Vastaanottaja Raitiotieallianssi/Raitiotien kehitysohjelma Itsenäisyydenkatu 2 33100 Tampere Asiakirjatyyppi Raportti Päivämäärä 25.5.2018 RAITIOTIELIIKENTEEN MELUPÄÄSTÖ JA SUOSITUS VÄLIAI- KAISISTA ARVOISTA KÄYTETTÄVÄKSI TAMPEREELLA MAAN- KÄYTÖN
RAITIOTIELIIKENTEEN MELUPÄÄSTÖ JA SUOSITUS VÄLIAIKAISISTA ARVOISTA KÄYTETTÄVÄKSI TAMPEREELLA MAANKÄYTÖN Päivämäärä 25.5.2018 Laatija Tarkastaja Jari Hosiokangas, Lauri Hopeakivi Hans Westman Viite 1510040835 Kannen kuva: Tampereen Raitiotieallianssi Ramboll PL 718 Pakkahuoneenaukio 2 33101 TAMPERE P +358 20 755 611 F +358 20 755 6201 www.ramboll.fi
RAITIOTIELIIKENTEEN MELUPÄÄSTÖ JA SUOSITUS VÄLIAIKAISISTA ARVOISTA KÄYTETTÄVÄKSI TAMPEREELLA MAANKÄYTÖN SISÄLTÖ 1. JOHDANTO 1 2. RAITIOVAUNUJEN MELUUN LIITTYVÄT STANDARDIT 1 2.1 ISO 3095 :2013 1 2.2 VDV 154 (Saksa) 1 2.3 Pohjoismainen raideliikennemelun laskentamalli 2 3. RAITIOVAUNUJEN MELUPÄÄSTÖN OSALÄHTEET 2 3.1 Suoran osuuden ajomelu 2 3.2 Ristikon- ja vaihteen yliajomelu 2 3.3 Kaarrekirskunta 2 3.4 Paikallaan seisovan vaunun melu 3 4. MELUPÄÄSTÖTIETOJA 3 4.1 Lähdemateriaalitiedot 3 4.2 Suoran osuuden ajomelu 4 4.3 Ristikon- ja vaihteen yliajomelu 7 4.4 Kaarrekirskunta 7 4.5 Paikallaan seisovan vaunun melu 9 5. SUOSITUS TAMPEREELLA KÄYTETTÄVIKSI TIEDOIKSI 10 5.1 Suoran osuuden ajomelu 10 5.2 Ristikon- ja vaihteen yliajomelu 10 5.3 Kaarrekirskunta 10 5.4 Paikallaan seisovan vaunun melu 11 6. SUOSITUS MITTAUSPAIKAKSI UUDEN KALUSTON KÄYTTÖÖNOTOSSA 11 LÄHTEET 11 LIITTEET 12
1 / 12 1. JOHDANTO Päätös Tampereelle toteutettavasta raitiotiestä tehtiin 7.11.2016 kaupunginvaltuuston kokouksessa. Kalustohankintaan liittyvä markkinaoikeuden päätös saatiin syksyllä 2017. Tampereella niin varsinaisen raitiotien suunnitteluun kuin muuhunkin maankäytön suunnitteluun on käytetty raitiotien melun mallinnuksessa useita eri lähestymistapoja ja lähtöarvoja. Tampereelle tuleva kalusto on modifikaatio Helsingissä käytettävästä kalustosta, mutta on oletettavaa, että lähtöarvot poikkeavat jonkin verran tuon kaluston lähtöarvoista. Helsingin kalustosta (eri ikäluokat) on olemassa erinäisiä mittaustuloksia. Raitiotiekalustolle on standardein ilmoitettu suurimmat melupäästöarvot, mitä se ei saa ylittää. Kalustohankinnan Tampereen kaupungin kaupunginhallituksen 2.3.2015 periaatepäätöksessä on vaatimus ISO3095 mukaisesta 80 db melutasosta. On oletettavaa, että markkinoilla oleva kalusto alittaa reilusti vaaditun enimmäistason. Joissakin laskemissa on käytetty tuota enimmäistasoa ja mm. Tampereen raitiotien ympäristövaikutusten arvioinnissa on todettu virhemarginaalin olevan hyvin suuri. Erilaisten lähtötietojen ja menetelmien käyttö voi tuoda ongelmia eri toimijoiden tasapuolisessa kohtelussa esim. maankäytön suunnitteluun ja rakentamiseen liittyvissä hankevalmisteluissa. Työssä tavoitteena on arvioida ja vertailla eri selvityksissä ja tutkimuksissa sekä käytössä olevien melulaskentaohjelmien lähtöarvopankeissa esitettyjä raitiotieliikenteen melupäästötietoja. Näiden pohjalta tehdään ehdotus Tampereella sovellettaviksi, käytössä oleviin melumallinnusohjelmiin soveltuviksi, väliaikaisiksi lähtöarvoiksi. 