Lågfrekvent buller från vindkraftverk

Transkript

1 Lågfrekvent buller från vindkraftverk Mätning och modellering i bostadsrum med avseende på ljudutbredning och ljudisolering PER LINDKVIST Master s Thesis at ÅF-Ingemansson / MWL Supervisors: Martin Almgren, ÅF-Ingemansson / Karl Bolin, MWL Examiner: Mats Åbom, MWL TRITA-AVE 2010:15

2

3 Sammanfattning Ljud från vindkraftverk i närheten av bostäder bör enligt Naturvårdsverkets rekommendationer inte överstiga frifältsvärdet 40 db(a). Vidare anses lågfrekvent vindkraftbuller inte vara något problem om skillnaden mellan C-vägd och A-vägd ljudtrycksnivå inte överstiger ca 15 db. Angående ljudmiljön i bostäder har Socialstyrelsen tagit fram riktvärden för lågfrekvent buller inomhus. Projektering av vindkraftetableringar med avseende på utomhusbuller sker vanligen utifrån Naturvårdsverkets riktlinjer. Det har förekommit enstaka situationer då boende upplevt sig störda av lågfrekvent buller från vindkraftverk och ett vanligt orosämne vid vindkraftetableringar är att inte tillräcklig hänsyn tagits till lågfrekvensområdet. Det här examensarbetet behandlar lågfrekvent buller från vindkraftverk vad gäller ljudutbredning och ljudisolering. Med lågfrekvent buller avser rapporten ljudtrycksnivån i tredjedelsoktavbanden Hz. I syfte att kartlägga ljudets utbredning från vindkraftverk in i bostäder har ett förslag på en mätmetod och en beräkningsmodell tagits fram. Studien har dessutom undersökt om Socialstyrelsens riktvärden för lågfrekvent buller inomhus kan överstigas då utomhusnivån är högst 40 db(a), d.v.s. då ljudtrycksnivån utomhus uppfyller Naturvårdsverkets rekommendationer. Genom att undersöka ljudisoleringen hos typiska familjebostadshus och frekvensfördelningen hos vindkraftljud med en A-vägd ekvivalentnivå omkring 40 db(a) har studien visat att Socialstyrelsens krav för lågfrekvent buller inomhus bör infrias om ljudtrycksnivån utomhus uppfyller Naturvårdsverkets rekommendationer. Vindkraftljud utomhus i frekvensintervallet Hz är normalt i samma storleksordning som bakgrundsljudet och ligger vanligen mellan ca 0 10 db över Socialstyrelsens inomhusriktvärden vid en utomhusnivå på ca 40 db(a). I rapporten framkommer att mycket låg fasadljudisolering kan erhållas i de frekvenser som motsvarar mottagarrummets första resonansfrekvenser. De första egenfrekvenserna hos typiska bostadsrum inträffar mellan ca Hz. I tersbanden 31,5 100 Hz kan ljudtrycksnivån från vindkraftverk ligga flera decibel under inomhusriktvärdena varför fasadisoleringen i det frekvensområdet normalt saknar betydelse. För mätning och beräkning av vindkraftalstrade emissions- och immissionsljud anses befintliga standarder och modeller tillförlitliga även för lågfrekvensområdet Hz. För mätning av lågfrekvent ljud i rum rekommenderas en metod som tar hänsyn till det stående vågmönster som bildas vid låga frekvenser. Genom att inkludera hörnmikrofonpositioner vid mätning i rum fås ett mer representativt rumsmedelvärde. Beräkning av en fasads ljudisolering medför stora osäkerheter varför en enkel överslagsberäkning rekommenderas vid uppskattning av en fasads reduktionstal.

