Tuulivoimaloiden melun mallinnus, mittaaminen ja tulosten vertailtavuus Meluntorjuntapäivät 2015 Mauno Aho
Tuulivoimaloiden melun mallinnus ja mittaus Mallinnus Ympäristöhallinon ohjeen 2/2014 mukaisesti Erot aiempiin menetelmiin Erityispiirteitä Mittaukset altistuvassa kohtessa ohjeen 4/2014 mukaisesti Menetelmävaatimuksia Sanktioiden määrittely Erityispiirteitä Miten vertailla tuloksia 20.3.2015 Page 2
Laskentaepävarmuus, sanktiot Ohjeen mukaan YVAssa, kaavoituksessa ja rakennusluvassa ISO9613-2 (G=0.4/0, h r =4m, +15 C, RH 70%, C met =0) Ilmoitettu melupäästö sisältää mahdolliset sanktiot Impulssimaisuus ja amplitudimodulaatio Näitä ei käsitellä laskennassa Kapeakaistaisuus/tonaalisuus on tarkasteltava Tonaalisuus valmistajan ilmoituksen mukaan Kapeakaistaisuus terssispektristä Menetelmän laskentaepävarmuus sisältyy melupäästöön Ympäristöluvassa NORD 2000 (maavaikutus A-G, h r = 2m, +15 C, RH 70%, z 0 =0,05, turb. =0, dt/dh=0, C met =0) Myös impulssimaisuus ja amplitudimodulaatio käsiteltävä 20.3.2015 Page 3
Melupäästö Melupäästö tuulen nopeudella 8m/s, h=10m Takuuarvo, tunnusarvo, arvioitu taso? Valmistajilta saa harvoin takuuta spektriin, vaikka L WA on taattu IEC 61400-14 L WAd =L WA + 2 db Sama turbiinimalli, eri taajuussisältöjä, yhdessä L WA = 107,8 db, muissa L WA = 107,5 db 20.3.2015 Page 4
Esimerkki spektrin vaikutuksesta Laskentatulokset ISO9613-2: hh=137m, d=1008 m, G=0,4, hr=4m, +15 C, RH 70%, tasainen maa Emissio L, db 11/2014, 107,8 db 34,27 8/2014, 107,5 db 34,22 12/2013, 107,5 db 34,24 2/2014, 107,5 db 34,37 1/2013, 107,5 db 34,85 1/2014 107,5 db 34,30 20.3.2015 Page 5
Matalataajuisen melupäästön arvioiminen Jos melupäästötieto tersseittäin 20Hz-200Hz puuttuu Terssitasot voi interpoloida Puuttuvat taajuudet voi ekstrapoloida Inter/ekstrapoloinnit taajuuspainottamattomilla arvoilla Vertailu kohinaan Vaaleanpunainen (1/f) : terssitasot vakio Punainen (Brown, 1/f 2 ) = terssitasot laskevat 3 db /oktaavi Melupäästötiedoista arvioiden terssitasot laskevat yleensä alle 4 db/oktaavi Esimerkkeinä kaksi inter/ekstrapolointia Kummassakin LWA 107,5 db (11.2.2014 ja 26.8.2014) Ero ilmoitettuun terssittäiseen tasoon [-4.3 db,+1,56 db] Spektrissä olevat piikit selittävät ylitykset 20.3.2015 Page 6
Esimerkkispektri 1 20.3.2015 Page 7
Esimerkkispektri 2 20.3.2015 Page 8
20 25 31,5 40 50 63 80 100 125 160 200 250 315 400 500 630 800 1000 1250 1600 2000 2500 3150 4000 5000 6300 8000 10000 12500 16000 20000 Mauno Aho RH= 70%,T= +15 C Laskentaparametrit, sääolot Muilla arvoilla absorptio on yleensä suurempi 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 db/km T C, RH % -20 70 % -15 70 % -10 70 % -5 70 % 0 70 % 5 70 % 10 70 % 15 70 % 20 70 % -20 90 % -15 90 % -10 90 % -5 90 % 20.3.2015 Page 9
ISO9613-2 ja parametrien vaikutus Esimerkki 1: ISO9613-2 G= 0,4 ja 4 m laskentakorkeus (ohjeen mukainen) L Aeq = 35 db (34,85 db) G= 0,4 ja laskentakorkeus 2 m L Aeq = 34 db (34,17 db) G= 1 ja laskentakorkeus 2 m (muiden melulähteiden mukainen käytäntö) L Aeq = 31 db (31,25 db) Ero oikeaan menettelyyn -3,6 db Käyrää esimerkissä olisi siirrettävä noin 1,5-kertaiselle etäisyydelle! Esimerkki 2: ISO9613-2 ohjeen mukaisesti vs Nord 2000 Samat lähtötiedot, laskenta NORD2000-mallilla ilman sääkorjausta ISO9613-2 : L Aeq = 38 db NORD 2000: L Aeq = 36 db 20.3.2015 Page 10
