PURNUVUOREN TUULI- VOIMAHANKE, HARTOLA MELUMALLINNUS

Transkriptio

1 Purnuvuoren ranta-asemakaava selostus , liite 3 Vastaanottaja Ilmatar Hartola Oy Asiakirjatyyppi Raportti Päivämäärä Viite PURNUVUOREN TUULI- VOIMAHANKE, HARTOLA MELUMALLINNUS

2 PURNUVUOREN TUULIVOIMAHANKE, HARTOLA MELUMALLINNUS Päivämäärä Laatija Tarkastaja Arttu Ruhanen Janne Ristolainen Kuvaus Purnuvuoren ranta-asemakaavan muutoksen taustaaineistoksi laadittu meluselvitys. Kaavamuutoksella on tarkoitus mahdollistaa kolmen tuulivoimalaitoksen rakentaminen Purnuvuorelle. Päivitetty selvitys (aik. versio ) Viite Ramboll Terveystie HOLLOLA T F

3 MELUMALLINNUS SISÄLTÖ 1. JOHDANTO 1 2. KOHDE 1 3. MELUN OHJEARVOT Valtioneuvoston päätöksen 993/1992 mukaiset ohjearvot Ympäristöministeriön ohjeen "Tuulivoimarakentamisen suunnittelu" suunnitteluarvot 2 4. TUULIVOIMALAITOSTEN MELUN ERITYISPIIRTEITÄ Vaikutusmekanismit Tuuliolosuhteiden vaikutus äänen havaittavuuteen Tuulivoimalaitosten meluvaikutusten lieventämismahdollisuuksia 4 5. MELUMALLINNUS Melunlaskentaohjelma ja laskentamalli Laskentamallin epävarmuus Melulaskenta Laskennan lähtötiedot 5 6. TULOKSET JA VERTAILU OHJEARVOIHIN Mallinnustulokset Melutasot verrattuna VNp 993/1992 melutason yleisiin ohjearvoihin Melutasot verrattuna Ympäristöministeriön ohjeen "Tuulivoimarakentamisen suunnittelu" suunnitteluarvoihin 6 LIITTEET Liite 1 Liite 2 Meluvyöhykkeet, laitosvaihtoehto 1, lähtömelutaso L WA 104 db, tuulennopeus 8 m/s Meluvyöhykkeet, laitosvaihtoehto 2, lähtömelutaso L WA 100 db, tuulennopeus 8 m/s

4 MELUMALLINNUS 1 1. JOHDANTO Ilmatar Hartola Oy on suunnitellut kolmen tuulivoimalaitoksen sijoittamista Hartolan kunnan Purnuvuoren alueelle ja tähän liittyen kunta on käynnistänyt ranta-asemakaavan muutoksen. Työssä on mallinnettu tuulivoimalaitosten aiheuttamat melutasot ympäristössä. Melutasot mallinnettiin kahdella voimalaitoksen äänitehotasolla. Suurempi äänitehotaso (L WA 104 db) kuvaa tilannetta, jossa esimerkkivoimalaitoksen melutasoa ei ole pienennetty käyttöasetuksilla. Pienempi äänitehotaso kuvaa tilannetta, jossa esimerkkivoimalaitoksen melutasoa käyttöasetukilla pienennetty tasoon L WA 100 db. Lopullista päätöstä rakennettavasta voimalaitosmallista tai edes laitosvalmistajasta ei ole tehty. Työ on tehty Ilmatar Hartola Oy:n toimeksiannosta, josta yhteyshenkilönä toimi Mikko Toivanen. Meluselvityksen laadinnasta on Ramboll Finland Oy:ssä vastannut projektipäällikkö ins.(amk) Janne Ristolainen. Melumallinnuksen on tehnyt ja raportoinnissa avustanut suunnittelija ins.(amk) Arttu Ruhanen. 2. KOHDE Hankealue sijaitsee Hartolan kunnan pohjoisosassa. hankealue Kuva 1. Hankealueen sijainti

