivoimapuiston melumallinnuksen tulokset. Alueelle suunnitellaan 11 tuulivoimalan sijoittamista ja melumallinnus tehtiin tuuliturbiinin lähtömelutasoilla 106,5 db(a) tuulen nopeudella 8 m/s 10 metrin korkeudella. Melumallinnuksen tuloksia verrataan Ympäristöministeriön ohjeistuksessa esitettyihin ohjearvoihin. Näissä ohjearvot ovat A- taajuuspainotettuja keskiäänitasoja (L Aeq ). Paikka ja aika Kankaanpää 24. lokakuuta 2012 Projektipäällikkö Samir Abboud Asiatarkastus Ilmari Mattila POHJOIS-SATAKUNNAN TUULIVOIMAPUISTOJEN KAAVOITUSHANKE 2

3 Sisältö 1 Johdanto 4 2 Taustatietoja Tuulivoimaloiden melu Melun ohjearvot Melumallinnuksen lähtötiedot Maastoaineistot Turbiinityypit Melumallinnuksen kuvaus Laskennan parametrit Epävarmuuden arviointi Tulokset 8 6 Johtopäätökset 11 Viitteet 12 POHJOIS-SATAKUNNAN TUULIVOIMAPUISTOJEN KAAVOITUSHANKE 3

4 Kuva 1: Karttakuva Ratiperän alueesta (pohjakartta Maanmittauslaitos 2012) 1 Johdanto Jämijärven kunta osana Pohjois-Satakunnan tuulivoimapuistojen kaavoitushanketta on aloittanut tuulivoimaosayleiskaavan laatimisen Ratiperän alueella. Tässä työssä on suoritettu tuulivoimaloiden aiheuttaman melun leviämismallinnus. Suunnittelualue sijaitsee Jämijärven kunnassa Ratinperän alueella, jonka sijainti kartalla on esitetty kuvassa 1. Alueelle on suunnitteilla ohjeelliset rakennuspaikat 11 turbiinille, joihin on mallinnuksessa sijoitettu voimalat (sijoituskoordinaatit on esitetty taulukossa 1). Mallinnuksessa käytetyt paikat on merkittynä karttaan mustilla pisteillä, ja numerointi noudattaa taulukon 1 järjestystä. Voimala (ID) KKJ kaista1 korkeus merenpinnasta (m) POHJOIS-SATAKUNNAN TUULIVOIMAPUISTOJEN KAAVOITUSHANKE 4

5 , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,0 142 Taulukko 1: Voimaloiden sijainnit KKJ koordinaatistossa. 2 Taustatietoja 2.1 Tuulivoimaloiden melu Tuulivoimalaitosten melu aiheutuu pääosin lapojen tuottamasta aerodynaamisesta laajakaistaisesta ( Hz) melusta [2, 5]. Muita melulähteitä ovat sähköntuotantokoneiston yksittäiset osat (esim. vaihteisto ja generaattori), jotka tuottavat pääosin mekaanista melua. Tätä on pystytty tehokkaasti vaimentamaan, kun taas lapojen aerodynaamiseen meluun on vaikeampaa vaikuttaa. Aerodynaaminen melu on hallitseva varsinkin suurilla turbiineilla. Tarkempia taustatietoja tuulivoimaloiden aiheuttaman melun syntymekanismeista, luonteesta ja vaikutuksista on koottuna julkaisuihin [2, 5, 4]. 2.2 Melun ohjearvot Valtioneuvosto on antanut melutason yleiset ohjearvot [7] ja tuulivoimarakentamiseen on annettu suunnitteluohjearvot, joiden perusteella voidaan arvioida tuulipuiston melumallinnuksen tuloksia. Päätöstä sovelletaan meluhaittojen ehkäisemiseksi ja ympäristön viihtyisyyden turvaamiseksi maankäytön, liikenteen ja rakentamisen suunnittelussa sekä rakentamisen lupamenettelyissä. Tämän lisäksi Ympäristöhallinto on ohjeistanut tuulivoimarakentamista omilla tuulivoimaan liittyvillä suunnitteluohjearvoilla. Mallinnustulosten arvioinnissa käytetään siis Ympäristöministeriön uudessa suunnitteludokumentissa (Tuulivoimarakentamisen suunnittelu, Ympäristöhallinnon ohjeita 4/2012) tuulivoimapuistojen melulle esitettyjä ohjearvoja [6]. suunnitteluohjeissa annetut ohjearvot (melun A-painotettu keskiäänitaso) päivä- ja yöajalle on koottuna taulukkoon 2. Suunnitteluohjearvot on annettu absoluuttisina lukuarvoina eli taustamelutasoa ei ole huomioitu Mikäli tuulivoimalan ääni sisältää tonaalisia, kapeakaistaisia tai impulssimaisia komponentteja tai se on selvästi amplitudimoduloitunutta, Ympäristöministeriön ohjeen mukaan mallinnustuloksiin lisätään 5 db ennen ohjearvoon vertaamista. Aiemmassa Ympäristöministeriön ohjeessa kuitenkin todetaan, että moderneissa tuulivoimaloissa häiritseviä äänikomponentteja ei pitäisi syntyä, joten 5 db:n lisäystarve ei ole todennäköistä [6]. Tämän raportin mallinnustuloksiin ei kyseistä lisäystä ole tällä perusteella tehty. POHJOIS-SATAKUNNAN TUULIVOIMAPUISTOJEN KAAVOITUSHANKE 5

