SUUNNITTEU JA TEKNIIKKA OTSOTUUI OY Mikonkeitaan tuulivoimaloiden matalataajuinen melu Raportti FCG SUUNNITTEU JA TEKNIIKKA OY P20181
Raportti 1 (6) Mauno Aho Sisällysluettelo 1 Säädökset... 1 2 ähtötiedot... 2 3 Menetelmät... 2 4 Tulokset... 4 iitteet: Kohdekortit 24 kpl
FCG SUUNNITTEU JA TEKNIIKKA OY Raportti 1 (5) Mikonkeitaan tuulivoimaloiden matalataajuinen melu 1 Säädökset Ympäristömelun yleiset ohjearvot on määritelty Valtioneuvoston päätöksessä 993/1992. Taulukko 1: Yleiset melutasojen ohjearvot Ulkona (VNp 993/1992) Aeq, klo 7-22 Aeq, klo 22-7 Asumiseen käytettävät alueet, virkistysalueet taajamissa ja niiden välittömässä läheisyydessä sekä hoito- tai oppilaitoksia palvelevat alueet 55 db 1) 2) 50 db oma-asumiseen käytettävät alueet, leirintäalueet, taajamien ulkopuoliset virkistysalueet ja luonnonsuojelualueet 45 db 3) 4) 40 db Sisällä Asuin, potilas ja majoitushuoneet 35 db 30 db Opetus ja kokoontumistilat 35 db - iike ja toimistohuoneet 45 db - 1) Uusilla alueilla on melutason yöohjearvo kuitenkin 45 db. 2) Oppilaitoksia palvelevilla alueilla ei sovelleta yöohjearvoa. 3) Yöohjearvoa ei sovelleta sellaisilla luonnonsuojelualueilla, joita ei yleisesti käytetä oleskeluun tai luonnon havainnointiin yöllä. 4) oma-asumiseen käytettävillä alueilla taajamassa voidaan kuitenkin soveltaa asumiseen käytettävien alueiden ohjearvoja. Näiden lisäksi Sosiaali- ja terveysministeriön antamassa Asumisterveysohjeessa: 2003 on määritelty matalataajuisen melun ohjearvot asuinhuoneissa. Taulukko 2: Matalataajuisen melun ohjearvot asuinhuoneissa ilman taajuuspainotusta Terssikaista Hz 20 25 31,5 40 50 63 80 100 125 160 200 Keskiäänitaso Zeq,1h, db Edellisestä laskettu keskiäänitaso A- painotettuna Aeq,1h, db 74 64 56 49 44 42 40 38 36 34 32 24 19 17 14 14 16 18 19 20 21 21 Ympäristöministeriön ohje 4/2012 Tuulivoimarakentaminen ehdottaa asetuksessa määrättyjä tiukempia ohjearvoja tuulivoimamelulle. Taulukko 3: YM ohje 4/2012 ehdotus tuulivoimamelun ohjearvoiksi Ulkona Aeq, klo 7-22 Aeq, klo 22-7 Asumiseen käytettävät alueet, virkistysalueet, lomaasumisalueet taajamissa 45 db 40 db oma-asumiseen käytettävät alueet taajamien ulkopolella, leirintäalueet ja luonnonsuojelualueet 40 db 35 db 1) muilla alueilla ei sovelleta ei sovelleta 1) Yöohjearvoja ei sovelleta luonnonsuojelualueilla, joita ei yleisesti käytetä luonnon tarkkailuun tai oleskeluun yöaikaan Oikeuskäytännössä ne kuitenkin häviävät asetustasoisille määräyksille ohjearvoista.