5 MELUMALLINNUS 2 Tuulivoimalaitosten lähimmät vakituiset asuintalot sijaitsevat reilut 500 metriä laitoksista pohjoisimman voimalan itäpuolella sekä eteläisimmän laitoksen lounaispuolella. Lähimmät lomaasunnot sijaitsevat Purnujärven rannalla, niihin on matkaa lyhimmillään 330 metriä. Lisää lomaasutusta sijaitsee Kaitueen rannalla (etäisyys lyhimmillään 540 metriä) ja Madeveden rannalla (etäisyys lyhimmillään 560 metriä). 3. MELUN OHJEARVOT 3.1 Valtioneuvoston päätöksen 993/1992 mukaiset ohjearvot Valtioneuvosto on antanut melutason yleiset ohjearvot (Valtioneuvoston päätös 993/92). Päätöstä sovelletaan meluhaittojen ehkäisemiseksi ja ympäristön viihtyvyyden turvaamiseksi maankäytön, liikenteen ja rakentamisen suunnittelussa sekä rakentamisen lupamenettelyssä. Päätös ei koske ampuma- ja moottoriurheiluratojen melua. Päätöstä ei myöskään sovelleta teollisuus-, katu- ja liikennealueilla eikä melusuoja-alueiksi tarkoitetuilla alueilla. Taulukossa 1 on esitetty päivä- ja yöajan ohjearvot ulkona ja sisällä. Jos melu sisältää impulsseja tai ääneksiä tai on kapeakaistaista, mittaustuloksiin lisätään 5 db ennen niiden vertaamista ohjearvoihin. Impulssimaisuus- tai kapeakaistaisuuskorjaus tehdään sille ajalle, jolloin melu on impulssimaista tai kapeakaistaista. Taulukko 1. VNp 993/1992 mukaiset yleiset melutason ohjearvot Ulkona Asumiseen käytettävät alueet, virkistysalueet taajamissa ja niiden välittömässä läheisyydessä sekä hoito- tai oppilaitoksia palvelevat alueet Uudet asuinalueet, virkistysalueet taajamissa ja niiden välittömässä läheisyydessä sekä hoito- tai oppilaitoksia palvelevat Loma-asumiseen käytettävät alueet 3), leirintäalueet ja virkistysalueet taajamien ulkopuolella sekä luonnonsuojelualueet Sisällä L Aeq, enintään Päivällä (07 22) Yöllä (22 07) 55 db 50 db 1) 55 db 45 db 1) 45 db 40 db 2) Asuin-, potilas- ja majoitushuoneet 35 db 30 db Opetus- ja kokoontumistilat 35 db - Liike- ja toimistohuoneet 45 db - 1) Oppilaitoksia palvelevilla alueilla ei sovelleta yöohjearvoa 2) Yöohjearvoa ei sovelleta sellaisilla luonnonsuojelualueilla, joita ei yleisesti käytetä oleskeluun tai luonnon havainnointiin yöllä 3) Loma-asumiseen käytettävillä alueilla taajamassa voidaan soveltaa asumiseen käytettävien alueiden ohjearvoja L Aeq = melun A-painotettu keskiäänitaso (ekvivalenttitaso) 3.2 Ympäristöministeriön ohjeen "Tuulivoimarakentamisen suunnittelu" suunnitteluarvot Ympäristöministeriö asetti työryhmän, jonka tehtävänä oli valmistella ehdotus tuulivoimarakentamisen kaavoitusta, vaikutusten arviointia ja lupamenettelyjä koskevaksi ohjeistukseksi. Työryhmän raportti "Ympäristöhallinnon ohjeita 4/2012 Tuulivoimarakentamisen suunnittelu" julkaistiin heinäkuussa Melun osalta ohjeessa on todettu, etteivät Valtioneuvoston päätöksen 993/1992 mukaiset melutason yleiset ohjearvot sovellu tuulivoimamelun haittojen arviointiin ja ohjeessa annetaan suunnitteluohjearvot tuulivoimamelulle. Ympäristöministeriön ohjeessa on sanottu suunnitteluohjearvoista seuraavaa: "Tuulivoimarakentamisen suunnitteluohjearvot ovat riskienhallinnan ja suunnittelun apuväline. Niiden avulla voidaan tunnistaa tuulivoimarakentamiseen parhaiten soveltuvat alueet. Näillä suunnitteluohjearvoilla pyritään varmistamaan, ettei tuulivoimaloista aiheudu kohtuutonta häiriötä ja että esimerkiksi asuntojen sisämelutasot pysyvät asumisterveysohjeen mukaisina. Seuraavassa taulukossa on eritelty tuulivoimarakentamista koskevat ulkomelutason suunnitteluohjearvot.