4

5 Abstract According to Swedish guidelines, noise from wind turbines close to dwellings should not exceed the equivalent free field value of 40 dba. Furthermore, low frequency noise is to be considered as irrelevant if the difference between C-weighted and A-weighted levels is lower than 15 db. There is a common concern when wind parks are established, that the low frequency noise has not been thoroughly investigated and could lead to disturbance. This thesis investigates low frequency noise from wind turbines with regard to sound propagation, sound generation and sound insulation. In this paper low frequency noise is defined as the third octave band sound between Hz. In order to survey the sound levels in dwellings due to wind turbine noise, a measurement method and a prediction model is proposed. This document also confirms that indoor low frequency sound level rules will be met if the outdoor sound is within the recommended level, i.e. the equivalent sound level of 40 dba. The low frequency sound insulation of typical Swedish family houses is compared with the frequency spectra from several wind turbine noise measurements. The outdoor wind turbine levels in third octave band frequencies Hz, belonging to an A-weighted equivalent level of approximately 40 dba, are especially observed. The analysis indicates that wind turbine noise at low frequencies is close to outdoor background levels and normally exceeds indoor rules with about 0 10 db. The document shows that very low facade sound insulation may be obtained at frequencies corresponding to the first room resonances. In typical dwellings these frequencies appear at approximately Hz. Wind turbine noise levels in third octave bands Hz are normally below recommended indoor levels why sound insulation at these frequencies most often are of minor concern. This report concludes that if outdoor noise limits are fulfilled recommended low frequency indoor levels will also meet the terms. Furthermore, this study concludes that existing standards and methods for measuring and predicting wind turbine noise propagation and emission levels are suitable for low frequencies between Hz. When measuring indoor levels, a method that takes into consideration the standing wave pattern that appears at low frequencies is recommended. A more representative room average regarding disturbance is achieved by including corner microphone positions when measuring indoor sound levels. A simple prediction model is proposed due to high uncertainties which appear when calculating sound insulation at low frequencies.

6

7 Förord Jag vill tacka tekn. dr. Martin Almgren, ÅF-Ingemansson, för möjligheten att utföra ett mycket intressant examensarbete samt för stöd och handledning under projektets gång. Jag vill även tacka min examinator professor Mats Åbom och tekn. dr. Karl Bolin på MWL/KTH för handledning och stort engagemang. Slutligen vill jag tacka Paul Appelqvist och alla andra mycket hjälpsamma och trevliga medarbetare på ÅF-Ingemansson. Per Lindkvist Stockholm

8

9 Innehållsförteckning 1 Inledning Bakgrund Syfte Avgränsning Upplägg Metod Lågfrekvent ljud från vindkraftverk Lågfrekvent ljud från vindkraftverk i bostäder Teori Ljud från vindkraftverk Ljudemission Ljudimmission Mätmetoder Beräkningsmodeller Ljud i bostadsrum Rumsakustik Ljudisolering Mätmetoder Beräkningsmodell Litteraturstudie Lågfrekvent ljud från vindkraftverk The beat is getting stronger: The effect of atmospheric stability on low frequency modulated sound of wind turbines, G.P. van den Berg Mätning av lågfrekvent buller Field measurement of airborne sound insulation between rooms with non-diffuse sound fields at low frequencies, C. Hopkins, P. Turner Mätning av lågfrekvent buller från luftbehandlingsanläggningar, S. Tyrland, J. Svensson EFP 06 project: Low frequency noise from large wind turbines Measurement of sound insulation of facades, Delta Ljudisolering i lågfrekvensområdet Tilläggsisolering av tak- och ytterväggar mot flyg- och trafikbuller, S-O. Benjegård, J-I. Gustafsson Sound insulation at low frequencies, A. Pietrzyk... 36

10 4.3.3 Experimental study for control of sound transmission through double glazed window using optimally tuned Helmholtz resonators, M. Qibo, P. Stanislaw Sammanfattning av litteraturstudien Fältstudien Ljudisoleringsmätning av bostadsfasad Objektsbeskrivning Metod Genomförande Resultat Analys Resultat från fältstudien Bostadens ljudisolering Mätmetod Efterklangstid Jämförelse mellan uppmätt och beräknad ljudisolering Lågfrekvent vindkraftljud vid Leq=40 dba Sammanställning av immissionsnivåer i tersband Hz Slutsats angående vindkraftljud i tersband Hz Diskussion Mätning av lågfrekvent ljud Vindkraftljud Högtalare kontra vindkraftljud Ljud i bostadsrum Ljudisolering Förslag på mätmetod Genomförande Emissionsmätning Immissionsmätning Ljudisoleringsmätning Förslag på beräkningsmodell Immissionsberäkning Ljudisoleringsberäkning Förslag på ljudisoleringsförbättrande åtgärder Slutsats... 65