2. RAITIOVAUNUJEN MELUUN LIITTYVÄT STANDARDIT Raitiovaunujen melun mittaamiseen ja arviointiin on olemassa useita standardeja ja ohjeita. Osa standardeista on tarkoitettu tyyppitestaukseen, ja niiden tietoja ei voida sellaisenaan käyttää ympäristömelun mallinnusohjelmien lähtöarvoina. Erityisesti pohjoismainen raideliikennemelun laskentamalli edellyttää mittaustietojen jälkikäsittelyä niin, että siihen soveltuvat parametrit saadaan määritettyä. 2.1 ISO 3095 :2013, Measurement of noise emitted by railbound vehicles ISO 3095 on raitiotieliikenteen aiheuttaman melun yleisin mittausstandardi. Se on pääasiassa tarkoitettu vaunujen tyyppitestaukseen, eikä sovellu suoraan ympäristömelun arviointiin. Kuitenkin standardin mukaisten mittausten pohjalta voidaan muodostaa esimerkiksi pohjoismaisen raideliikennemelun laskentamallin (kappale 2.3) tarvitsemat tiedot. Standardissa annetaan ohjeet paikallaan seisovan vaunun, tasaisella nopeudella liikkuvan, kiihdyttävän ja jarruttavan vaunun melun mittaamiseen. Mittaus tehdään standardissa määritetyissä olosuhteissa, mm. säätila ja radan kunto huomioiden. Mittaus tehdään standardissa määritetyissä paikoissa, tavanomaisin mittauspisteen sijainti on 7,5 m etäisyydellä raiteen keskilinjasta ja 1,2 m korkeudella kiskon pinnan tasosta. 2.2 VDV 154, Recommendation: Noise cause by urban rail vehicles (Saksa) Suositukset on tarkoitettu (Saksassa) käytettäväksi niille tahoille, jotka ovat vastuussa rautateiden suunnittelusta, rakentamisesta ja käytöstä.
2 / 12 Dokumentti sisältää kuvauksen raideliikennemelun osalähteistä, ja niihin vaikuttavista tekijöistä (esim. vierintämelun syntymekanismit). Dokumentissa on myös suositukset raitiovaunujen tuottamiksi suurimmiksi äänitasoiksi mitattuna 7,5 m etäisyydellä raiteen keskilinjasta ja 1,2 m korkeudella kiskon pinnan tasosta. Mittausjärjestelyissä viittaan standardiin ISO 3095. Melun vähentämiseen soveltuvia menetelmiä on myös kuvattu liittyen vaunun sisämelutasoon, vaunun ulkoisten laitteiden aiheuttamaan melutasoon, sekä raiteiden kuntoon ja suunnitteluun. 2.3 Pohjoismainen raideliikennemelun laskentamalli Melumalli on pohjoismaisena yhteistyönä laadittu standardinomainen menettely raideliikenteen aiheuttaman ympäristömelun laskentaan. Laskentamalli on Suomessa julkaistu ympäristöministeriön ohjeena (Ympäristöopas 97, 2001) ympäristönsuojelulain nojalla. Laskentamallilla määritetään raideliikenteestä aiheutuvat ympäristömelutasot, yleensä VNp 993/92 mukaisiin melun ohjearvoihin verrattavina arvoina. Lisäksi voidaan laskea aiheutuvat hetkelliset enimmäistasot L AFmax. Malli sisältyy yleisimpiin kaupallisiin melun leviämismalliohjelmiin, kuten SoundPLAN ja CadnaA. Jotta laskentaohjelmalla voidaan laskea halutun kaluston melutasoa, tulee olla käytettävissä kalustolle määritetyt melupäästön spektrin ja nopeusriippuvuuden laskentaan käytettävät kertoimet a ja b. Kertoimien määritys tehdään kaluston mittausdatasta ohjeessa esitetyllä tavalla. 3. RAITIOVAUNUJEN MELUPÄÄSTÖN OSALÄHTEET 3.1 Suoran osuuden ajomelu Suoralla osuudella ajettaessa yli 20 km/h raitiovaunun melu syntyy suurelta osin vaunun pyörien ja kiskon kontaktista (vierintämelu). Melun määrään vaikuttavat erityisesti kontaktipintojen erilaiset epätasaisuudet. Mitä tasaisempi pyörä ja kisko on, sitä vähemmän melua syntyy. Vaikuttavia tekijöitä ovat mm. kiskon pinnan rosoisuus (roughness) ja aaltoisuus (corrugation). Kuluneiden raiteiden aiheuttamaa melua on mahdollista vähentää raiteiden hionnalla. Ajoittaista melun lisääntymistä voivat aiheuttaa raiteille joutuneet epäpuhtaudet, kuten puun lehdet, purukumit, bitumi jne. Raitiovaunun katon yläpuolisen virroittimen ja ajolangan kontaktissa voi ajoittain syntyä sähköpurkauksen synnyttämää ääntä, mutta sen merkitys katsotaan vähäiseksi ja satunnaiseksi. 