Ympäristömelu Raportti PR-Y1698-4 Sivu 1 (9) Tilaaja: Turku 4.9.2013 Taru Feldt Hartola MELUN HUOMIOIMINEN TUULIVOIMALOIDEN SIJOITTAMISESSA Vesa Viljanen fyysikko, FM johtava ääniasiantuntija H E L S I N K I Porvoonkatu 9 A 00510 HELSINKI puh. 050 377 6565 www.promethor.fi T U R K U Rautakatu 5 A 20520 TURKU puh. 050 570 3476 promet@promethor.fi
Sisällysluettelo Tiivistelmä... 3 1 Suomessa annettuja ohjearvoja tuulivoimaloiden melulle... 4 2 Haminan Petkeleen meluselvitys... 5 2.1 Tausta... 5 2.2 Mitatut tuulivoimalat... 5 2.3 Mittauspaikat ja ajankohta... 5 2.4 Keskeisiä tuloksia... 6 2.5 Olosuhteet... 7 2.6 Haminan tuulivoimamelun tulosten tarkastelua... 7 3 Tuulivoimalamelun huomioiminen... 8 3.1 Tuulivoimalan häiritsevä melu... 8 4 Tuulivoimalan äänitasoarvot (Suomessa ja Ruotsissa)... 8 5 Yhteenveto... 9 6 Lisätietoa... 9 2
TIIVISTELMÄ Hartolan Purnuvuoren alueelle on suunnitteilla Ilmatar Hartola Oy:n kolmen tuulivoimalaitoksen rantaasemakaavan muutos. Ramboll Finland Oy on tehnyt alueelle melumallinnuksen 11.7.2013 (viite 82139678-02). Ramboll Oy:n lausunnossa tarkastellaan meluarvoja asuinalueilla melumallinnuksella ilman tuulivoimaloiden tyyppikohtaisia melupäästöjen lähtötietoja. Tuulivoimalan melumallinnuksessa lähtötietoina tulisi käyttää IEC standardin 61400 ed 3, 2012 annettujen ohjeiden mukaisia tyyppikohtaisesti mitattuja arvoja. Ramboll Oy on arvioinut lausunnossaan melutasot kahdella tuulivoimalan vaihtoehdolla, melupäästö L WA 104 db ja L WA 100 db tuulennopeudella 8 m/s 10 metrin korkeudella maanpinnasta. Nämä arvot eivät perustu mihinkään todelliseen tuulivoimalatyyppiin. Ramboll Oy:n tekemän mallinnuksen mukaan äänitehotasolla 104 db laskettuna Purnujärven rannalla sijaitsevien loma-asuntojen luona melutasot ovat luokkaa 35-38 db. Osa Purnujärven itärannan lomaasunnoista jää melun katvealueelle. Ramboll Oy:n mallinnuksen mukaan Kaitueen rannalla melutasot ovat 37 40 db ja Madeveden rannan loma-asutuksella 37-42 db. Itäpuolen lähimmillä vakituisella asuintalolla noin 42-43 db. Tässä lausunnossa tarkastellaan tuulivoimaloiden liittyviä melukysymyksiä ohjearvoihin (YM 4/2012) verrattuna. Lisäksi tarkastelun pohjana käytetään kesällä 2012 tekemäämme meluselvitystä Haminan Petkeleessä neljän teholtaan a 3 MW olevan tuulivoimalan ympäristössä. Lisäksi tässä selvityksessä oli mukana asuintalon makuuhuoneessa mitatut sisämelutasot. Meluselvityksen tilaajina olivat Ympäristöministeriö, Sosiaali- ja terveysministeriö, Kotkan, Haminan ja Loviisan kaupungit sekä Haminan Energia Oy ja VentusVis Oy. Raportti valmistui joulukuussa 2012 ja on saatavissa allekirjoittaneelta ja Ympäristöministeriöstä. Tämän lausunnon yhteenvedossa ehdotetaan Hartolan Purnuvuoren tuulivoimaloiden minietäisyydet lähimpiin asuinpiirien meluohjearvojen saavuttamiseksi. Minietäisyydeksi tulisi Purnuvuoren alueen ranta-asemakaavassa edellyttää 2 MW:n tai sitä suurempien nimellistehoisten tuulivoimaloiden sijoittamista vähintään 1,5 km etäisyydelle loma-asunnoista ennen kuin mallinnukset on tehty standardin (IEC 61400 ed 3) mukaisesti. 3
