Vastaanottaja Ilmatar Windpower Oyj Asiakirjatyyppi Raportti Päivämäärä 10.12.2013 Viite 1510008051 KINKKULANMÄKI, HARTOLA TUULIVOIMALOIDEN MELU- MALLINNUS
KINKKULANMÄKI, HARTOLA TUULIVOIMALOIDEN MELUMALLINNUS Päivämäärä 10.12.2013 Laatija Tarkastaja Arttu Ruhanen Janne Ristolainen Kuvaus Tuulivoimahankkeen meluselvitys Sisältää Maanmittauslaitoksen Maastotietokannan 11/2013 aineistoa. http://www.maanmittauslaitos.fi/avoindata_lisenssi_versio1 _20120501 Viite 1510008051 Ramboll Niemenkatu 73 15140 LAHTI T +358 20 755 611 F +358 20 755 7801 www.ramboll.fi
TUULIVOIMALOIDEN MELUMALLINNUS SISÄLTÖ 1. JOHDANTO 1 2. MELUN OHJEARVOT 1 2.1 Valtioneuvoston päätöksen 993/1992 mukaiset ohjearvot 1 2.2 Ympäristöministeriön ohjeen "Tuulivoimarakentamisen suunnittelu" suunnitteluarvot 2 3. MELUMALLINNUKSEN TIEDOT 3 3.1 Melunlaskentaohjelma ja laskentamalli 3 3.2 Melulaskenta 3 3.3 Maastomalli 4 3.4 Tuulivoimalatiedot 4 4. TULOKSET JA VERTAILU OHJEARVOIHIN 5 4.1 Mallinnustulokset 5 4.2 Melutasot verrattuna VNp 993/1992 melutason yleisiin ohjearvoihin 5 4.3 Melutasot verrattuna Ympäristöministeriön ohjeen "Tuulivoimarakentamisen suunnittelu" suunnitteluarvoihin 5 4.4 Alueen yleiset tuuliolosuhteet ja niiden vaikutus melutasojen esiintyvyyteen 5 LIITTEET Liite 1 Tuulivoimalaitosten laskennalliset meluvyöhykkeet, laitosten äänitehotaso L WA 107,5 db
TUULIVOIMALOIDEN MELUMALLINNUS 1 1. JOHDANTO Ilmatar Windpower Oyj suunnittelee kahden tuulivoimalan sijoittamista Hartolan kunnassa Kinkkulanmäen kaavamuutosalueelle. Tässä työssä on mallinnettu tuulivoimalaitosten aiheuttamat melutasot ympäristössä. Melumallinnus tehtiin VTT:n Ehdotus tuulivoimamelun mallinnuksen laskentalogiikkaan ja parametrien valintaan raportin mukaisilla laskentaparametreilla. Kyseessä on kaavavaiheen selvitys, joten laskentamallina käytettiin ISO 9613-2. Melumallinnuksen on Ramboll Finland Oy:ssä tehnyt suunnittelija ins. (AMK) Arttu Ruhanen. 2. MELUN OHJEARVOT 2.1 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)
TUULIVOIMALOIDEN MELUMALLINNUS 2 2.2 Ympäristöministeriön ohjeen "Tuulivoimarakentamisen suunnittelu" suunnitteluarvot Ympäristöministeriö asetti 30.9.2010 työryhmän, jonka tehtävänä oli valmistella ehdotus tuulivoimarakentamisen kaavoitusta, vaikutusten arviointia ja lupamenettelyjä koskevaksi ohjeistukseksi. Työryhmän raportti "Ympäristöhallinnon ohjeita 4/2012 Tuulivoimarakentamisen suunnittelu" julkaistiin heinäkuussa 2012. Melun osalta ohjeessa on todettu, etteivät Valtioneuvoston päätöksen 993/1992 mukaiset melutason yleiset ohjearvot sovellu tuulivoimamelun haittojen arviointiin ja ohjeessa annetaan suunnitteluohjearvot tuulivoimamelulle. Toisaalta Ympäristöministeriön ELY:jen alueidenkäyttövastaaville lähettämässä tiedotteessa (Nunu Pesu 24.9.2012) on todettu, että "Tuulivoimamelun suunnitteluohjearvoja ei ole tarkoitettu sovellettavaksi jo rakennettuihin ja käytössä oleviin tuulivoimaloihin. Tuulivoimamelun suunnitteluohjearvoja ei myöskään sovelleta jo lainvoiman saaneisiin kaavoihin tai lupiin." 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. Taulukko 2. Tuulivoimarakentamisen ulkomelutason suunnitteluohjearvot Asumiseen käytettävillä alueilla, loma-asumiseen käytettävillä alueilla taajamissa, virkistysalueilla Loma-asumiseen käytettävillä alueilla taajamien ulkopuolella, leirintäalueilla, luonnonsuojelualueilla* L Aeq Päiväajalle (07 22) L Aeq Yöajalle (22 07) 45 db 40 db 40 db 35 db 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. Taulukko 3. Yöaikaisen pienitaajuisen sisämelun ohjearvot terssikaistoittain (Asumisterveysohje, STM:n oppaita 2003:1) Kaista / Hz L eq, 1h / db 20 25 31,5 40 50 63 80 100 125 160 200 74 64 56 49 44 42 40 38 36 34 32 Oppaassa mainituista häiritsevyyskorjauksista on todettava, että niitä ei lisätä automaattisesti tuulivoimalaitosten meluun, sillä melutason alhaisemmat suunnitteluohjearvot huomioivat jo tuu-