3.2 Ristikon- ja vaihteen yliajomelu Ristikoissa ja vaihteissa syntyy kolinatyyppistä melua kun vaunun pyörät osuvat epäjatkuvuuskohtiin. Melu voi olla luonteeltaan impulssimaista. 3.3 Kaarrekirskunta Kaarrekirskunta syntyy vaunun pyörän ja kiskon sivuttaisesta kontaktista kaarteessa. Ääni voi olla kirskuvaa, sihisevää tai jyrisevää riippuen sen syntymekanismista. Kirskuvat ja sihisevät
3 / 12 äänet ovat korkeilla taajuuksilla (>1 000 Hz), kun taas jyrisevä ääni on matalammalla taajuusalueella. 3.4 Paikallaan seisovan vaunun melu Raitiovaunussa on sähkölaitteita, kuten vaunun ilmastointi ja jäähdytyslaitteet jotka aiheuttavat ääntä vaunun seisoessa paikallaan. Laitteet sijaitsevat vaunun katolla n. 3 m korkeudella vaunutyypistä riippuen. Melu on kohinamaista. 4. MELUPÄÄSTÖTIETOJA 4.1 Lähdemateriaalitiedot Tässä selvityksessä on käytetty seuraavia lähdemateriaalitietoja: Allianssi, 2016. Raitiotieallianssi. Meluselvitys (tilanne 17.5.2016). - Tässä on pääpiirtein kuvattu miten melupäästötiedot on muodostettu KAS-vaiheen (kehitysvaiheen allianssisopimus) osalta. - Laskennan lähtökohtana ovat hankkeen KAS-vaiheen tiedot kaluston melutakuista WSP, 2016. Tampereen kaupunkiraitiotien meluvaikutusten arviointi, 27.5.2016 - raitiotien melun päästöarvot Lwo on esitetty taulukkona, josta ei selviä kuitenkaan tyhjentävästi liikennöintitiheys jolle ko. arvot on laskettu. Taulukon arvot perustuvat Pöyry Oy:n määrittämiin arvoihin (Allianssi, 2016). Akukon, 2016. Artic raitiovaunu. Raideliikennemelun laskentamallin lähtöarvot. Akukon Oy, Raportti 160454-1, 23.5.2016. - tässä on määritetty a- ja b- arvot Artic -vaunulle, joita käytetään mm. Helsingissä ja Espoossa maankäytön suunnittelussa. Lahti, 2012. Helsingin raitiovaunut, Risteys- ja vaihdemelun mittaukset, TL Akustiikka raportti 11214, Helsinki, 2012. - tässä on määritetty risteys- ja vaihdekolinalle melupäästöt käytettäväksi vuoden 2012 EU meluselvityksessä Helsingissä. Ympäristöministeriö, 2002. Raideliikennemelun laskentamalli, ympäristöopas 97. - laskentamalli sisältää ohjeet mittausten tekemiseen ja tulosten käsittelemiseen määritettäessä ns. a- ja b -arvoja, joita käytetään melupäästön nopeus- ja taajuusriippuvuuden laskemiseen melumallissa. Lisäksi ohjeita mm. raidekorjauksen arvoksi risteys- ja vaihdealueilla. Transtech, 2018a. Mittaustuloksia excel-tiedostona. - Transtech Oy luovutti Rambollille Helsingissä vuonna 2013 mitatut Artic -vaunun melupäästömittausten raakatulokset. Ramboll laski näistä tuloksista pohjoismaisen laskentamallin mukaiset a- ja b -arvot. Transtech, 2018b. Mittaustuloksia s-postilla. - Transtech Oy luovutti Rambollille Otanmäessä mitatut Artic vaunun melupäästömittaustulokset, kun vaunu seisoo paikallaan (seisovan vaunun melu). FCG, 2015. Raitiotien varikkoalueen asemakaavan nro 8600 meluselvitys. FCG Suunnittelu ja Tekniikka Oy. 5.6.2015, P26790P001.