1 SUOMESSA ANNETTUJA OHJEARVOJA TUULIVOIMALOIDEN MELULLE Ympäristömelu Teollisuuden ja liikenteen (nykyisin myös tuulivoimaloiden) meluarviointiin sovelletaan lähtökohtaisesti Valtioneuvoston asetuksessa 993/1992 annettuja ohjearvoja. Nämä ohjearvot on tarkoitettu lähinnä kaavoitusta varten mitoittamaan teollisuus- ja liikennemelua. Asetuksen julkaisemisen aikoina (yli 20 vuotta sitten) Suomessa ei ollut käytössä tuulivoimaloita. Ympäristöministeriö on antanut tuulivoimaloiden melun suunnitteluohjearvolle suosituksia raportissa 4/2012 Tuulivoimalarakentamisen suunnittelu. Tässä raportissa meluohjearvot on esitetty 10 db ankarampina kuin asetuksessa (993/1992) annetut ohjearvot. Tuulivoiman melun ohjearvojen kiristämisen perusteena on ollut, että tuulivoiman melun on todettu olevan häiritsevämpää kuin esimerkiksi liikennemelu. Raportin 4/2012 melunohjearvoissa tuodaan esille myös matalataajuisen ja amplitudimoduloidun (jaksollisesti vaihtuva) melun huomioiminen. Matalataajuinen melu tarkoittaa äänenvoimakkuuksia, joiden taajuus on alle 200 Hz. Matalataajuisen melun ohjearvoja sovelletaan lähinnä sisämelun osalta ja ne on esitetty Asumisterveysohjeessa (Sosiaali- ja terveysministeriön oppaita 2003, 1). Sisämelu Sisämeluasiat kuuluvat terveyden näkökannalta Sosiaali- ja terveysministeriön vastuualueeseen ja muulta kannalta Ympäristöministeriölle. Asumisterveysohjeessa (STM ohje 1, 2003) annetaan asuntoon syntyville äänitasoille ohjearvot A- painotettuina keskiäänitasoina ja matalataajuisen melun ohjearvot esitetään terssikaistoittain tunnin keskiäänitasona (L eq,1h ). Päivä- ja yöajan melutasojen ohjearvot asunnoissa: L Aeq,07-22 L Aeq,22-07 Asuinhuoneet 35 db 30 db Mittaustulokseen lisätään ennen vertaamista ohjearvoihin tarvittaessa kapeakaistaisuuskorjaus K K = 3dB tai 6 db äänen erottumisesta riippuen. Lisäksi musiikin ja tuulivoimaloiden ja vastaavien melulähteiden aiheuttamalle yöajan klo 22-07 melun LAeq,1h tulee olla enintään 25 db. Tämä vaatimustaso on esitetty myös lausuntokierroksella olevassa asetusluonnoksessa. Lisäksi asetusluonnoksessa on matalataajuiselle sisämelulle esitetty alla olevat rajaarvot. Taulukossa 1 on esitetty muusta melusta erottuvan pieni(matala)taajuisen yöaikaisen melun ohjeelliset terssikaistakohtaiset enimmäisarvot tiloille, joissa nukutaan. Ohjearvojen tärkeimpänä kriteerinä on se, että melu ei vaikeuttaisi nukahtamista. 4
Taulukko 1. Pienitaajuisen melun suurimmat sallitut terssikaistakohtaiset ohjearvot tunnin keskiarvona (L eq,1h ). Asumisterveysohje (STM ohje1:2003). Huom. Asetus lausuntokierroksella. Kaista / Hz 20 25 31,5 40 50 63 80 100 125 160 200 L eq,1h / db 74 64 56 49 44 42 40 38 36 34 32 Taulukon arvoihin ei tehdä kapeakaistaisuus- eikä impulssikorjausta 2 HAMINAN PETKELEEN MELUSELVITYS Tausta Haminan Petkeleen alueella sijaitsevien neljän tuulivoimalan (à 3 MW) aiheuttamaa ympäristö- ja sisämelua selvitettiin kesällä 2012. Meluselvittämisen perusteena oli asukasvalitukset. Asukkaat olivat kokeneet osittain ulkona mutta pääasiallisesti sisätiloissa epämääräisen tuntuista melua. Melun