S U U N N IT T EL U JA T EK N IIK K A Innopower OY Jouttikallion tuulivoimapuiston melu- ja varjostusmallinnukset Raportti FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY P23440
Raportti 1 (9) Märsylä Janne Sisällysluettelo 1 Melumallinnus... 2 1.1 Lähtötiedot ja menetelmät... 2 1.2 Ohje- ja suunnitteluarvot... 3 1.3 Mallinnuksen tulokset... 4 1.4 Johtopäätökset... 6 Liitteet Liite 1 Raportti melumallinnuksen tuloksista Liite 2 Raportti varjostusmallinnusten tuloksista Liite 3 Raportti varjostusmallinnusten tuloksista, jossa on huomioitu puuston vaikutukset FCG Suunnittelu ja tekniikka Oy Osmontie 34, PL 950, 00601 Helsinki Puh. 010 4090, fax 010 409 5001, www.fcg.fi Y-tunnus 2474031-0 Kotipaikka Helsinki
FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY Raportti 2 (9) Jouttikallion tuulivoimapuiston melu- ja varjostusmallinnukset 1 Melumallinnus Tuulivoimaloiden lavat aiheuttavat pyöriessään aerodynaamista melua. Melun leviäminen ympäristöön on luonteeltaan vaihtelevaa ja riippuu muun muassa ympäröivästä maaston ominaisuuksista, tuulen suunnasta sekä sen nopeudesta ja ilman lämpötilasta eri korkeuksilla. Melun kuuluvuuden kannalta olennaista on taustamelun taso. Taustamelua aiheuttavat muun muassa liikenne, aallokko ja puiden humina. 1.1 Lähtötiedot ja menetelmät Tuulivoimaloiden aiheuttamat äänenpainetasot on mallinnettu WindPRO 2.8 laskentaohjelmalla ISO 9613-2 standardin mukaisesti. Mallinnuksessa voimalan lähtömelutasona käytettiin (LWA) 106,5 db(a), tuulen nopeutena käytettiin 8 metriä sekunnissa, ilman lämpötilana 10 C, ilmanpaineena 101,325 kpa sekä ilman suhteellisena kosteutena 70 %. Tuulen nopeutena on käytetty 8 metriä sekunnissa sen takia, että tuolloin tuulivoimalan synnyttämä melu on voimakkaimmillaan. Suuremmissa nopeuksissa tuulen aiheuttama luontainen melu peittää tuulivoimaloiden melun alleen. Tuulivoimaloiden lavat alkavat pyöriä tuulennopeuden ollessa yli 3-4 m/s. Melumallinnukset on tehty huomioiden tuulivoimaloiden määrä, sijoittelu, napakorkeus ja roottorin halkaisija. Digitaalinen maastomalli luotiin käyttämässä peruskartan korkeuskäyriä, joiden resoluution on 0,1m. Havainnointikorkeutena on 4m maanpinnasta. Maanpinnan kovuuskertoimena on käytetty arvoa 0,4 (asteikolla 0-1, kova-pehmeä). Parametrien on valittu VTT: n suositusten (Nykänen ym. 2013) perusteella. Tuulivoimalan matalataajuinen melu (20-200 Hz) on mallinnettu valitun turbiinin valmistajan ilmoittaman lähtömelutason mukaan. Äänitaso on mallinnettu jokaisen oktaavikaistan kolmasosalle (Kuva 1). Matalataajuinen ääni on mallinnettu rakennukselle, johon ISO 9613-2 mallinnus on osoittanut korkeimman melutason. Muuntaminen ja mallintaminen on tehty Excel-pohjainen ohjelmalla, jonka on kehittänyt FCG Suunnittelu ja tekniikka Oy, ins. Mauno Aho. Mallinnuksessa on huomioitu suunnitellun tuulivoimapuiston tekniset ominaisuudet, kuten voimaloiden määrä, sijoittelu, napakorkeus (140 metriä) sekä roottorin halkaisija (112 metriä).
FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY Raportti 3 (9) Kuva 1. Valmistajan ilmoittama ja mallinnettu lähtömelutaso mallinnuksessa käytetylle voimalaitokselle, lähtömelutaso 106,5dB(A). Arvioinnissa käytetyssä mallinnusmenetelmässä on huomioitu äänen etenemiseen vaikuttavat tekijät, kuten maaston muodot, ilmasta aiheutuva vaimennus sekä maanpinnan akustinen kovuus. Akustisesti kovat maanpinnat edistävät melun etenemistä pehmeitä pintoja enemmän. Akustisesti kovia pintoja ovat esimerkiksi vesi, avokallio ja asfaltoidut alueet ja pehmeitä pintoja taas ovat pelto- ja metsämaa sekä hiekka- ja nurmikentät. Puiden ja muun kasvillisuuden aiheuttamaa vaimennusta ei huomioida, koska sen vaikutus on pieni. Vaikutusalueen pintojen rosoisuus (kovuus) on arvioitu ilmakuvien, karttatarkastelujen sekä maastossa tehtyjen havaintojen perusteella. Laskenta on tehty 1,5 metriä maapinnan tasosta. Maanpinnan kovuutena käytettiin arvoa 0,4 (asteikolla 0 1; kova pehmeä). Maanpinnan kovuuden valinta perustuu alueen topografiaan ja kasvillisuuteen. Melun määrä on esitetty desibeleinä, joka on suhteellinen yksikkö. Nolla desibeliä ei tarkoita yksiselitteisesti täysin hiljaista, vaan alinta äänenpainetasoa, jonka ihmiskorva voi vielä aistia. Asteikko on logaritminen, mikä tarkoittaa että 10 db ääni on kymmenkertainen 0 db verrattuna ja 20 db satakertainen. Melun leviämismallinnuksen laskentatulokset on esitetty kartoilla, joissa on melun leviämisen keskiäänitasokäyrät viiden desibelin välein. Tarkemmat tiedot mallinnuksesta ja tuloksista on esitetty. 1.2 Ohje- ja suunnitteluarvot Valtioneuvosto on antanut päätöksessään 993/1992 melutason ohjearvot. Päätöstä sovelletaan meluhaittojen ehkäisemiseksi ja ympäristön viihtyisyyden turvaamiseksi maankäytön, liikenteen ja rakentamisen suunnittelussa sekä rakentamisen lupamenettelyissä. Päätöksessä määritetään päivä- ja yöajan maksimimelutasot ulkoalueille asumiseen käytettävillä alueilla. Ympäristöhallinnon uusissa ohjeissa tuulivoimaloille on määritelty suunnitteluarvot päivä- ja yöajan keskiäänitasojen maksimiarvolle. Jos tuulivoimalan melu sisältää tonaalisia, kapeakaistaisia tai impulssimaisia komponentteja, tai se on selvästi amplitudimoduloitunutta, mallinnustuloksiin tulee ohjeen mukaan lisätä viisi desibeliä ennen ohjearvoon vertaamista. Koska ohjearvo sisältää jo tyypillisen tuulivoimamelun piirteet, edellä mainitut äänenpiirteet tulee olla tuulivoimalalle epätyypillisen
FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY Raportti 4 (9) voimakkaita, jotta mallinnustuloksissa tulisi huomioida viiden desibelin lisä äänenvoimakkuuteen. Eri lähteiden ristiriitaiset melutasojen raja-arvot sekä puutteelliset ohjeistukset mallinnuksesta ja mittauksesta tekevät mallinnustulosten pohjalta tehtävistä johtopäätöksistä tulkinnanvaraisia. Ympäristöministeriö on käynnistänyt hankkeen jonka tavoitteena on luoda yhtenäinen ohjeistus meluvaikutusten arviointiin ja mittaamiseen. Taulukko 1.1. Valtioneuvoston päätöksen mukaiset melun keskiäänitasojen ohjearvot (VNp 993/1992). Vaikutuskohde L Aeq klo 7-22 L Aeq klo 22-7 Ulkona Asumiseen käytettävät alueet, virkistysalueet taajamissa ja niiden välittömässä läheisyydessä sekä hoito- tai oppilaitoksia palvelevat alueet Loma-asumiseen käytettävät alueet, leirintäalueet, taajamien ulkopuoliset virkistysalueet ja luonnonsuojelualueet Sisällä 55 db 50 db 1) 2) 3) 45 db 40 db Asuin, potilas ja majoitushuoneet 35 db 30 db Opetus ja kokoontumistilat 35 db - Liike- ja toimistohuoneet 45 db - 1) Uusilla alueilla ohjearvo on 45 db 2) Yöajan ohjearvoa ei sovelleta sellaisilla luonnonsuojelualueille, joita ei yleisesti käytetä oleskeluun tai luonnon havainnointiin yöllä. 