4 / 12 - tässä raportissa on kerrottu laskennan perustuvan Helsingin EU meluselvityksen mukaiseen menettelyyn, eli poikkeaa esim. KAS -vaiheen mukaisesta menettelystä (Allianssi, 2016). Laskentaa ei avata tarkemmin. - lisäksi on esitetty menettely vaihteiden yliajon melun huomioimiseksi Habásková, L. Carvalho, A. Squealing noise in light rail transport systems: Implications in noise mapping. Proceedings of Meetings on Acoustics. 158th Meeting Acoustical Society of America, 2009. - kaarrekirskunnan melutietoja Portossa mitattuna Panulinová, E. Harabinová, S. Argalášová, L. Tram Squealing Noise and Its Impact on Human Health, Noise&Health, 2016 Nov-Dec; 18(85): 329 337. Internet: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/pmc5227013/ - kaarrekirskunnan melutietoja Košicen kaupungissa Slovakiassa. SoundPLAN 7.4, 2018. Melumallinnusohjelman SoundPLAN 7.4 melupäästökirjasto - Göteborgin kaupungissa liikennöivän M32 raitiovaunun melupäästötiedot 4.2 Suoran osuuden ajomelu Tampereella aiemmin käytetyt arvot: Tampereen kaupunkiraitiotien meluvaikutusten arvioinnissa (WSP, 2016) on käytetty taulukossa 4.2.1 esitettyjä melupäästötasoja (Lwo pohjoismaisessa raideliikennemelumallissa YO 97) eri ajonopeuksilla. Melupäästö on 37 m pitkälle vaunulle. Päästöarvot ovat samat, joita on käytetty raitiotien KAS vaiheen suunnittelun melulaskennoissa (Pöyry Finland Oy:n määrittämät arvot. Allianssi, 2016). Taulukon yhteydessä ei ole tietoa siitä, mille vuorovälille ne on laskettu. Jälkeenpäin saadun tiedon (s-postitieto, Carlo Di Napoli, 7.5.2018) mukaan kyse on 7,5 minuutin vuorovälille lasketusta arvosta. Tällä perustella on mahdollista tarvittaessa muodostaa päästöarvot eri liikennetiheyksien mukaisesti. Taulukko 4.2.1. KAS- vaiheen laskennassa käytetyt kirjallisuuslähteistä muodostetut raitiovaunun melupäästöt (Lwo) eri nopeuksilla Pöyry Oy on määrittänyt meluarvot seuraavin periaattein (Allianssi, 2016): Lähtökohtana on ollut VDV 154 mukaiset tavoitetasot (http://www.bekaverlag.de/): Nopeudella 60 km/h ulkoinen melu saa olla enintään 78 db (A), 7,5 m etäisyydellä. Nopeudella 40 km/h ulkoinen melu saa olla enintään 73 db (A), 7,5 m etäisyydellä.
5 / 12 Kiihdytettäessä nopeuteen 30 km/h, ulkoinen melu saa olla enintään 75 db (A), 7,5 m etäisyydellä. Näistä 60 km/h ja kiihdytys nopeuteen 30 km/h ovat suoraan VDV 154:stä. Nopeuden 40 km/h meluarvo on laskettu VDV 154:ssä annetulla melutason eron laskentakaavalla. Paikallaan seisovan vaunun, jonka sähkökäytöt ja niiden jäähdytysjärjestelmä sekä lämmitys-, ilmanvaihto- ja ilmastointijärjestelmä ovat toiminnassa, aiheuttama ulkoinen melu saa olla enintään 60 db (A) mitattuna standardista ISO 3095 poiketen 4 metrin etäisyydeltä vaunun ulkokaton korkeudella. Helsingissä tehdyt mittaukset: Helsingissä on mitattu Artic -vaunun melupäästöä vuonna 2014 (Akukon, 2016). Mittauksen ovat teettäneet Helsingin ja Espoon kaupungit. Mittauspaikka oli suoralla ja sileällä rataosalla Pohjolankadulla Joukolantien risteyksen kohdalla. Mitatut nopeudet olivat 31 ja 55 km/h. Mittausten perusteella on määritetty a- ja b -kertoimet pohjoismaiseen raideliikennemelun laskentamalliin. Tulos