häiritsevyyden he yhdistivät alueelle 2010 rakennettuihin tuulivoimaloihin. Häiritsevyys tuli esille lähinnä voimakkaan tuulen aikana. Asukkaat toivat esille myös melun haittaavan unensaamista. Asukkaat olivat tehneet valituksia terveys- ja ympäristöviranomaisille. Asunnot sijaitsivat noin 1,1 kilometrin etäisyydellä lähimmästä tuulivoimalasta. Alueella sijaitsevien tuulivoimaloiden melun selvittämiseksi tehtiin meluselvitysprojekti. Projektin partnereina olivat Ympäristöministeriö, Sosiaali- ja terveysministeriö, Haminan, Kotkan ja Loviisan kaupungit sekä Haminan Energia Oy ja VentusVis Oy. Selvityksen teki Promethor Oy. Loppuraportti luovutettiin 20.12.2012 ja se on saatavissa allekirjoittaneelta. Seuraavassa on esitetty selvitykseen liittyviä keskeisiä tekijöitä. Mitatut tuulivoimalat Tarkasteltavat tuulivoimalat olivat Hamina Energia Oy:n omistuksessa olevia nimellisteholtaan kolmen megawatin (3 MW) voimaloita. Alueelle oli sijoitettu neljä samanlaista voimalaa n. 0,5 km etäisyydellä toisistaan. Voimaloiden tyyppimerkintä on WinWinD3 D100 H100 ja valmistaja WinWind Oy. Voimalat ovat ns. ylävirtakoneita, joissa roottori toimii maston ylävirtapuolella. Napakorkeus on 100 m ja roottorien halkaisija on 100 m. Voimalan roottorin maksimikierrosnopeus on 15 kierrosta minuutissa (RPM). Voimaloiden tornirakenne on alaosasta betoninen lieriö ja yläosasta teräsrakenteinen lieriö. Mittauspaikat ja ajankohta Mittauspaikat olivat lähimmästä voimalasta noin 600 metrin ja 1100 metrin etäisyydellä. Mittaukset tehtiin sekä ulkona että sisätiloissa. Lähimpänä (600 m) sisämittaukset tehtiin työmaatilassa (vrt. lomaasunto) ja kauempana (1100 m) sisämittaukset tehtiin vakituisen asunnon makuuhuoneessa. 5
Mittaukset toteutettiin ulko- ja sisämelumittaukselle voimassaolevien standardien ja ohjeiden mukaisesti. Mittaukset tehtiin kesäaikana 6.6. 10.8.2012. Raporttiluovutettiin tilaajille 28.11.2012. Keskeisiä tuloksia Taulukossa 2 on esitetty A-painotettu kokonaisäänitaso 50 metrin etäisyydellä tuulivoimalasta roottorin pyörimisnopeudesta (tuulesta) riippuvana. Taulukko 2. Roottorin eri pyörimisnopeuksilla mitattu A-painotettu kokonaisäänitaso 50 metrin etäisyydellä tornista. Mittauskorkeus 2 metriä. Tulokset kuvaavat äänitason muutosta kierrosluvun kasvaessa. Roottorin pyörintänopeus Tuulen nopeus A-painotettu kokonaisäänitaso 6rpm 4,7 m/s 45 db (A) 11 rpm 8,3 m/s 50 db (A) 15 rpm (max) 10,0 m/s 59 db (A) Seuraavana olevassa kuvassa 1 on esitetty A-painotetut äänitasot terssikaistoittain roottorin eri kierrosnopeuksilla 6, 11 ja 15 rpm (maksimi). Terssikaistalla f= 125 Hz (100 Hz) havaittava pienitaajuinen ääni syntyy maksimikierroksilla. Kuva 1. 6