ISO 9613-2 vs NORD 2000 20.3.2015 Page 11
Muita huomioitavia Ohjeen mukaisesti tulee enintään 3 km etäisyydellä melupäästöön lisätä 2 db, jos tuulivoimalan kohdalla maanpinta yli 60m altistuvan kohteen maanpintaa korkeammalla. A: 2800m, korkeusero 55m, L Aeq = 21,7 db B: 2900m, korkeusero 65m, L Aeq = 23,2 db C: 3100m, korkeusero 65m, L Aeq = 20,4 db 20.3.2015 Page 12
Matalataajuisen melun laskenta Ohjeessa 2/2014 laskentakaava ja parametrit Huom! G=0, jos etäisyys rantaan on korkeintaan 200 m Kaava antaa laskentatuloksen rakennuksen ulkopuolelle Asumisterveysohjeen ohjearvot asuinhuoneille Ääneneristävyden arviointi Ääneneristysluku koskee vain taajuusaluetta 100-3150 Hz DSO1284 arvot Yksittäistapauksissa voi olla huonompi Huonemoodit voivat vahvistaa 1. moodi yleensä alle 70 Hz 20.3.2015 Page 13
Esimerkki laskentatuloksesta 20.3.2015 Page 14
Melun mittaaminen altistuvassa kohteessa Ohjeen 4/2014 vaatimukset mittauskalustolle Sääasemalle tiukat vaatimukset: tuulimittarin tarkkuus ±0,2 m/s alueella 4 12 m/s tuulen suunta ±5 kompassin eranto voi olla 6 14 paikkakunnasta riippuen Lämpötilagradientin ([dt/dz]<0,05 C/m mittaus kenttälaitteilla (10m masto) käytännössä mahdotonta Käytettävä oletuksia IEC 61672 luokka 1 mittari Taajuusvaste 4Hz asti Mittaussignaali tallennettava äänesmäisyyden, iskumaisuuden ja sykinnän määrittämistä varten Tallentimen ominaisuudet? Vain osalla mittaritoimittajista sovellukset tonaalisuuden ja iskumaisuuden arviointiin Ei valmiita sovelluksia amplitudimodulaation analysointiin 20.3.2015 Page 15
Mittauksen virhelähteitä Tuulen kohina mikrofonissa pystyttävä eliminoimaan Mittauksia tehdään myös ohjeen 1/1995 mukaisia suuremmilla tuulennopeuksilla Sekundäärituulisuoja tai maassa oleva mittauslevy Sisämelumittauksissa mitattava hyvin matalia äänitasoja Asumisterveysasetuksen luonnoksessa taustasta erottuvalle tuulivoimalamelulle on esitetty 25 db ohjearvoa. Jos melussa on äänesmäisyyttä, kapeakaistaisuutta, iskumaisuutta tai sykintää, huomioitava sanktiot. Ääritapaus, jos kaikki sanktiot yhdistetään (RMS), äänitaso ei saa ylittää 25dB - 8,7 db= 16,3 db Mittausmikrofonin ja esivahvistimen oma kohina asettaa alarajan noin 17 db Huonemoodit Mittausmenettely poikkeaa ISO16283-1 menettelystä 20.3.2015 Page 16
Tuulen taustakohina Kaksi kahden viikon yhtäjaksoista mittausta Kolme mittauspistettä, normaali tuulisuoja Tuloksissa mukana vain tunnit, jolloin mittauspisteiden keskiäänitasojen hajonta alle 3 db Helmi-maaliskuu 2014 kesäkuu 2014 20.3.2015 Page 17
Mihin verrata tuloksia? Asumisterveysasetus yhä edelleen luonnos Asetus tuulivoimaloiden melun ohjearvoiksi?.?.2015 Ovatko ohjeen 4/2012 ehdottamat ohjearvot yhä soveltuvia? 20.3.2015 Page 18
Mallinnusohjeistus selkeä Yhteenveto Erityistapaukset käsiteltävä erikseen Sisämelutason arviointi matalimmilla taajuuksilla voi olla epävarma Voimalavalmistajilta saatava melupäästön takuuarvot tersseittäin Mittausten suoritus muita melulajeja vaativampaa Tuloksia tarvitaan oikeilla tuulennopeuksilla Analysoinnit mittaussignaalista Vaatimukset mittauskalustolle Ohjearvoista oletuksia jopa viranomaislausunnoissa 20.3.2015 Page 19
Kiitos! 20.3.2015 Page 20