pätee tarkalleen ottaen Pohjolankadulla ja muissa vastaavissa rataverkon kohdissa, joissa kiskot on upotettu asfalttiin ja niiden välissä on betoniperusta. Transtech Oy on teettänyt Prose AG:llä mittauksen Artic vaunulle vuonna 2013 (Transtech, 2018a). Ohiajomelun mittaus tehtiin suoralla radalla nopeuksilla 50 km/h ja 40 km/h Mäkelänkadulla pyöräilystadionin kohdalla ISO 3095:2013 mukaisella menetelmällä. Radan kunto mittauspaikassa oli huono (ei täytä esim. VDV:n vaatimuksia testiradan kunnosta, eli radan kunto ei vastannut referenssirataa ja taajuusalueella 630 Hz 1250 Hz esiintyi radasta tulevia merkittäviä herätteitä), mutta se oli ainoa paikka rataverkolla, jossa pystyttiin ajamaan riittävän kovaa ja mittausympäristö edes jotakuinkin avoin. Mittausdatan perusteella Ramboll määritti a- ja b -kertoimet pohjoismaiseen raideliikennemelun laskentamalliin. Akukonin mittausten ja Transtechin teettämien mittausten tulosten perusteella lasketut Artic vaunun L wo (metrin pituista raideosaa vastaava äänitehotaso) on esitetty graafisesti kuvassa 4.2.1. 45 40 35 Lwo db(a) 30 25 20 15 Artic (Akukon) Artic (Prose) 10 10 20 30 40 50 60 70 km/h Kuva 4.2.1. Artic vaunun äänitehotason Lwo (metrin pituista raideosaa vastaava äänitehotaso) nopeusriippuvuus kahdessa eri selvityksessä
6 / 12 Prosen arvojen tuottama ääniteho on hieman suurempi, kenties johtuen radan huonommasta kunnosta verrattuna Akukonin tekemään mittaukseen. On huomattava, että Prosen mittauksen nopeusalue on ollut vain 40-50 km/h, mikä huonontaa tuloksen tarkkuutta sen ulkopuolella. Akukonin nopeusalue on ollut 31-55 km/h. Muita raitiovaunuja: SoundPLAN melumallinnusohjelma sisältää esimerkiksi Göteborgin kaupungissa liikennöivän M32 raitiovaunun melupäästötiedot (Soundplan 7.4, 2018). M32 on italialaisen AnsaldoBredan valmistama Sirio -tyyppinen raitiovaunu, joka on ollut Göteborgissa käytössä vuodesta 2005 alkaen. M32 vaunun melupäästö Lwo on esitetty kuvassa 4.2.2. yhdessä Artic vaunun mittaustietojen kanssa. 45 40 35 Lwo db(a) 30 25 20 15 10 10 20 30 40 50 60 70 km/h Artic (Akukon) Artic (Prose) S-M32 Gothenburg Kuva 4.2.2. M32 vaunun sekä Artic vaunun äänitehotason Lwo (metrin pituista raideosaa vastaava äänitehotaso) nopeusriippuvuus. S-32 vaunun melu on pienillä (<20 km/h) nopeuksilla hieman suurempi kuin Akukonin mittaama Artic, ja sitä suuremmilla nopeuksilla hieman pienempi (1-1,5 db). Tampereella KAS -vaiheen suunnitteluarvona käytettyjen arvojen suhde Artic vaunun mittauksiin Alustavana vertailuna on tässä vaiheessa esitetään ohiajon äänenpainetaso L Aeq (7,5 m) kuvassa 4.2.3. Vertailussa on mukana Akukonin mittaama Artic vaunu (Akukon, 2016).
7 / 12 LAeq, 7,5 m 90 85 db (A), 7,5 m 80 75 70 65 60 KAS Artic (Akukon) 55 50 20 30 40 50 60 70 km/h Kuva 4.2.3. KAS vaiheen suunnitteluarvon ja Artic vaunun äänitason nopeusriippuvuus. Tuloksen perusteella KAS -vaiheen suunnitteluarvo on 6-8 db pienempi kuin Helsingissä mitattu Artic vaunu (Akukon,2016). 