TUULIVOIMALOIDEN MELUMALLINNUS 3 livoimalaitosten melun muuta melua häiritsevämmän luonteen. Lisäys tehdään ainoastaan siinä tapauksessa, että melu voidaan todeta erityisen häiritseväksi tarkastelupisteessä (esim. asutuksen tai loma-asuntojen kohdalla). Ympäristöministeriön meluasiantuntija Ari Saarinen on lausunut amplitudimodulaation häiritsevyyskorjauksesta seuraavaa (sähköposti A. Saarinen L. Kosonen 10.10.2013): Amplitudimodulaatioon eli sykintään sovellettava sanktiomenettely perustuu ylisykintään (excess amplitude modulation), joka lisää melun häiritsevyyttä altistuvassa kohteessa. Tarkoitus on, että voimalan valmistaja melupäästön takuuarvossa huomioi asian. Lisäystä ei tehdä automaattisesti. Amplitudimodulaation voimakkuus on mahdollista selvittää jälkikäteen tehtävissä mittauksissa, joten myös toiminnanharjoittajalla on vastuu ja syy edellyttää valmistajan antavan luotettavat ja riittävät tiedot melupäästöstä. YM ohjeistus ei siis edellytä lähtökohtaisesti sitä, että sanktiomenettelyä sovelletaan amplitudimodulaation osalta kaikkiin tuulivoimaloihin. Ohjeistus edellyttää, että valmistaja ottaa melupäästön takuuarvossa asian huomioon ja toiminnanharjoittaja huomioi YSL 5 :n velvoitteet. Ympäristönsuojelulaki (86/2000, YSL) nostaa ennaltaehkäisyn ja haittojen minimoinnin sekä varovaisuus- ja huolellisuusperiaatteet keskeisiksi ja edellyttää toiminnanharjoittajan selvilläolovelvollisuutta toimintansa ympäristövaikutuksista (5 ). 3. MELUMALLINNUKSEN TIEDOT 3.1 Melunlaskentaohjelma ja laskentamalli Melumallinnukset on tehty SoundPlan 7.1 melulaskentaohjelmalla ja siihen sisältyvää ISO 9613-2 melulaskentamallia käyttäen. SoundPlan melulaskentaohjelmistosta saa lisätietoa www.soundplan.eu internet-sivustolta ja laskentamallista kyseisestä standardista. Ohjelma on ns. 3D-malli, jossa laskennat suoritetaan kolmiulotteisessa maastoaineistossa. 3Dmalli ottaa huomioon mm. maastonmuodot sekä etäisyysvaimentumisen, ilman ääniabsorption, esteet, heijastukset sekä maanpinnan absorptio-ominaisuudet. ISO 9613-2 mallissa tuulen nopeutta tai suuntaa ei voida muuttaa, vaan laskentamallissa on oletuksena lievä myötätuuli melulähteestä laskentapisteeseen päin. Laskentamallissa äänenpainetaso tiettyyn laskentapisteeseen voidaan laskea oktaavikaistoittain välillä 63 Hz ja 8 khz, josta lasketaan laskentapisteen kokonaisäänitaso. Laskentaepävarmuudeksi laajakaistaiselle melulle on kohtuullisessa myötätuulitilanteessa annettu 100-1000 m laskentaetäisyyksillä ±3 db. Arvo on ilmoitettu tilanteessa, jossa lähteen maksimikorkeus on 30 metriä maanpinnan yläpuolella. 3.2 Melulaskenta Meluvyöhykelaskennat on tehty laskentapisteverkkoon ja ohjelma interpoloi melutasot laskentapisteiden välisille alueille. Koska pohjoisen suuntaan korkeuseroa voimalaitosten perustusten ja asuintalojen välillä on alle 40 metriä (VTT:n ohjeessa mainittu raja), tehtiin lisäksi reseptoripistelaskentoja pohjoisen suunnassa olevien asuintalojen kohdalla. Näissä pisteissä maaperän vaikutuskerroin G=0 yliarvioi melutasoja. Muilla suunnilla korkeusero voimalaitosten perustusten ja ympäristön tarkastelupisteiden välillä on yli 40 metriä, joten maaperän vaikutuskerroin tulee olla 0, jota on meluvyöhykkeiden mallintamisessa käytetty.