FCG SUUNNITTEU JA TEKNIIKKA OY Raportti 2 (5) 2 ähtötiedot Tuulivoimaloiden melupäästötiedot saatiin valmistajalta. Saatu aineisto ei kuitenkaan kattanut alle 63 Hz taajuuksia ja se oli ainoastaan oktaavikaistoittain. Siksi ensin laskettiin meluspektrin arvot oktaaveittain ilman A-taajuuspainotusta. Tämän avulla laskettiin interpoloimalla terssiarvot siten, että kunkin oktaavin kokonaistaso pysyi samana. Edelleen laskettiin ekstrapoloimalla taajuuksien 20-63 Hz terssitasot. Ekstrapolointi voidaan tehdä, sillä painottamaton terssispektri noudattaa melko hyvin 1/f n jakaumaa, mikä on tyypillinen jaksoittaista pulssia synnyttävän lähteen aikaansaama spektri. Kuvaaja 1: Voimalan melupäästö ilman taajuuspainotusta Terssin melupäästö w db 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Painottamaton arvioitu melupäästö Nordex N117/2400 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 Terssin keskitaajuus Hz Oktaavitasoist a lineaarisesti inter/ekstrapol oitu w tersseittäin ilman painotusta Painottamaton oktaavitaso 3 Menetelmät Ympäristöministeriön asettama työryhmä laati vuonna 2013 ohjeistuksen tuulivoimamelun mittaamisesta ja laskennallisesta selvityksestä. Ehdotus on VTT raportissa VTT-R-04565-13 Ehdotus tuulivoimamelun laskentalogiikkaan ja parametrien valintaan. Ympäristöministeriön ohje 2/2014 Tuulivoimaloiden melun mallintaminen ei tässä työssä aiheuta muutoksia VTT raportin menetelmiin ja siten tässä työssä ennen ohjeen voimaantuloa VTT raportin mukaisesti lasketut tulokset noudattavat myös ohjetta 2/2014. VTT raportissa VTT-R-04565-13 esitetyn ehdotuksen mukaisin menetelmin on laskettu tässä työssä tuulivoimaloiden aiheuttama melu sekä myös erikseen matalataajuinen melu. Menetelmä sisältää oletuksen rakennusten ulkovaipan ääneneristävyydestä. Koska etenkin loma-asunnoissa on ääneneristävyydessä suuria vaihteluita, on arviointiin lisätty myös äänitason vertailu ohjearvoon rakennuksen ulkopuolella. Ihmiskorva ei toimi matalilla taajuuksilla ja äänenvoimakkuuksilla lineaarisesti. Matalat ja korkeat äänet aistitaan yleensä keskitaajuisia ääniä heikommin. Tätä varten äänitason mittaamisessa käytetään A-painotusta, joka noudattelee melko hyvin ihmiskorvan samanvoimakkuuksisiksi kokemien eri taajuisten äänien äänitasoa. Oheisessa käyrästössä on esitetty äänitasoja ilman A-painotusta matalilla
FCG SUUNNITTEU JA TEKNIIKKA OY Raportti 3 (5) äänillä. Tumman vihreä käyrä alimpana on ihmisen kuulokynnys, jota heikompia ääniä ei havaita eikä niillä ole tutkimuksissa todettu olevan muutakaan vaikutusta ihmiseen. Muut vihreät ja siniset käyrät ovat vakioäänekkyyskäyriä. Esimerkiksi 40 db vakioäänekkyyskäyrä kuvaa eri taajuuksilla äänenvoimakkuuden, joka aistitaan yhtä voimakkaaksi kuin 40 db ääni 1 khz taajuudella. Käyrät ovat 10 db välein, mutta lähenevät toisiaan matalilla taajuuksilla. Siten esimerkiksi ihmisen kuuloalueen alarajana yleensä pidetyn 20 Hz kohdalla heikoimman kuultavan äänen taso on liki 80 db mutta tätä vain 20 db voimakkaampi ääni aistitaan 40 db voimakkaammaksi. Ilmiö on tunnettu viime vuosisadan alkupuolelta ja esimerkiksi jo tuolloin radiovastaanottimiin tehtiin oudness-kytkentä, jolla pienillä äänenvoimakkuuksilla voitiin voimistaa matalia ääniä ja musiikki saatiin kuulostamaan luonnolliselta, kun ilman kytkentää bassoäänet kuuluivat liian heikosti. Kuvaaja 2: Matalien äänien vakioäänekkyyskäyriä ja Stm Asumisterveysohjeen ohjearvot 120 Terssin painottamaton äänitaso db 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 Stm Asumisterveysohje db Kuulokynnys matalilla taajuuksilla 10 db vakioäänekkyyskäyrä 20 db vakioäänekkyyskäyrä 0 20 25 31,5 40 50 63 80 100 125 160 200 Terssin keskitaajuus, Hz A-painotus pienillä äänenvoimakkuuksilla liioittelee matalien äänien vaikutusta mutta suurilla äänenvoimakkuuksilla, kuten räjähdyksistä tulee, vähättelee. Tuulivoiman ympäristömelun arvioinnissa nykyisten ja ehdotettujen ohjearvojen kanssa A- painotus on käyttökelpoinen. Koska A-painotus perustuu standardiin, voidaan äänitaso tersseittäin tai oktaaveittain muuntaa painotetuksi tai painottamattomaksi tarpeen mukaan. Sosiaali- ja terveysministeriön Asumisterveysohjeessa annetut ohjearvot matalataajuiselle äänelle pätevät asuinhuoneissa ja on annettu ilman A-painotusta. Kuten oheisesta käyrästöstä havaitaan, on ohjearvo 200Hz taajuudella noin 15 db äänekkyystasolla, mutta 50 Hz ja sen alle vaaditaan jo äänen kuulumattomuutta.