4.3 Ristikon- ja vaihteen yliajomelu Raitiotieallianssin 17.5.2016 raportissa sillat (koko pituudella) ja vaihde-/risteysalueet (10m:n osuudella) on mallinnettu keskiäänitasolla L Aeq kansallisen raideliikennemelun laskentamallin ohjeiden mukaan siten, että korjauksena on käytetty +3 db. Raitiotien varikkoalueen asemakaavan nro 8600 meluselvityksessä (FCG, 2015) vaihteiden yliajon vaikutus huomioitiin raideliikennemelun laskentamallin mukaisesti, jossa vaihteiden yliajo aiheuttaa melupäästöön +6 db lisäyksen. Helsingin raitiotien risteys- ja vaihdekolinan mittauksissa (Lahti, 2012) saatiin mittaustulokset eri vaunu- ja risteystyypeille. A-äänienergiatasot L QA vaihtelivat välillä 105 123 db ja nopeudet välillä 9 29 km/h. Keskimääräiseksi kolinan äänienergiatasoksi saatiin L QA 119 db, keskinopeudella 16 km/h. Vaunujen tuottama melupäästö riippui voimakkaasti nopeudesta. Karkeasti arvioiden nopeuden kaksinkertaistuminen nosti äänitasoa 6-8 db. Olettaen keskinopeudeksi 16 km/h kestää 25 m pitkän vaunun ohiajo n. 6 sekuntia. Tällöin äänen tehotasoksi L WA voidaan arvioida karkeasti vähentämällä 8 db äänienergiatasosta 119 db, eli saadaan L WA 111 db. Vertailun vuoksi Helsingin Variotram -vaunuille on mitattu suoralla osuudella äänitehotasoksi 50 km/h nopeudella L WA 109 db. Arabian kääntöpaikalla on mitattu äänitehotasoksi 12 km/h nopeudella L WA 102 db. Tämä antaisi viitteitä siihen, että risteys- ja vaihdekolinan lisävaikutus raitiovaunun keskimelutasoon on vähintään 6 db, tai jopa enemmän. 4.4 Kaarrekirskunta Raitiotieallianssin 17.5.2016 raportissa on tehty alustava riskilaskelma kaarrekirskunnan melulle. Lähtöoletuksena pistemäiselle äänipäästölle enintään 50 m kaartosäteellä on 90 db(a):n maksimi hetkellistaso L AFmax (7.5m:n päässä radan keskilinjasta) ja yli 50m:n kaartosäteillä 85 db(a) äänitaso.
8 / 12 Jos kirskunta oletetaan pistemäiseksi äänilähteeksi, on enintään 50 m kaartosäteen tapauksessa äänilähteen äänitehotaso L WA 115,5 db, ja yli 50 m kaarresäteen tapauksessa L WA 110,5 db. Selvityksessä käytetty kirskunnan äänipäästön taajuusjakauma on esitetty kuvassa 4.4.1., ja se on koottu kahdesta lähteestä (Lahti, 2012 ja Habaskova, 2009). Äänen päätaajuus on 1250 Hz kohdalla. Kuva 4.4.1. Kaarrekirskunnan A-painotettu taajuusjakauma (Allianssi, 2016). Helsingin raitiovaunujen risteys- ja vaihdemelun mittausraportissa (Lahti, 2012) todetaan, ettei kaarrekirskunnalle voitu muodostaa johdonmukaista tulosta tehtyjen mittausten perusteella. Kirskunnan esiintyminen oli hyvin sattumanvaraista. Yhteensä mitattiin 182 ohiajoa eri kohdissa rataverkkoa. Mittauksissa havaittiin kirskuntaa 10 ohiajossa, joista 9 aiheutui vanhemmasta nivelvaunutyypistä NRV I ja MLNRV II sekä yksi Variotram-vaunusta. Vanhempi vaunutyyppi on alttiimpi kaarrekirskunnalle telipyörien kiinteiden akseleiden vuoksi. Mitattuja kaarresäteitä ei ilmoitettu raportissa. Suurin kirskunnan enimmäistaso oli L AFmax 95 db etäisyydellä 14-20 m. Tämä johtaa äänen tehotasoon L WA 126-129 db, kun kirskunta oletetaan pistemäiseksi äänilähteeksi. Portugalin Portossa tehdyssä tutkimuksessa (Habaskova, 2009) todettiin kaarrekirskunnan nostavan ohiajon keskiäänitasoa 16 db verrattuna suoran osuuden meluun ilman kaarrekirskuntaa. Enimmäistasoa ei raportoitu. Kaarresäde tässä tutkimuksessa oli 50 54 m. Kuva mittauskohteesta kuvassa 4.4.2.