TUULIVOIMALOIDEN MELUMALLINNUS 4 Taulukko 4. Tuulivoimamelun laskennassa käytetyt parametrit Laskentamalli ISO 9613-2 Laskentaverkko 20 x 20 m välein 4 m korkeudella pinnasta Laskentaetäisyys max 5000 m melulähteestä Heijastusten lukumäärä 3 Maanpinnan absorptio Meluvyöhykelaskennassa: maaperän vaikutuskerroin maa- ja vesialueilla 0 (akustisesti kova) Reseptoripistelaskennat A-F: maaperän vaikutuskerroin maa-alueella 0,4 (akustisesti puolikova) ja vesialueilla vaikutuskerroin 0 (akustisesti kova) Ilman absorptio standardin ISO 9316 mukainen Sääolosuhteet - ilmanpaine 1013,25 mbar - suhteellinen kosteus 70 % - lämpötila 15 C Esitetyt melutasot ovat suoraan mallinnuksen tuloksia, eikä niihin ole lisätty mitään mahdollisia häiritsevyyskorjauksia. 3.3 Maastomalli Maastomalli on laadittu Maanmittauslaitoksen maastotietokannan aineistosta, jossa korkeusviivat ovat 2,5 m korkeusvälein. Maastomallissa ei huomioitu rakennuksia. Mallissa ei ole huomioitu metsäkasvillisuutta melua vaimentavana tekijänä. Metsäkasvillisuus (puusto yms) voi vaimentaa melua, mikäli kasvillisuusvyöhyke on riittävän korkea ja syvyys on suuri. Kuitenkin ympäristömeluarvioinneissa pääsääntöisesti kasvillisuuden vaikutusta ei oteta huomioon, koska vyöhykkeiden pysyvyydestä ei voida olla varmoja (esim. puuston avohakkuut). Myöskään laskentamallien kyvystä huomioida luotettavasti puuston vaikutus melun etenemiseen oikein ei ole vielä riittävästi tutkittua tietoa. 3.4 Tuulivoimalatiedot Tuulivoimalaitosmallina käytettiin hankevastaavan toimittamia Vestas V126-3.3 MW melutietoja. Valmistajan ilmoituksen mukaan laitoksen äänitehotaso on 107,5 db (noise mode 0), kun tuulennopeus on 8 m/s 10 m korkeudella maanpinnasta. Melupäästö on mitattu mittausstandardin IEC 61400-11 ed. 3 2012 mukaan. Äänen spektrinä käytettiin valmistajan ilmoittamia ennustettuja arvoja Vestas V126 3.3MW laitokselle. Laitosvalmistaja on arvioinut 1/3 oktaavikaistatiedot Vestas V112-3.0MW laitoksen tietojen pohjalta. Tuulivoimalaitoksen äänitehotaso muuttuu tuulennopeuden muuttuessa, joka vaikuttaa merkittävästi alhaisemmilla tuulennopeuksilla ympäristössä havaittavaan melutasoon. Äänitehotason vaihtelua tuulennopeuden mukaan ei ollut saatavilla. Laitosten suunnitellut sijainnit mallinnettiin tilaajan toimittaman tiedon perusteella. Laitosten napakorkeus on 140 m maanpinnan yläpuolella. Taulukko 6. Tuulivoimalaitosten koordinaatit (ETRS-TM35FIN) Tunnus X Y 1 441293 6847360 2 440793 6847334
TUULIVOIMALOIDEN MELUMALLINNUS 5 4. TULOKSET JA VERTAILU OHJEARVOIHIN 4.1 Mallinnustulokset Laskennalliset meluvyöhykkeet (A-painotettu äänitaso) on esitetty liitteen 1 melukuvassa. Melukuvassa olevat vyöhykkeet on laskettu maaperän vaikutuskertoimella G=0, joka yliarvioi melutasoja Kinkkulanmäen pohjoispuolella. Tästä syystä melukuvaa on merkattu myös mallinnusohjeistuksen mukaisella (maaston korkeuserot alle 40 m) maaperänvaikutuskertoimella G=0,4 lasketut melutasot kyseisillä suunnilla. Melukuvassa on esitetty mallinnustulokset ilman mitään mahdollisia häiritsevyys- tai muita korjauksia. Mallinnuksen mukaan vakituisella asutuksella tai yksittäisten loma-asuntojen kohdalla melutaso on alle 40 db ja loma-asuntoalueilla melutaso alittaa 35 db. 4.2 Melutasot verrattuna VNp 993/1992 melutason yleisiin ohjearvoihin Mallinnetut melutasot alittavat päiväajan ohjearvon 