6 MELUMALLINNUS 3 Taulukko 2. Tuulivoimarakentamisen ulkomelutason suunnitteluohjearvot L Aeq Päiväajalle (07 22) L Aeq Yöajalle (22 07) Asumiseen käytettävillä alueilla, loma-asumiseen käytettävillä 45 db 40 db alueilla taajamissa, virkistysalueilla Loma-asumiseen käytettävillä alueilla taajamien ulkopuolella, 40 db 35 db leirintäalueilla, luonnonsuojelualueilla* Muilla alueilla (esim. teollisuusalueilla) ei sovelleta ei sovelleta * yöarvoa ei sovelleta luonnonsuojelualueilla, joita ei yleisesti käytetä oleskeluun tai luonnon havainnointiin yöllä L Aeq = melun A-painotettu keskiäänitaso (ekvivalenttitaso) On huomattava, että taulukon suunnitteluohjearvoja sovelletaan vain asumiseen, lomaasumiseen ja virkistykseen käytettävillä alueilla sekä leirintä- ja luonnonsuojelualueilla. Tuulivoimarakentamisen ulkomelutason suunnitteluohjearvot määritetään A-taajuuspainotettuna keskiäänitasona L Aeq erikseen päiväajan (klo 7-22) ja yöajan (klo 22-7) osalta. Kyse ei ole hetkellisistä enimmäisäänitasoista. Mikäli tuulivoimalan ääni on laadultaan erityisen häiritsevää eli ääni on tarkastelupisteessä soivaa (tonaalista), kapeakaistaista tai impulssimaista tai se on selvästi sykkivää (amplitudimoduloitua eli äänen voimakkuus vaihtelee ajallisesti), lisätään laskenta- tai mittaustulokseen 5 desibeliä ennen suunnitteluohjearvoon vertaamista. Ulkomelutason suunnitteluohjearvojen lisäksi asuntojen sisätiloissa käytetään Terveydensuojelulain (763/94) sisältövaatimuksiin pohjautuen asumisterveysohjeen mukaisia taajuuspainottamattomia tunnin keskiäänitasoon L eq,1h perustuvia suunnitteluohjearvoja koskien pienitaajuista melua. Sisämelutasot voidaan arvioida ulkomelutasojen perusteella ottamalla huomioon rakennusten vaipan ääneneristävyys." 4. TUULIVOIMALAITOSTEN MELUN ERITYISPIIRTEITÄ 4.1 Vaikutusmekanismit Tuulivoimaloiden käyntiääni koostuu pääosin laajakaistaisesta (noin Hz) lapojen aerodynaamisesta melusta sekä hieman kapeakaistaisemmista sähköntuotantokoneiston yksittäisten osien meluista (mm. vaihteisto, generaattori sekä jäähdytysjärjestelmät). Näistä aerodynaaminen melu on hallitsevin lapojen suuren vaikutuspinta-alan ja jaksollisen ns. amplitudimoduloituneen (sykkivää, äänen voimakkuus vaihtelee jaksollisesti), minkä on useassa tutkimuksessa havaittu muuten vähämeluisessa tilanteessa vaikuttavan melun häiritsevyyteen. Koska äänilähde sijaitsee korkealla, leviää melu laajemmalle kuin matalalla sijaitsevan äänilähteen melu. (Di Napoli 2007) Ihmisen kuuloalue ulottuu tyypillisesti noin 20 Hz Hz taajuusalueelle ja herkin kuuloalue on taajuusalueella Hz. Matalataajuiseksi ääneksi luokitellaan yleensä alle 200 Hz taajuusalueen äänet ja infraääneksi alle 20 Hz äänet. Kuulon herkkyys vähenee kuuloalueen ylä- ja alapäässä, mistä johtuu, että matalat äänet lähellä kuuloalueen alarajaa havaitaan vasta varsin kovalla äänenvoimakkuudella. Matalataajuista ääntä (mukaan lukien infraääni) on lähes kaikissa kuunteluympäristöissä ja sen lähteitä ovat mm. koneet ja laitteet (moottorit, pumput ym.), liikenne sekä tuuli, ukkonen, aallot ym. luonnon äänilähteet. Tuulivoimalaitoksen melu painottuu matalille taajuuksille, mutta tuulivoimalaitoksen tuottaman infraäänen on todettu ns. downwindlaitoksia lukuun ottamatta olevan samaa luokkaa taustalähteiden kanssa muutoin kuin aivan voimalaitoksen välittömässä läheisyydessä.