9 / 12 Kuva 4.4.2. Mittauskohde Habaskovan tutkimuksessa Portossa. Košicen kaupungissa Slovakiassa tehdyissä mittauksissa (Panulinová, 2016) mitattiin 23 m kaarresäteen kaarteessa enimmäistasoja L AFmax 92-103, keskiarvon ollessa 98 db. Mittausetäisyys oli 7,5m, jolloin kirskunnan äänitehotasoksi voidaan laskea keskimäärin L WA 123,5 db. Kirskunta nosti ohituksen keskiäänitasoa 11 db verrattuna tilanteeseen ilman kirskuntaa. Kirskunnan päätaajuus oli 500 Hz terssikaistalla, mikä poikkeaa esim. Helsingin mittauksesta (Lahti, 2012) jossa päätaajuus oli 1250 Hz. 4.5 Paikallaan seisovan vaunun melu KAS vaiheen meluraportissa (Allianssi, 2016) todetaan, että paikallaan seisovan vaunun, jonka sähkökäytöt ja niiden jäähdytysjärjestelmä sekä lämmitys-, ilmanvaihto- ja ilmastointijärjestelmä ovat toiminnassa, aiheuttama ulkoinen melu saa olla enintään 60 db (A) mitattuna standardista ISO 3095 poiketen 4 metrin etäisyydeltä vaunun ulkokaton korkeudella. Transtechin toimittamassa mittausdatassa (Transtech, 2018b) on saatu Artic -vaunulle mittaustulokset. Mittauksen aikana ilmastointi toimi EN3095:2013 mukaisessa kuormassa: vaunun ilmastointi ja jäähdytys pakotettiin päälle toimintaan teholla, joka vastaa tilannetta sisä- ja ulkolämpötila on 20 o C ja vaunu on kuormattu AW1 kuormaan: istuinpaikat täynnä + seisovia matkustajia 4 hlö/m 2 yht. 174 matkustajaa. Vaunun kummallakin sivulla oli 8 mittauspistettä, 3 m korkeudella ja 4 m etäisyydellä vaunun seinästä. Mittauspisteiden keskiarvoksi saatiin L Aeq 53,5 db (vaihteluväli 49,8 56,8 db). Tämä alittaa selvästi suunnitteluarvon. Melutason vaimenemista etäisyyden suhteen voidaan arvioida -3 db etäisyyden kaksinkertaistuessa (n. vaunun pituuden etäisyydelle), ja 6 db etäisyyden kaksinkertaistuessa tästä eteenpäin. Tällöin melutaso on karkeasti seuraava: - 10 m: 49,5 db - 20 m: 46,5 db - 40 m: 43,5 db - 60 m: 40,0 db - 80 m: 37,5 db
10 / 12 5. SUOSITUS TAMPEREELLA KÄYTETTÄVIKSI TIEDOIKSI 5.1 Suoran osuuden ajomelu Melun kannalta on huomattava, että Tampereelle tuleva kalusto ei täysin vastaa mitään tässä selvityksessä käytettyä lähtötietoa. KAS -vaiheen selvityksessä esitetyt meluarvot toteutunevat uudella kalustolla ja vähän käytetyillä raiteilla. Tavoitteena meluselvityksissä on varmistaa maankäytön ja rakentamisen kannalta melun ohjearvojen täyttyminen tilanteessa, jossa kalusto on ollut jo pidempään käytössä ja raiteet kuluneita. Suositus tällöin on valita käytettäväksi taulukossa 5.1.1. esitetyt Artic raitiovaunulle Helsingissä mitatut a- ja b -arvot (Akukon, 2016), ja laskea melutaso pohjoismaisella raideliikennemelun laskentamallilla. Taulukko 5.1.1. Artic-vaunulle määritetyt raideliikennemelun laskentamallin mukaiset lähtöarvot (Akukon, 2016) Taajuus Hz 63 125 250 500 1000 2000 4000 a -1,0 3,8 13,9 24,1 26,2 24,4 30,8 b 20,8 21,4 38,0 40,9 37,7 35,7 29,9 5.2 Ristikon- ja vaihteen yliajomelu Ristikon ja vaihteiden yliajomelu nostaa saatujen tietojen valossa keskimääräistä melutasoa noin 6-8 db. Suositeltavaa on käyttää tässä haarukassa olevia raidekorjauksia 10 m mittaisella rataosalla vaihteen tai ristikon kohdalla. Raidekorjaus voidaan tehdä pohjoismaisessa laskentamallissa (laskentaohjelmissa) sinne erikseen syöttämällä. Voi olla suositeltavaa lisätä tulokseen vielä impulssimaisuuskorjaus + 5 db. Tällöin kokonaiskorjaus on 11-13 db. 5.3 Kaarrekirskunta Tampereelle tulevan kaluston ja raiteiden osalta on tämänhetkisen tiedon mukaan erityisesti huomioitu kaarrekirskunnan torjunta, esimerkiksi laipan voitelujärjestelmällä. Tämä vähentää kirskunnan todennäköisyyttä ja melutasoa. Kirskunnan esiintyminen on