11 9 Framtida arbete Litteraturförteckning Bilagor Ljudeffektnivåer vindkraftverk Ljudtrycksnivåer vindkraftverk Ljudtrycksnivåer i rum uppmätta i laboratorium vid tersbandet 50 Hz Beskrivning av mätobjekt i Deltas undersökning Resultat från Deltas mätning Mätning 1: Instrumentlista och instrumentinställningar Mätning 1: Utvärdering av mikrofonpositioner Mätning 1: Mätdata Ljudtrycksnivåskillnad mellan immissionsnivåer och Socialstyrelsens riktlinjer för lågfrekvent buller inomhus Indata från fältstudiens beräkningsmodell (Insul) Kalibrering av vindskydd... 87

12 1 Inledning 1.1 Bakgrund Vid projektering av vindkraftsetableringar beräknas hur det buller som orsakas av vindkraftverken utbreder sig i området som omger den planerade vindkraftsparken. Avgörande för om vindkraftverk får etableras i närheten av bostadshus är att den ekvivalenta ljudtrycksnivån utanför bostaden (frifältsvärdet) inte överstiger 40 db(a) [1]. Det finns även riktlinjer från Socialstyrelsen som avser buller inomhus med specifika anvisningar för maximal ekvivalent ljudtrycksnivå per tersband för lågfrekvent buller [2]. Det har förekommit enstaka klagomål på lågfrekvent buller från vindkraftverk och ett vanligt motargument vid etablering av vindkraftsparker är att lågfrekvensområdet inte har beaktats. I dagsläget finns ingen tydlig metod för hur lågfrekvent buller skall behandlas vid projektering och kontrollmätning av vindkraftverk. 1.2 Syfte Syftet med examensarbetet är att ta fram en metod för mätning och beräkning av lågfrekvent buller i bostäder orsakat av vindkraftverk. Metoden avser att täcka bullrets utbredning från vindkraftverket fram till bostadens fasad och därefter in i bostaden. Beräkningsmetoden ska komplettera redan befintliga metoder genom att inkludera ljudtransmission i bostadsfasader. På så vis kan slutligen den ljudtrycksnivå som uppkommer i bostadsrum, orsakat av bullret från vindkraftverk, beräknas. Mätmetoden avser att utvidga redan befintliga standarder och vägledningar till lågfrekvensområdet. Slutligen avser projektet att undersöka hypotesen att om ljudtrycksnivån utomhus inte överstiger 40 db(a) så uppfylls Socialstyrelsens krav på lågfrekvent buller inomhus för vindkraftverk. 1.3 Avgränsning Med lågfrekvent buller avses i den här rapporten ljudtrycksnivåer [db] (referensnivå Pa) inom frekvensintervallet Hz. Den beräknings- och mätmetod som presenteras i rapporten är framtagen för att behandla lågfrekvent buller. Ljud under 20 Hz brukar normalt benämnas infraljud och är ljud som normalt befinner sig under människans hörtröskel. Vid mycket höga ljudtrycksnivåer kan människor i vissa fall uppleva ljud under 20 Hz. Det infraljud som alstras av vindkraftverk ligger enligt [3] och [49] långt under perceptionsnivån för människor med normal hörsel och kommer därför inte behandlas i rapporten. Projektets syfte är att ta fram en metod för att mäta lågfrekvent buller för att bedöma ljudnivån utgående från Socialstyrelsens riktlinjer. Därför behandlar rapporten mycket sparsamt det breda område som rör människans uppfattbarhet och störningskänslighet för lågfrekvent buller. De resultat som framkommer i rapporten med avseende på vindkraftljud avser den typen av vindkraftverk som är aktiva idag (2009). 1.4 Upplägg Rapporten är indelad i 9 kapitel. Efter en kort introduktion i kapitel 1 följer kapitel 2 med problemformulering och beskrivning av den arbetsmetodik som använts. I kapitel 3 behandlas grundläggande begrepp och definitioner angående ljud från vindkraftverk, rumsakustik och ljudisolering. Vidare presenteras mät- och beräkningsmetoder som normalt används för vindkraftljud och ljudisolering. Litteraturstudien i kapitel 4 undersöker tidigare arbeten inom området. Kapitel 5 beskriver den fältstudie som gjorts och i kapitel 6 analyseras resultaten från fältstudien och tidigare utförda mätningar av vindkraftljud. Resultat och förslag på mätmetod och beräkningsmodell diskuteras i kapitel 7. Rapporten avslutas med slutsatser och förslag på framtida arbete i kapitel 8 och 9. 1