3) Loma-asumiseen käytettävillä alueilla taajamassa voidaan kuitenkin soveltaa asumiseen käytettävien alueiden ohjearvoja. Taulukko 1.2. Ympäristöministeriön suosittelemat melun ohjearvot tuulivoimahankkeiden suunnitteluun. Tuulivoimarakentamisen ulkomelutason suunnitteluohjearvot L Aeq klo 7-22 L Aeq klo 22-7 Ulkona asumiseen käytettävillä alueilla, loma-asumiseen käytettävillä alueilla taajamissa, virkistysalueilla 45 db 40 db loma-asumiseen käytettävillä alueilla taajamien ulkopuolella, leirintäalueilla, luonnonsuojelualueilla 2) 40 db 35 db muilla alueilla (esim. teollisuusalueilla) ei sovelleta ei sovelleta 1.3 Mallinnuksen tulokset Mallinnuksen mukaan alue, jolla suunnitellut tuulivoimalaitokset aiheuttavat meluvaikutuksia (> 35 db) on pinta-alaltaan hieman yli 1400 hehtaaria. Vaikutukset ulottuvat enimmillään hieman yli 1,5km etäisyydelle suunnitelluista voimaloista. Merkittävimmät meluvaikutukset ovat paikallisia ja rajoittuvat tuulivoimaloiden lähiympäristöön. Alue, jolla tuulivoimaloiden aiheuttama melu on enemmän kuin 45 db, on pinta-alaltaan noin 320 ha ja ulottuu enimmillään 430 metrin etäisyydelle voimaloista. Alue, jolla keskiäänitaso on mallinnuksen mukaan yli 40 db, on pintaalaltaan noin 680 ha ja ulottuu enimmillään noin 900 metrin etäisyydelle suunnitelluista voimaloista. Vaikutusalueelle ei sijoitu vapaa-ajan asuntoja, luonnonsuojelualueita tai muita melulle herkkiä kohteita.
FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY Raportti 5 (9) Kuva 2. Tuulivoimalaitoksien aiheuttaman melun vaikutusalue suunnitellun hankkeen lähiympäristössä. Matalataajuiset melut on mallinnettu rakennukselle, joka on merkitty H:lla.
FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY Raportti 6 (9) 1.4 Johtopäätökset Kuva 3. Matalataajuisten äänien tasot sisätiloissa rakennukselle H (Kuva 2) suhteutettuna Sosiaali- ja Terveysministeriön (2003) ohjearvot yksittäisille terssikaistoille. Matalataajuiset melut on mallinnettu rakennukselle H (Kuva 2). Etäisyys rakennuksesta H lähimpään voimalaitokseen on 958 m. Melutaso rakennuksen sisällä yksittäisillä terssikaistoilla on korkeimmillaan taajuuksilla 20 50 Hz, mikä yksittäisellä terssikaistalla on enintään 7,1 db(a). Melumallinnuksen tulokset on esitetty yksityiskohtaisemmin liitteessä Liite 2. Mallinnustuloksien perusteella valtioneuvoston melulle antamaa päiväajan (55 db) tai yöajan (50 db) ohjearvoa ei ylitetä lähimpien asuinrakennusten kohdalla. Myöskään ympäristöministeriön suunnitteluohjeiden mukaista päiväajan ohjearvoa (45 db) ei ylitetä lähimpien asuinrakennusten kohdalla. Yöajan ohjearvo (40 db) ylitetään yhden rakennuksen kohdalla. Tuo rakennus sijaitsee Nammon tehtaan läheisyydessä ja se ei ole omistajan ilmoituksen mukaan asuinkäytössä. Loma-asumiseen käytettävillä alueilla yöajan suunnittelun ohjearvo on 35 db, jota ei mallinnuksen tulosten perusteella ylitetä lähimpien loma-ajan asuntojen kohdalla.
FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY Raportti 7 (9) 2 Varjo- ja välkemallinnus Tuulivoimalan pyörivät lavat muodostavat liikkuvia varjoja kirkkaalla säällä. Yksittäisessä tarkastelupisteessä tämä havaitaan valon voimakkuuden äkillisenä vaihteluna, vilkkumisena tai nopeasti vilahtavana varjona. Ilmiö esiintyy vain auringonpaisteessa, sillä pilvisellä säällä auringon valo ei tule selkeästi yhdestä pisteestä eikä selkeää varjoa muodostu. Varjoja muodostuu pääosin aikaisin aamulla, selkeinä kevät- ja syyspäivinä, jolloin aurinko paistaa matalalta. Välkkymisen esiintyminen riippuu auringonpaisteen lisäksi auringon suunnasta ja korkeudesta, tuulen suunnasta ja siten roottorin asennosta sekä tarkastelupisteen etäisyydestä tuulivoimalaan. Suuremmilla etäisyyksillä lapa peittää auringosta niin vähäisen osan, ettei välkettä enää havaitse. 2.1 Lähtötiedot ja menetelmät Mallinnus on laadittu WindPro 2.8-ohjelman Shadow-moduulilla. Mallinnuksessa on laskettu varjostuksen vaikutusalue ja ajallinen kesto. Laskentamalli huomioi varjon muodostumisen tilanteessa, jossa aurinko on yli kolme astetta horisontin yläpuolella ja siipi peittää vähintään 20 % auringosta. Mallinnuksessa on huomioitu maastonmuodot ja voimaloiden napakorkeus (140 m) sekä roottorin halkaisija (132 m). Reseptorin eli varjojen havaitsijan korkeudeksi on määritetty 1,5 m ( silmänkorkeus ). Mallinnuksessa ei huomioida metsän peitteisyyttä tuulivoimahankkeiden pitkän elinkaaren takia. Varjostusmallinnus on tehty mahdollisimman hyvin todellisuutta vastaavalle tilanteelle ( real case ). Todellisen tilanteen mallinnuksessa huomioidaan alueen auringonpaistetunnit eri vuodenaikoina. Lähtötietoina käytettiin Uumajan sääaseman pitkäaikaisseurannan mitattuja kuukausittaisia auringonpaistetunteja. Mallissa on huomioitu alueen tuuliolosuhteet, jotka vaikuttavat tuulivoimaloiden käyttöasteeseen sekä voimaloiden lapojen suuntaan, niiden asettuessa kohti vallitsevaa tuulensuuntaa. Voimalaitosten käyttöajat on laskettu käyttämällä Kauhavan sääaseman tietoja. Mallinnustulokset on esitetty kartalla saman arvonkäyrillä (varjostustuntia vuodessa). 2.1.1 Ohje- ja raja-arvot Suomessa ei ole viranomaisten antamia yleisiä määräyksiä tuulivoimaloiden muodostaman varjostuksen enimmäiskestosta. Ympäristöministeriön tuulivoimarakentamisen suunnitteluohjeistuksessa esitetään käytettäväksi muiden maiden suosituksia välkkeen rajoittamisesta (Ympäristöministeriö 2012). Useissa maissa on annettu raja-arvoja tai suosituksia hyväksyttävän välkevaikutuksen määrästä. Esim. Tanskassa sovelletaan todellisen tilanteen rajaarvona enintään kymmenen tuntia vuodessa. Ruotsissa vastaava suositus on kahdeksan tuntia vuodessa ja 30 minuuttia päivässä. 2.1.2 Mallinnuksen tulokset Mallinnuksen mukaan merkittävimmät varjo- ja välkevaikutukset (> 20 h/v) rajoittuvat noin 1000 metrin etäisyydelle voimaloista. Kokonaisuudessaan vaikutusalue (>1 h/v) ulottuu noin 1,8 kilometrin etäisyydelle voimaloista. Alueella, jossa varjoja tai välkettä voi muodostua 8-20 tuntia vuodessa, sijaitsee 12 asuin- tai vapaa-ajan asuntoa.
FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY Raportti 8 (9) Vähemmissä määrin (1-8 h/v) varjoja ja välkettä voidaan havaita enimmillään noin 1-2 kilometrin etäisyydellä tuulivoimalaitoksista. Vaikutusalueella 1-8 h/a sijaitsee 24 asuinrakennusta. Vaikutusalueella (1-8 h/v) olevat asuinrakennukset sijoittuvat tuulivoimaloiden länsi, lounais- ja kaakkoispuolelle. 2.1.3 Johtopäätökset Kuva 4. Varjojen ja välkkeen vaikutusalue suunnitellun tuulivoimapuiston ympäristössä. Varjo- ja välkemallinnuksen tulokset on esitetty tarkemmin liitteessä Liite 2. Todellisiin varjotuntien määrään vaikututtavat useat tekijät, kuten auringon paistetuntien määrä ja sääolot. Varjojen havaittavuuteen ja häiritsevyyteen vaikuttaa mm. avoimet ja suljetut tilat, puusto ja rakennuksien sijoittuminen suhteessa näihin.
FCG SUUNNITTELU JA TEKNIIKKA OY Raportti 9 (9) Yleisesti ottaen vaikutukset ovat todennäköisempiä kohteissa, jotka sijoittuvat esimerkiksi peltojen läheisyyteen tai vesistöjen äärelle. Mallinnuksen voidaan katsoa olevan ns. yliarvio, joten vaikutukset jäävä todennäköisesti vielä edellä esitettyä vähäisemmiksi. Asuinrakennus, joka sijaitsee Nammon tehdasalueen läheisyydessä, ei ole omistajan ilmoituksen mukaan asuinkäytössä. Sovellettaessa Ruotsissa käytettävää kahdeksan tunnin rajaa, ohjearvo ylittyy yhdentoista asuinrakennuksen kohdalla.