FCG SUUNNITTEU JA TEKNIIKKA OY Raportti 4 (5) 4 Tulokset Esitetyllä voimalatyypillä ja voimaloiden sijoituksilla ei yhdessäkään asuinkiinteistössä asuinhuoneille asetettu matalien taajuuksien ohjearvo ylittynyt, vaan kaikissa matalien taajuuksien äänitasot ovat selvästi, vähimmilläänkin noin 10 db alle ohjearvon. Voimakkaimmin kaikissa rakennuksissa sisälle näiden laskelmien mukaan kuuluu 50 Hz terssi, jonka äänitaso jää pahimmillaankin noin 10 db alle sille annetun ohjearvon. Matalien äänien äänitaso on kaikissa rakennuksissa pahimmillaan kuulokynnyksen tasoa, voimakkaimmillaan näiden laskelmien mukaan 200 Hz taajuudella 1 db alle kuulokynnyksen. Jos matalien äänien voimakkuutta arvioidaan rakennusten ulkopuolella, ovat matalien äänien äänitasot pahimmillaan alle 4 db sisäohjearvon yläpuolella taajuudella 100 Hz ja äänekkäimmin kuuluu 200Hz terssi, sekin alle 20 db äänenvoimakkuutta vastaavana. Taulukko 4: Äänekkäimpien terssien tasot verrattuna Stm Asumisterveysohjeen ohjearvoihin ja kuulokynnykseen Äänitaso ulkona Äänitaso Kuuluvuus Rakennus ohjearvo Hz ohjearvo Hz kuulokynnys Hz A omarakennus (Tönijärvi) -7,0 80-20,0 50-14,6 160 B omarakennus (Tönijärvi) -6,5 80-19,6 50-14,0 160 C omarakennus (Tönijärvi) -5,7 80-18,8 50-12,9 160 D Asuinrakennus (Rantamäki) -5,4 80-18,5 50-12,6 160 E omarakennus (Stora -2,8 80-16,0 50-9,3 200 F omarakennus (Stora -2,3 80-15,5 50-8,6 200 G omarakennus (Stora -1,3 80-14,6 50-7,3 200 H omarakennus (Stora -0,7 80-14,0 50-6,6 200 I omarakennus (Stora -0,1 80-13,5 50-5,9 200 J Asuinrakennus (Sandvik) 1,3 100-12,0 50-4,1 200 K omarakennus (Kaakkoolammi) -0,7 80-14,0 50-6,4 200 omarakennus (Kaakkoolammi) -0,5 80-13,9 50-6,3 200 M omarakennus (Kaakkoolammi) -0,1 80-13,4 50-5,7 200 N Asuinrakennus (Gransten) 2,5 100-10,9 50-2,7 200 O Asuinrakennus (Bergvik) 2,4 100-11,0 50-2,9 200 P omarakennus (illa -0,1 80-13,5 50-6,0 200 Q omarakennus (illa 0,1 80-13,2 50-5,7 200
FCG SUUNNITTEU JA TEKNIIKKA OY Raportti 5 (5) Äänitaso ulkona Äänitaso Kuuluvuus Rakennus ohjearvo Hz ohjearvo Hz kuulokynnys Hz R omarakennus (illa 0,7 80-12,7 50-4,9 200 S Asuinrakennus (Kallioniemi) 3,6 100-9,9 50-1,5 200 T Asuinrakennus (Kivistö) 3,6 100-9,9 50-1,5 200 U Asuinrakennus (Peltomaa) 3,8 100-9,7 50-1,4 200 V Asuinrakennus (Vaarainkorpi) 3,0 100-10,5 50-2,3 200 W Asuinrakennus (Korpela) -7,5 50-20,5 50-15,2 160 X Asuinrakennus (Korkiaharju) -8,6 50-21,6 50-16,6 125 Yksityiskohtaiset tulokset ovat rakennuksittain tarkasteltavissa liitteenä olevissa kohdekorteissa. Hyväksynyt: Jakob Kjellman toimialajohtaja, MMM aatinut: Mauno Aho projektipäällikkö, insinööri