13 2 Metod För att kartlägga ljudets utbredning från vindkraftverket in i bostaden delas projektet in i två problemområden: utomhus- och inomhusbuller. Genom att bestämma den vindkraftalstrade ljudtrycksnivån utanför bostaden samt ljudisoleringen hos bostaden fås den ljudnivå, orsakad av vindkraftverk, som uppstår inomhus Lågfrekvent ljud från vindkraftverk Det finns enstaka fall där klagomål uppkommit avseende buller inomhus från vindkraftverk. Det störande ljudet borde rimligen vara av lågfrekvent karaktär, eftersom de höga frekvenserna normalt dämpas effektivt av ytterväggen. För att inte boende i närheten av vindkraftanläggningar ska uppleva sig störda av vindkraftljud har tillverkare och projektörer av vindkraftanläggningar Naturvårdsverkets riktlinjer att förhålla sig till. Naturvårdsverkets riktlinjer avser utomhusnivån med villkoret att den ekvivalenta ljudtrycksnivån utanför bostaden (frifältsvärdet) inte får överstiga 40 db(a) vid referensvindhastigheten 8 m/s på 10 m höjd i medvind [1]. Ibland anges inte referensvindhastigheten, men mätmetoden som Naturvårdsverket anvisar resulterar i ekvivalenta ljudnivån vid 8 m/s på 10 m höjd. I ljudkänsliga områden där bakgrundsnivån är mycket låg rekommenderar Naturvårdsverket att ljudet inte bör överstiga 35 db(a). A-vägningsfiltret tillämpas för att korrigera det uppmätta ljudets frekvensspektrum utifrån örats uppfattningsförmåga varför ljud vid låga frekvenser undertrycks, se avsnitt Enligt Naturvårdsverket anses lågfrekvent buller inte utgöra något problem om skillnaden mellan det C-vägda och A-vägda värdet är under ca 15 db. Vidare har Socialstyrelsen tagit fram riktlinjer för lågfrekvent buller i bostadsrum som innefattar maximala ljudtrycksnivåer i tredjedelsoktavbanden 31,5 200 Hz [2], se Tabell 2-1. Det är inte fullt klarlagt om Socialstyrelsens riktvärden för lågfrekvent ljud avser ekvivalent ljudnivå eller maximal momentan ljudnivå. Socialstyrelsen rekommenderar vägledning SP INFO 1996:17 [29], se avsnitt , för kontroll av lågfrekventa bullernivåer inomhus [50]. I mätmetoden anges att kontinuerlig mätning skall utföras tills ett stabilt värde för ekvivalentnivån i respektive tersband erhållits (±0,2 0,3 db), dock minst 30 s i varje mikrofonposition. Om störkällan har varierande styrka bör de olika nivåerna registreras och rapporteras med noteringar om hur ljudet varierar. Vad gäller vindkraftljud anser Socialstyrelsen (Johanna Bengtsson Ryberg) att inomhusriktlinjerna normalt bör avse ekvivalent ljudnivå. Om vindkraftljudet är av en mycket tydlig pulsliknande karaktär anses det lämpligt att även mäta maximala momentana ljudnivåer. Ett av delmålen med examensarbetet var att undersöka om ljudtrycksnivån vid låga frekvenser inomhus kan överstiga Socialstyrelsens riktlinjer då utomhusnivån vid bostaden är 40 db(a). Metodiken gick ut på att via litteraturstudie och fältstudie ta fram värden på ljudisoleringen vid låga frekvenser hos typiska familjebostadshus och tersbandsvärden i frekvensintervallet Hz hos vindkraftljud med A-vägda ekvivalenta immissionsnivåer på 40 db(a). Därefter kunde ljudnivån inomhus approximeras och slutsatser fattas. 2