Äänitaso [db] Tuulen nopeus [m/s] // Voimalan 2 teho [MW] Melun huomioiminen tuulivoimaloiden sijoittamisessa Kuvassa 2. on esitetty terssikaistan f= 125 Hz äänitaso (säkkärä siniviivoitus asunnossa ja työmaatilassa), ajan muuttuessa sekä oikeassa pystyakselilla on esitetty tuulen nopeus (musta pykäläviivoitus) ja voimalan teho (sininen pykäläviivoitus). Lisäksi kuvaan on piirretty punaisella Asumisterveysohjeen terssikaistan 125 Hz ohjearvo (36 db). HUOM. Voimala käy nimellistehollaan (tuulen nopeus 9 m/s). Äänitaso terssikaistalla f = 125 Hz mittauspisteissä 9.-10.6.2012 60 14 50 12 40 30 10 8 6 Mp1sisä, 125 Hz Mp2sisä, 125 Hz Tuuli (m/s) 20 Asunto, 1.1 km 4 Voimalan 2 teho (MW) 10 Labratila, 0.6 km 2 0 0 20:00 21:00 22:00 23:00 0:00 1:00 2:00 Kuva 2. Terssikaistan 125 Hz äänitaso (sininen säkkyräviiva) ajasta riippuvana. Alempi on mitattu asunnon makuuhuoneessa (etäisyys voimalaan 1100 m) ja ylempi säkkyräviiva työmaatilassa (etäisyys voimalaan 600 m). Punainen vaakaviiva esittää Asumisterveysohjearvoa 36 db/125 Hz. (Labratila = työmaatila = kesäasunto ) Olosuhteet Tuulen nopeusjakautuma mittausajanjaksona 6.6. 10.8.2012 aikana: tuulen nopeus ylitti 10 m/s noin 12 % kokonaisajasta. Voimalat käyvät nimellistehollaan tuulen nopeuden ylittäessä 9 m/s. Sääolosuhteet on esitetty yksityiskohtaisesti loppuraportissa. Haminan tuulivoimamelun tulosten tarkastelua Asukkaiden kokema meluhaitta liittyy mitattujen tuulivoimaloiden synnyttämän matalataajuisen (terssikaista f = 125 Hz) melun esiintymiseen varsinkin asunnon sisätiloissa. Tehtyjen mittausten mukaan asunnon makuuhuoneessa valitsee asumisterveysohjeen ohjearvojen tasoinen äänitaso terssikaistalla f = 125 Hz (vrt. kuva 2) Lisäksi tämä äänitaso on ajallisesti vaihteleva (amplitudimoduloitu), mikä korostaa häiritsevyyden tunnetta. Tällainen matalataajuinen sykkivä äänitaso esiintyy tuulivoimalan toimiessa täydellä teholla (3 MW). Työmaatilassa (kuvaa loma-asuntoa) terssikaistalla f = 125 Hz äänitaso ylittää selkeästi Asumisterveysohjeessa annetun ohjearvon noin 12 db:llä. Mittaajan aistimuksen mukaan tällainen matalataajuinen äänitaso tuntuu erittäin häiritsevältä. Tällainen häiritsevä melu syntyi Haminan tuulivoimaloissa niiden käydessä täydellä teholla (n. 3 MW). Tällöin mm. maston kautta välittyy matalataajuinen sykkivä ääni. Kuvasta 1 käy selville, että tämä terssikaista f = 125 Hz ei tule esille kierrosnopeudella 11 rpm ja pienemmillä kierrosnopeuksilla. Kierrosnopeu- 7
den kasvaessa maksimiin (15 rpm, teho 3 MW) esiintyy ääntä selkeästi terssikaistalla f = 125 Hz (myös 100 Hz). Täyden tehon käynti saavutetaan yli 9 m/s tuulenvoimakkuudella. Tämän suuruista tuulta oli mittausajasta noin 10 %. Tällainen voimakas tuuli voi kestää 1-2 tuntia ja sitten vaimentua. Toisaalta voimakas tuuli voi vallita useita päiviä peräkkäin kuten viime syksynä 2012. 3 PURNUVUOREN TUULIVOIMALAMELUN MALLINTAMINEN Ramboll Finland Oy tekemässä melumallinnusraportissa (11.7.13, viite 82139678-02) käytetyt laskenta-arvot eivät perustu standardin (IEC 61400-11) mukaisesti määritettyihin tyyppikohtaisiin tuulivoimaloiden melun päästöarvoihin. Lausuntoa voidaan pitää tarkoituksenhakuisena. Huomioitavaa on, että lausunnon vastuuhenkilö Janne Ristolainen on ollut asiantuntijana VTT:n melun ohjetyöryhmässä. Jostain syystä todellisia tuulivoimalan lähtötietoja ja mallinnuksia ei haluta tuoda kuntien politiikkojen ja viranomaisten päätöksenteon pohjaksi asiantuntijakonsulttien taholta. Tuulivoimalan