6 Tuulivoimarakentamisen ulkomelutason suunnitteluohjearvot L(Aeq) päiväajalle (klo 7-22) L(Aeq) yöajalle (klo 22-7) Huomautukset asumiseen käytettävillä 45 db 40 db alueilla, lomaasumiseen käytettävillä alueilla taajamissa, virkistysalueilla loma-asumiseen 40 db 35 db yöarvoa ei käytettävillä alueilla sovelletaluonnosuojelualue taajamien ulkopuolella, illa, joita ei yleisesti käytetä leirintäalueilla, oleskeluun tai luonnonsuojelualueilla* luonnohavainnointiin yöllä muilla alueilla ei sovelleta ei sovelleta Taulukko 2: Tuulivoimarakentamisen ulkomelutason suunnitteluohjearvot (lähde: Ympäristöhallinnon ohjeita 4/2012). 3 Melumallinnuksen lähtötiedot 3.1 Maastoaineistot Alueen maanpinnan korkeuserot on saatu Maanmittauslaitoksen korkeusmallista 10. Korkeusdatan resoluutio on 10 m ja tarkkuus 2 m. Suunniteltuja turbiineja lähimmät asuinrakennukset sijaitsevat alueen länsi ja pohjoispuolella. Myös muutama rakennus on suunnittelualueella. Voimalaitoksia lähimmät rakennukset ovat pääosin vakituisia asuinrakennuksia. 3.2 Turbiinityypit Melumallinnus tehtiin turbiinityypillä, jonka lähtömelutaso olit 106,5 db(a) (tuulen nopeus 8 m/s 10 m korkeudella). Mallinnuksessa turbiinityypin napakorkeus oli 140 m. Taulukossa 3. on esitetty melumallissa turbiinille asetettu melutaso oktaavi -kaistoittain, joka vastaava turbiinin melutasoa 106,5 db(a). Alueen tuulisuus on suurimman osan ajasta matalampaa kuin 8 m/s 10 metrin korkeudella, jolloin turbiinien melutaso on myös matalampi. Tulokset antavat siis arvion turbiinityypin korkeimmasta melutasosta ympäristössä. taajuus [Hz] ,5 db(a) Taulukko 3: Mallinnuksessa käytetyt turbiinien melutasot taajuuskaistoittain [db(a)]. POHJOIS-SATAKUNNAN TUULIVOIMAPUISTOJEN KAAVOITUSHANKE 6

7 4 Melumallinnuksen kuvaus 4.1 Laskennan parametrit Melumallinnus on suoritettu ISO laskentastandardin mukaisesti WindFarmerohjelmalla [1, 8]. Laskennassa on otettu huomioon maaston korkeuserot ja maanpeitteen aiheuttama vaimennus, mutta ei äänen geometrista vaimenemista ilmakehässä. Maaston aiheuttama vaimennus on huomioitu kertoimella 0.5 ja 1 asteikolla 0-1, jossa arvo 0 vastaa akustisesti vaimentamatonta pintaa (veden pinta, tasainen maa) ja arvo 1 tiheää metsää. Melun leviäminen on laskettu 10x10 m hilapisteistöön 2 metrin korkeudelle maanpinnasta. Mallinnuksessa ei käytetä säästä johtuvaa vaimennuskerrointa äänen geometriselle vaimennukselle, sillä seuraava Ympäristöministeriön mukaisessa melumallinnusohjeistuksessa esitetty ehto täyttyy kyseisessä tapauksessa: Cmeteo = 0, jos dp 10(hs+hr) missä dp = äänilähteen ja tarkastelupisteen välinen etäisyys (m) hs = äänilähteen korkeus maanpinnasta (m) hr = tarkastelupisteen korkeus maanpinnasta (m) Turbiinien melun jaksollisuutta ja amplitudimodulaatiota ei ole mallinnuksessa otettu huomioon. 4.2 Epävarmuuden arviointi Äänen eteneminen ja vaimeneminen riippuvat sääolosuhteista ja maaston ominaisuuksista äänen etenemisreitillä. Ominaisuudet vaihtelevat vuodenaikojen suhteen. Epävarmuutta sisältyy myös turbiinien aiheuttamaan melutasoon. Tässä raportissa on pyritty käyttämään turbiinityyppien korkeimpia melutasoja, jotta melun leviämiselle saadaan worst-case estimaatti. ISO menetelmän tulosten tarkkuudeksi arvioidaan tyypillisesti ±3 db [8]. POHJOIS-SATAKUNNAN TUULIVOIMAPUISTOJEN KAAVOITUSHANKE 7