14 Tabell 2-1 Socialstyrelsens allmänna råd om buller inomhus [2]. Buller Maximalt ljud 1 L AFmax 45 db Ekvivalent ljud 2 L AeqT 30 db Ljud med hörbara tonkomponenter L AeqT 25 db Ljud från musikanläggningar L AeqT 25 db 1 Den högsta A-vägda ljudnivån 2 Den A-vägda ekvivalenta ljudnivån under en viss tidsperiod (T) Lågfrekvent buller Tersband [Hz] Ljudtrycksnivå [db] 31, , Vid mätning av ljud från vindkraftverk utgör höga bakgrundsljud en försvårande faktor. Karaktären på vindkraftljud påminner starkt om vegetationsalstrat vindbrus varför det på stora avstånd från vindkraftparker kan vara svårt att skilja vindkraftljud från vindbrus eller annat bakgrundsbuller. Den sannolikt största störningskällan vid mätning av vindkraftljud, framförallt vid låga frekvenser, är den turbulens som uppstår vid mikrofonmembranet vid höga vindhastigheter (s.k. pseudo-brus). Vid beräkning av ljudutbredningen hos ett vindkraftverk måste hänsyn tas till en rad olika fenomen samt approximationer göras för att möjliggöra praktiska men tillförlitliga beräkningsmodeller. För att utreda hur mycket av ljudnivån i en viss punkt som orsakas av vindkraftverk tillämpas väl utarbetade mät- och beräkningsmetoder. Examensarbetet utreder hur väl dessa metoder är lämpade även vid låga frekvenser Lågfrekvent ljud från vindkraftverk i bostäder I likhet med vindkraftljud utomhus kan det vara svårt att urskilja om de uppmätta ljudtrycksnivåerna i ett rum härstammar från vindkraftverk eller annan ljudkälla. I bostäder kan bakgrundsbuller bland annat härstamma från närliggande industrier, naturligt vindalstrat ljud, väg-, spår- eller flygtrafik. Normalt är det lågfrekventa bakgrundsbullret högre än det orsakat av vindkraftverk. Ett sätt att utreda om bullernivån i ett bostadsrum kan utgöras av vindkraftljud är att jämföra bostadens fasadisolering med uppmätta vindkraftnivåer utomhus. Vid mätning av lågfrekvent buller inomhus uppkommer en del problem beroende på ljudfältets karaktär i rum vid låga frekvenser. Stående vågor resulterar i ett inhomogent ljudfält varför ljudtrycksnivån i olika punkter i ett rum kan variera kraftigt. Om syftet är att mäta rumsmedelvärdet av ljudtrycksnivån i rummet måste en metod som tar hänsyn till dessa variationer användas. Vidare 3

15 kan syftet med ett rumsmedelvärde diskuteras ifall människor upplever sig störda i specifika punkter i rummet där de ofta uppehåller sig, t.ex. i sängen eller vid middagsbordet. För att bestämma fasadisoleringen hos ett bostadshus behövs en metod som är anpassad för mätning av ljudtrycksnivåer i typiska bostadsrum vid låga frekvenser. Examensarbetet utreder hur befintliga standarder och vägledningar för mätning av ljudtrycksnivån i rum kan modifieras för mätning i lågfrekvensområdet Hz. 4