55 db ja yöajan ohjearvon 50 db asuintalojen ja vakituisen asutuksen seassa olevien yksittäisten loma-asuntojen kohdalla. Loma-asuntoalueilla melutaso alittaa päiväajan ohjearvon 45 db ja yöajan ohjearvon 40 db. 4.3 Melutasot verrattuna Ympäristöministeriön ohjeen "Tuulivoimarakentamisen suunnittelu" suunnitteluarvoihin VTT:n raportin mukaan suunnitteluohjearvoihin verrattaessa ei huomioida laskennan epävarmuutta, kun käytetään ohjeistuksen mukaisia vakioituja laskentaparametreja. Laskennan koko epävarmuus on tällöin sisällytetty melupäästön taattuun tai ilmoitettuun arvoon. Tässä mallinnuksessa käytetty melupäästön arvo ei ole Vestasin mukaan taattu melupäästöarvo, vaan vastaavan voimalaitoksen melupäästön perusteella arvioitu arvo. Vakituisella asutuksella ja yksittäisten loma-asuntojen kohdalla tuulivoimaloista aiheutuvat melutasot alittavat päiväajan suunnitteluohjearvon 45 db ja yöajan suunnitteluohjearvon 40 db. Tiheämmän loma-asutuksen kohdalla melutasot täyttävät loma-asumiseen käytettävien alueiden suunnitteluohjearvot päivällä (40 db) ja yöllä (35 db). 4.4 Häiritsevyyskorjaukset Ympäristöministeriön mukaan häiritsevyyskorjauksia (mahdollisen impulssimaisuuden, kapeakaistaisuuden tai erityisen voimakkaan amplitudimodulaation vuoksi) ei lisätä automaattisesti mitattuun tai laskettuun melutasoon, vaan ainoastaan siinä tapauksessa, että melun voidaan todeta olevan ko. kriteerit täyttävää. Tällaisia tilanteita esiintyy tyypillisesti vain poikkeavissa sääolosuhteissa ja niiden esiintyminen voidaan luotettavasti todeta ainoastaan mittauksilla. VTT:n raportissa (VTT-R-04565-13) esitetyn ja Ympäristöministeriön meluasiantuntija Ari Saarisen kannanoton mukaisesti kaavoitus-, YVA- ja rakennuslupavaiheen melumallinnuksessa ei tarkastella impulssimaisuuden tai amplitudimodulaation vaikutuksia. Koska nykyiset tuulivoimalaitokset eivät aiheuta merkittävää kapeakaistaista melua, kuten ei myöskään Vestasin arvion mukaan mallinnuksessa käytetty laitosmalli ja kun melun kapeakaistainen luonne tyypillisesti vielä vähenee etäisyyden kasvaessa melulähteestä kuuntelupisteeseen, ei tuulivoimamelun arvioida olevan kapeakaistaista tarkastelluilla (satojen metrien) etäisyyksillä. 4.5 Alueen yleiset tuuliolosuhteet ja niiden vaikutus melutasojen esiintyvyyteen Tuuliolosuhteet vaikuttavat tuulivoimalaitoksen meluntuottoon. Meluntuotto ei kasva lineaarisesti tuulennopeuden mukana ja äänitehotason voimistuminen pysähtyy tai alkaa laskea tyypillisesti noin 7-10 m/s tuulennopeudella. Hiljaisemmalla tuulennopeudella voimalaitoksen äänitehotaso on merkittävästi maksimiarvoa hiljaisempi. Tuulennopeus vaihtelee päivä- ja yöaikana ja hetkittäinen äänitaso ympäristössä vaihtelee sen mukaisesti. Mallinnuksen tulokset vastaavat keskiäänitasoja tilanteessa, jossa tuulennopeus on koko päivä- tai yöajan voimakasta. Todellinen päivä- ja yöajan keskiäänitaso laitosten ympärillä riippuu tarkastelujakson tuulisuudesta ja mallinnuksen mukaiset melutasot edustavat lähelle äänekkäintä mahdollista tilannetta.
TUULIVOIMALOIDEN MELUMALLINNUS 6 Kuva 1. Tuuliruusu Suomen Tuuliatlaksesta Tuulennopeuden ohella myös tuulensuunta vaikuttaa melun leviämiseen. Hankealueella vallitseva tuulensuunta on lounaan suunnasta. Tällöin mallinnuksen mukaisia melutasoja ympäristössä voi esiintyä useimmin voimaloiden koillispuolella.