8 5 Tulokset Melun leviäminen esitetään karttakuvana 2, johon on merkitty melutasojen 35, 40, 45 ja 50 db tasa-arvokäyrät. Nämä ovat tulosten arvioinnissa käytettäviä ohjeellisia melutasoja. Kuvat vastaavat turbiinien melutasoja tuulen nopeudella 8 m/s (10 metrin korkeudella). Kuva 2 esittää melun leviämistä lähtömelutasolla 106,5 db(a). Tuulipuistoa lähimpänä olevien viiden rakennuksen kohdilla on laskettu pisteittäiset meluarvot, jotka on koottu taulukkoon 5. Rakennusten paikat on merkitty melukarttoihin, ja niiden paikkakoordinaatit on koottu taulukkoon 4. Leviämiskuvien perusteella 40 db(a) vyöhyke ulottuu pahimmassa tapauksessa noin 500 m etäisyydelle turbiineista (lähin rakennus). Yksikään rakennus ei ulotu 40 db(a) vyöhykkeelle. Rakennuslupien myöntämisen yhteydessä tulisi kiinnittää huomiota voimalapaikkoihin 3, 4, 5 ja 7. Havaintopisteessä kolme sijaitsee yksi lomarakennus. Täällä ylittyvät loma-asutukselle asetettu yöllinen ohjearvo. POHJOIS-SATAKUNNAN TUULIVOIMAPUISTOJEN KAAVOITUSHANKE 8

9 Kuva 2: Keskiäänitasot tuulipuiston ympäristössä turbiinin lähtömelutasolla db(a). POHJOIS-SATAKUNNAN TUULIVOIMAPUISTOJEN KAAVOITUSHANKE 9

10 Rakennus Etäisyys lähimpään turbiiniin (m) KKJ kaista 1 Itäkoordinaatti (m) Pohjoiskoordinaatti (m) Korkeus (m) 1 743, , ,0 134, , , ,0 122, , , ,0 123, , , ,0 123, , , ,0 120, , , ,0 129,0 Taulukko 4: Tuulipuistoa lähimpien rakennusten paikkakoordinaatit. Rakennus Meluennuste Meluraja (db(a)) (db(a)) 1 39,22 40, ,94 40, ,74 35, ,69 40, ,35 40, ,85 40,00 Taulukko 5: Lähimpien rakennusten kohdalla saavutetut melutasot [db(a)]. POHJOIS-SATAKUNNAN TUULIVOIMAPUISTOJEN KAAVOITUSHANKE 10

11 6 Johtopäätökset Mallinnustulosten perusteella lähellä olevien asuinrakennusten melutasot alittavat tuulivoimarakentamisen ulkomelutason suunnitteluohjearvot sekä päivällä että yöllä. Joidenkin turbiinien kohdalla ollaan lähellä ohjearvoa 40 db(a), kun turbiini toimii nimellistehollaan. Tällöin voimaloita 3, 4, 5 ja 7 lähimpänä olevien rakennusten kohdalla melutasot ovat mallinnuksen epävarmuuden puitteissa lähellä ohjearvoa. Meluvaikutusten vähentämiseksi voimaloita 3, 4, 5 ja 7 voi olla suositeltavaa ajaa melun kannalta alemmalla moodilla yöaikaan, tai valita alemman melutason (mallinnuksessa käytetty 106,5 db) voimalaitosmalli. Toinen keino alentaa lähimpien rakennusten melutasoja on lisätä etäisyyttä lähimpiin asuinrakennuksiin. Melutaso tulee ottaa huomioon rakennuspaikkaa määriteltäessä sekä rakennusluvan myöntämisen yhteydessä, kun tarkemmin tiedetään rakennettava voimalaitostyyppi. POHJOIS-SATAKUNNAN TUULIVOIMAPUISTOJEN KAAVOITUSHANKE 11

12 Viitteet [1] ISO :1996, Acoustics Attenuation of sound during propagation outdoors Part 2: General method of calculation. [2] C. Di Napoli, Tuulivoimaloiden melun syntytavat ja leviäminen, Suomen Ympäristö 4, [3] Maanmittauslaitoksen avoimen tietoaineiston lisenssi [4] D. Siponen, Noise Annoyance of Wind Turbines, VTT Research Report VTT- R , [5] S. Uosukainen, Tuulivoimaloiden melun synty, eteneminen ja häiritsevyys, VTT Tiedotteita 2529, [6] Tuulivoimarakentamisen suunnittelu, Ympäristöministeriön raportteja 9/2011, Helsinki [7] Tuulivoimarakentamisen suunnittelu, Ympäristöhallinnon ohjeita 4/2012, Helsinki 2012 [8] WindFarmer v. 4.2 ja v. 5.0, Theory Manual, GL Garrad Hassan. [9] VNp 993/92. Valtioneuvoston päätös melutason ohjearvoista. Annettu POHJOIS-SATAKUNNAN TUULIVOIMAPUISTOJEN KAAVOITUSHANKE 12