7 MELUMALLINNUS 4 Tuulivoimalaitosten melun on todettu olevan häiritsevää alhaisemmilla äänitasoilla kuin esim. liikennemelun. Tuulivoimalaitoksen melun häiritsevyyteen vaikuttaa tuulivoimalaitoksen aiheuttaman äänitason lisäksi esim. tuulen ja alueen muun toiminnan aiheuttaman taustaäänten peittovaikutus, tuulivoimalaitosten näkyvyys maisemassa ja kuulijan yleinen asenne tuulivoimaa kohtaan. Ruotsalaisten tutkimusten mukaan häiritsevyys nousee voimakkaammin, kun tuulivoimalaitoksen aiheuttama äänitaso ylittää L Aeq db. 4.2 Tuuliolosuhteiden vaikutus äänen havaittavuuteen Taustaäänet tai hiljaisuus vaikuttavat merkittävästi tuulivoimalaitoksen äänen havaitsemiseen. Tuulivoimalaitoksen äänen havaittavuutta nostaa sen taustamelusta poikkeava jaksottaisuus (amplitudimodulaatio). Tietyissä olosuhteissa (erityinen pystysuuntainen tuuliprofiili, lehdettömät puut) taustamelu havaintopisteessä saattaa olla niin alhainen, että tuulivoimalaitoksen vaimeakin ääni voi olla havaittavissa. Tällainen tilanne syntyy mm., kun tuulen nopeus on lähellä maanpintaa alhainen tai tyyni ja voimistuu merkittävästi korkeuden kasvaessa (tilanne esiintyy etenkin yöaikaan). Toisenlaisissa olosuhteissa taas voimakaskin tuulivoimalaitoksen käyntiääni saattaa peittyä taustamelun (tuulen humina puissa, maa- ja metsätalouskoneiden ääni, liikenne ym.) alle. Taustaäänten peittovaikutus riippuu paitsi äänitasosta, myös äänen taajuusjakaumasta. Tästä syystä tuulivoimalaitoksen melun havaittavuus riippuu voimakkaasti havaintopaikasta ja sen ympäristöstä. Tuuliolosuhteet vaikuttavat taustaäänen lisäksi myös tuulivoimalaitoksen meluntuottoon. Äänitehon riippuvuus tuulennopeudesta vaihtelee jonkin verran eri voimalaitosmalleilla, mutta pääsääntöisesti voimalaitoksen melu lisääntyy tuulennopeuden kasvaessa. Meluntuotto ei kuitenkaan kasva lineaarisesti tuulennopeuden mukana ja äänitehotason voimistuminen pysähtyy yleensä noin 8-10 m/s tuulennopeudella. Vastaavasti hiljaisemmalla tuulennopeudella voimalaitoksen äänitehotaso saattaa olla merkittävästi maksimiarvoa hiljaisempi. 4.3 Tuulivoimalaitosten meluvaikutusten lieventämismahdollisuuksia Hankkeen meluvaikutukset riippuvat lopullisesti valittavasta tuulivoimalaitosmallista. Saman kokoluokan sisälläkin eri voimalaitosmalleilla on eroa paitsi äänitehotasoissa, myös äänitehotason riippuvuudessa tuulennopeudesta sekä äänen taajuusjakaumassa. Hankkeen tässä vaiheessa lopullista päätöstä valittavasta tuulivoimalaitosmallista ei ole vielä tehty. Paitsi laitevalinnoilla, myös tuulivoimalaitoksen toiminnan säätelyllä voidaan vaikuttaa tuulivoimalaitosten melutasoihin. Erityisen häiritsevissä olosuhteissa tuulivoimalaitoksia voidaan pysäyttää esimerkiksi melu- tai välkkymisvaikutusten pienentämiseksi. Lisäksi moni laitevalmistaja tarjoaa mahdollisuutta melutasojen alentamiseen ns. hiljaisempien käyttöasetusten avulla. Tällöin voimalaitosten käyntiääntä voidaan alentaa laitosvalmistajien ilmoituksen mukaan jopa 3-6 db. Hiljaisemmat käyttöasetukset vaikuttavat melun lisäksi myös voimalaitoksen sähköntuottoon. 5. MELUMALLINNUS 5.1 Melunlaskentaohjelma ja laskentamalli Laskennallisissa tarkasteluissa käytettiin SoundPlan 7.1 melulaskentaohjelmaa ja siihen sisältyvää Nord2000-melulaskentastandardia. Malli huomioi 3-ulotteisessa laskennassa mm. maastonmuodot sekä etäisyysvaimentumisen, ilman ääniabsorption, esteet, heijastukset ja maanpinnan absorptio-ominaisuudet sekä säätiedot. Nord2000-laskentastandardin on todettu soveltuvan aiemmin käytettyjä laskentamalleja (esim. Pohjoismainen yleinen melulaskentamalli vuodelta 1982 sekä ISO 9613 teollisuusmelun laskentamalli vuodelta 1993) paremmin tuulivoimalaitosten melun mallintamiseen erilaisissa sääolosuhteissa merialueella sekä maa-alueilla (Di Napoli 2007). 5.2 Laskentamallin epävarmuus Laskentamallin epävarmuus on noin ±2 db, kun melulähteen ja laskentapisteen välinen etäisyys on maksimissaan 1500 metriä. Nord2000 laskentamallin käyttäminen tuulivoimalamelun laskennassa on validoitu vuonna Raportissa (PSO-07 F&U project no. 7389, Noise and energy optimization on wind farms, Validation of the Nord2000 propagation model for use on wind turbine noise, Final report, 8 October 2009) esitettään laskentamallin paikkansapitävyys mittaus- ja laskentatuloksia vertailemalla. Epävarmuus on määritetty selvityksessä standardipoikkeamana.