häiritsevä melu Tehdyn tuulivoimaloiden meluselvityksen (Hamina, WinWinD 3 MW) mukaan häiritsevää melua syntyy vasta tuulivoimalan toimiessa nimellistehollaan. Täyden tehon saavuttaminen edellyttää, että tuulen nopeus ylittää 9 m/s. Melun häiritsevyys korostuu sisätiloissa. Häiritsevän melun syyksi Haminan kohteessa osoittautui matalataajuinen terssikaistalla f = 125 Hz esiin tullut äänitaso täyden tehon (15 rpm kierrosluvun) vallitessa (vrt. kuvat 1 ja 2). Haminassa tehdyn tuulimittausten mukaan yli 9 m/s tuulta esiintyi noin 12-15 % mittausjakson (6.6.- 10.8.2012) välisenä aikana. Tuuli oli ajoittain jaksoittaista muutamia tunteja vuorokaudessa ja osittain myös yhtäjaksoisena päivän parin kestävänä. Lupamenettelyissä ei ole huomioitu täydellä teholla käyvien tuulivoimalaitosten äänisisältöä eikä varsinkaan matalataajuisten äänien osalta. Matalataajuinen ääni tarkoittaa tuulivoimaloiden äänentuoton tarkastelussa taajuuksien f = 20 200 Hz välillä esiintyviä äänenpaineita. Huomioitavaa on, että tuulivoimalat eivät synnytä häiritsevää infraääntä. Infraääni tarkoittaa taajuuksilla f< 20 Hz esiintyviä äänenpainetasoja (yli 120 db). 4 TUULIVOIMALAN ÄÄNITASOARVOT (SUOMESSA JA RUOTSISSA) Tuulivoimaloiden äänitasot ilmoitetaan A-äänitason keskiäänitasoina erikseen päivä- ja yöarvona (L Aeq,7-22 tai L Aeq,22-7 ). Tällainen tuulivoimamelun esittäminen päivä- ja yöaikaisina A-painotettuina keskiäänitasoina ei tuo esille mahdollista tuulivoimalan tuottaman melun häiritsevyyttä. Asettamalla keskiäänitason arvot riittävän matalaksi, kuten Ympäristöministeriö suosituksissaan esittää, hallitaan myös paremmin häiritsevien äänien osuus. Ruotsissa on voimassa omat ohjearvot tuulivoimamelulle asuin- ja lomakiinteistöalueille. Asuinkiinteistölle se on 40 db (A) ja lomakiinteistölle 35 db (A). Pientaajuiselle melulle on voimassa ohje, jossa melua on tutkittava tarkemmin, jos epäillään, että meluherkässä kohteessa C- ja A-painotettujen äänenvoimakkuuksien ero on suurempi kuin 15 db tai yhtä suuri (L pc L pa 15 db). 8
Nämä Ruotsin arvot vastaavat melko hyvin Ympäristöministeriön ehdottamia ohjearvoja (raportti 4/2012), jos mukaan huomioidaan Asumisterveysohjeessa annetut matalataajuisen melun arvot. 5 YHTEENVETO Ramboll Oy:n lausunnossa esitetyn melumallinnustiedon perusteella Hartolan kunnan politiikoilla eikä kaavoitusviranomaisilla ole käytettävissä riittäviä tietoja ympäristö- ja sisämelusta Purnuvuoren asuinalueen kaavamuutoksen päätöksentekoa varten. Melumallintamista ei voida tehdä tietämättä tulevien voimaloiden tehoja ja tyyppejä sekä standardin (61400-11) mukaisten äänipäästöjen tuntemusta. Näin ollen tehtyä lausuntoa voidaan pitää täysin puutteellisina Purnuvuoren tuulivoimaloiden meluarvioinnin kannalta. Johtopäätös: Purnuvuoren tuulivoimalat tulisi sijoittaa 1,5 kilometrin etäisyydelle loma- ja asuinkiinteistöistä melusta annettujen ohjearvojen täyttymiseksi ennen kuin on saatu luotettavat melutakuutiedot suunnitelluista tuulivoimaloista. 6 LISÄTIETOA Vesa Viljanen Promethor Oy puh. 040 5007380 sp.vesa.viljanen@promethor.fi 9