kuitenkin mahdollista joissain olosuhteissa. Käytettyjen lähtötietojen perusteella kirskunnan äänitasot eri kohteissa ovat vaihdelleet paljon. Kirskunnan todennäköisyys ja luultavasti myös voimakkuus kasvaa kaarresäteen r pienentyessä. Voimakasta kirskuntaa on todennäköisimmin odotettavissa kaarteissa, joiden säde r 50 m. Verrattaessa kirskunnan enimmäistason äänitehotasoja L WAmac, - KAS -vaiheessa alle r=50m kaarteissa 115,5 db(a), ja r > 50 m 110, 5 db(a) - Helsingissä (Akukon, 2012), 126-129 db(a) - Košice, 123,5 db Enimmäistasojen L AFmax huomioimiseksi (rakennusten julkisivujen äänieritystarkasteluissa) on suositeltavaa käyttää arvoa L WA = 120 db, ja melun spektrinä KAS-vaiheessa esitettyä spektriä
11 / 12 (Allianssi, 2016. Liite 1. Tässä raportissa kuva 4.4.1). Mallinnus tehdään sijoittamalla pistelähteitä kaarteeseen molempien kiskojen kohdalle n. 5 m välein 0,1 m korkeudelle ja laskemalla niistä aiheutuvat suurimmat L AFmax -tasot halutuissa kohteissa. Voimakkaalle kaarrekirskunnalle alttiit kohdat (kaarresäde 50 m) on esitetty liitteessä 1. 5.4 Paikallaan seisovan vaunun melu Paikallaan seisovan vaunun melutaso on pieni verrattuna vaunun liikkeellä olon aikaiseen meluun. Katolla olevien jäähdytys- ja ilmanvaihtolaitteiden melu vaimenee alle yöajan ohjearvon 45 db 40 m etäisyydellä. Tällöin oletuksena on, että vaunu seisoisi paikoillaan koko yön ajan. Käytännössä vaunun laitteiden päästämää melua ei tarvitse huomioida tavallisissa meluselvityksissä. 6. SUOSITUS MITTAUSPAIKAKSI UUDEN KALUSTON KÄYT- TÖÖNOTOSSA Mittauspaikan ja kaluston kunnon tulee mahdollisimman hyvin täyttää ISO 3095:2013 määrittelemät olosuhteet. Vaatimuksia on asetettu mm. kaarresäteelle, mittausympäristölle ja kiskon kunnolle (mm rosoisuus). Nämä tulee tarkistaa ennen mittausten tekemistä. LÄHTEET Akukon, 2016. Artic raitiovaunu. Raideliikennemelun laskentamallin lähtöarvot. Akukon Oy, Raportti 160454-1, 23.5.2016. Allianssi, 2016. Raitiotieallianssi. Meluselvitys (tilanne 17.5.2016). FCG, 2015. Raitiotien varikkoalueen asemakaavan nro 8600 meluselvitys. FCG Suunnittelu ja Tekniikka Oy. 5.6.2015, P26790P001. Habásková, L. Carvalho, A. Squealing noise in light rail transport systems: Implications in noise mapping. Proceedings of Meetings on Acoustics. 158th Meeting Acoustical Society of America, 2009. Lahti, T. Helsingin raitiovaunut, Risteys- ja vaihdemelun mittaukset, TL Akustiikka raportti 11214, Helsinki, 2012. Panulinová, E. Harabinová, S. Argalášová, L. Tram Squealing Noise and Its Impact on Human Health, Noise&Health, 2016 Nov-Dec; 18(85): 329 337. Internet: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/pmc5227013/ SoundPLAN 7.4, 2018. Melumallinnusohjelman SoundPLAN 7.4 melupäästökirjasto Transtech, 2018a. Mittaustuloksia excel-tiedostona. Transtech, 2018b. Mittaustuloksia s-postilla. WSP, 2016. Tampereen kaupunkiraitiotien meluvaikutusten arviointi, 27.5.2016 Ympäristöministeriö, 2002. Raideliikennemelun laskentamalli, ympäristöopas 97.
12 / 12 LIITTEET Liite 1. Kaarteet joissa kaarrekirskunta suositeltavaa ottaa huomioon
LIITE 1 (1/5) Tampereen raitiovaunulinjan kaarteet, 1:50 000 16.5.2018 R=45 R=40 R=35-40 R=45 R=35-40 R=27-30 R=45 R=45 R=36 R=25-50 R=25 0 Mittakaava 1 2 1 : 50 000 3 4 km
R=40 LIITE 1 (2/5) Tampereen raitiovaunulinjan kaarteet, Keskusta R=35-40 R=35-40 1:7 500 16.5.2018
LIITE 1 (3/5) Tampereen raitiovaunulinjan kaarteet, Kaleva R=45 R=45 1:7 500 16.5.2018
LIITE 1 (4/5) Tampereen raitiovaunulinjan kaarteet, R=45 R=27-30 R=45 R=36 1:7 500 16.5.2018
LIITE 1 (5/5) Tampereen raitiovaunulinjan kaarteet, Hervanta R=25-50 R=25 1:7 500 16.5.2018