8 MELUMALLINNUS Melulaskenta Laskentapisteverkossa pisteiden välinen etäisyys oli 50 metriä. Ohjelma interpoloi melutasot laskentapisteiden välisille alueille. Laskentapisteen korkeus on vakiintuneen tavan mukaisesti 2 metriä maanpinnasta. Laskennassa tuulennopeudeksi määriteltiin 8 m/s 10 metrin korkeudella maanpinnasta. Tätä voimakkaammalla tuulella taustakohina ja siitä aiheutuva peittovaikutus lisääntyvät voimakkaasti ja toisaalta tuulivoimalaitoksen käyntiäänen voimistuminen hidastuu tuulennopeuden kasvaessa. Tuulennopeus voimalaitosten napakorkeudella laskettiin logaritmisen tuulennopeusprofiilin mukaisesti. Kun tuulennopeus on 8 m/s 10 m korkeudella maanpinnasta, vastaa se tuulennopeutta noin m/s tässä tutkittujen tuulivoimalaitosten napakorkeudella m korkeudella maanpinnasta. Koska tuulivoimalaitos voi toimia ympärivuorokautisesti, vastaavat laskentatulokset päivä- ja yöajan keskiäänitasoja. Todellisuudessa tuulennopeus vaihtelee useimmiten päivä- tai yöajan tarkastelujakson kuluessa niin, ettei tuulennopeus yleensä ole koko tarkastelujaksoa 8 m/s. 5.4 Laskennan lähtötiedot Maastomalli laadittiin Maanmittauslaitoksen numeerisen aineiston pohjalta, jossa korkeuskäyrät ovat 2,5 metrin välein. Laskennassa ei huomioitu puustoa tai muuta kasvillisuutta. Maaperä mallinnettiin vaimentavana ja vesialueet täysin heijastavina pintoina. Tuulivoimalaitoksen osalta lähtötietoina käytettiin tilaajan toimittamia laitosten teknisiä tietoja. Laitosten tekniset tiedot ovat: Laitosvaihtoehto 1 L WA 104 db (8 m/s), tornin korkeus 100 metriä (eteläisin 120 m) Laitosvaihtoehto 2 L WA 100 db (8 m/s), tornin korkeus 100 metriä (eteläisin 120 m) Äänen spektrinä käytettiin useiden erityyppisten laitosten tiedoista laskettuja keskimääräisiä arvoja. Laitosten suunnitellut sijainnit mallinnettiin tilaajan toimittaman tiedon perusteella. Tilaajan toimittamat voimalapaikkojen koodinaatit (KKJ3) olivat: 1 X , Y X , Y X , Y TULOKSET JA VERTAILU OHJEARVOIHIN 6.1 Mallinnustulokset Laskennalliset meluvyöhykkeet on esitetty liitteiden 1-2 melukuvissa. Melukuvissa on esitetty vain mallinnustulokset ilman mitään häiritsevyys- tai muita korjauksia. Melutasot laskettiin kahdella laitosvaihtoehdolla (L WA 104 db ja L WA 100 db tuulennopeudella 8 m/s 10 korkeudella maanpinnasta). Äänitehotasolla 104 db laskettuna Purnujärven rannalla sijaitsevien loma-asuntojen luona melutasot ovat luokkaa db. Osa Purnujärven itärannan loma-asunnoista jää melun katvealueelle. Kaitueen rannalla melutasot ovat db ja Madeveden rannan loma-asutuksella db. Itäpuolen lähimmällä vakituisella asuintalolla noin db. Äänitehotasolla L WA 100 db laskettuna laskennallinen melutaso hankealueen ympäristössä lähimpien vakituisten asuintalojen luona db. Purnujärven rannalla sijaitsevien lomaasuntojen luona melutasot ovat voimakkaimmillaan noin db, osa itärannan lomaasunnoista jää melun katvealueelle. Kaitueen pohjoisrannalla melutasot ovat 36 db ja etelärannan loma-asutuksella alle 35 db. Madeveden pohjoisosassa melutaso 37 db ja eteläosassa alle 35 db. 6.2 Melutasot verrattuna VNp 993/1992 melutason yleisiin ohjearvoihin Päivä- ja yöaikaiset VNp 993/1992 ohjearvot alittuvat molemmilla laitosvaihtoehdoilla sekä lomaasuntoalueilla että lähimpien yksittäisten asuintalojen kohdalla.

9 MELUMALLINNUS Melutasot verrattuna Ympäristöministeriön ohjeen "Tuulivoimarakentamisen suunnittelu" suunnitteluarvoihin Äänitehotaso L WA 104 db Verrattuna Ympäristöministeriön ohjeen "Tuulivoimarakentamisen suunnittelu" suunnitteluarvoihin, lasketut melutasot ovat pääosin loma-asuntoalueilla laskentaepävarmuus huomioituna lomaasuntoalueille annetun suunnitteluohjearvon 35 db tasolla tai alapuolella. Joidenkin yksittäisten loma-asuntojen kohdalla melutaso kuitenkin ylittää suunnitteluohjearvon 35 db myös laskentaepävarmuus huomioituna. Vakituisten asuintalojen kohdalla lasketut melutasot ovat laskentaepävarmuus huomioituna suunnitteluohjearvon 40 db tasalla tai alapuolella yhtä (lähintä) asuintaloa lukuun ottamatta. Äänitehotaso L WA 100 db Verrattuna Ympäristöministeriön ohjeen "Tuulivoimarakentamisen suunnittelu" suunnitteluarvoihin, lasketut melutasot ovat loma-asuntoalueilla laskentaepävarmuus huomioituna lomaasuntoalueille annetun suunnitteluohjearvon 35 db tasolla tai alapuolella. Vakituisten asuintalojen kohdalla lasketut melutasot ovat laskentaepävarmuus huomioituna suunnitteluohjearvon 40 db tasalla tai alapuolella. Hollolassa 11. päivänä heinäkuuta 2013 RAMBOLL FINLAND OY Janne Ristolainen projektipäällikkö Arttu Ruhanen suunnittelija

10

11