16 3 Teori Kapitlet behandlar de grundläggande begrepp och faktorer som måste beaktas vid analys av vindkraftljud, framförallt med avseende på dess uppkomst och spridning. Vidare behandlas grunderna inom rumsakustik och ljudisolering för att ge en inblick i hur lågfrekvent vindkraftljud kan uppträda inomhus. En kortfattad sammanställning över vanliga mät- och beräkningsmetoder ges också i detta kapitel. 3.1 Ljud från vindkraftverk Vid kartläggning av ljud från vindkraftverk undersöks framförallt det ljud som alstras vid vindkraftverket (ljudemission) och det ljud som uppstår i en specifik punkt på ett visst avstånd från vindkraftverket (ljudimmission) Ljudemission Det ljud som ett vindkraftverk genererar kallas ofta källjud och beskrivs i form av ljudeffektnivån L W. Beroende av vindhastigheten vid navhöjd varierar ljudeffektnivån från verket. Störst ljudemission sker normalt vid vindhastigheter omkring 8 10 m/s för moderna varvtals- och bladvinkelreglerade vindkraftverk. Vidare avtar ofta hörbarheten av vindkraftljudet vid höga vindhastigheter på grund av maskerande ljud från vindalstrat vegetationsbrus, varför referensvindhastigheten 8 m/s vid 10 m höjd ofta är gällande när ljudeffekten från ett vindkraftverk beskrivs [4]. Ljudemissionen består främst av ett bredbandigt brus som alstras aerodynamiskt. Växellåda, kylfläktar, generator och kraftelektronik kan ge upphov till ett tonalt ljud. För moderna väl utformade vindkraftverk ska det normalt inte vara hörbart vid bostäder. I Bilaga 11.1 ges exempel på ljudeffektnivåer från vindkraftverk Aerodynamiskt ljud Det dominerande hörbara ljudet från moderna vindkraftverk är normalt av aerodynamisk karaktär i frekvensområdet Hz och orsakas av rotorbladens rörelse i luften. Mest framträdande är det ljud som uppstår på grund av virvelavlösning vid rotorbladens bakkant nära bladets spets där strömningshastigheten är som störst, s.k. trailing edge noise. Ett mindre framträdande lågfrekvent ljud uppstår av samverkan mellan inströmmande turbulensvirvlar och rotorbladen, s.k. inflow turbulent noise [5]. När rotorbladen passerar genom luftlager med olika vindhastighet uppstår ljudnivåskillnader, s.k. amplitudmodulationer, vilket ger upphov till ett svischande ljud. Störst ökning av ljudnivån inträffar när rotorbladet rör sig nedåt (rotationen sker medsols sett uppströms mot vindkraftverket) [6]. De här amplitudmodulationerna sammanfaller med vingbladens passagefrekvens (normalt under 1 Hz för stora moderna vindkraftverk). I Figur 3-1 illustreras ljudemissionen från ett typiskt modernt vindkraftverk med lovartplacerad rotor. 5

17 Figur 3-1 Ljudalstring från ett vindkraftverk, visualiserad genom mätning med akustisk kamera. Det framgår tydligt att aerodynamiskt ljud nära bladspetsen är den dominerande ljudkällan. Verket roterar medsols [6] Mekaniskt ljud Mekaniskt ljud är normalt av maskinell härkomst och orsakas vanligen av slitage eller konstruktionsfel i växellåda eller dylikt. Ljudet har tonal karaktär vilket gör att det kan upplevas mer störande än det aerodynamiska ljudet, trots att det mekaniska ljudet oftast är svagare. Tillverkare av vindkraftverk har lagt mycket arbete på att reducera mekaniskt ljud, motiverade av strikta bullerkrav för tonalt buller, varför moderna vindkraftverk sällan har problem med mekaniskt buller Ljudimmission Ljudimmission är den av ett eller flera vindkraftverk orsakade ljudtrycksnivå L p som uppstår i en specifik punkt på ett specifikt avstånd från verket/verken. Ljudutbredning från vindkraftverk beror av flera faktorer, bl.a. geometrisk utbredningsdämpning, luftabsorption, meteorologiska förhållanden, markdämpning och topografi. Hörbarheten och mätbarheten av vindkraftljud i immissionspunkten beror även av bakgrundsljud (maskering) Geometrisk utbredningsdämpning Ljudet avtar med avståndet från ett vindkraftverk vilket framförallt beror på att ljudenergin fördelas över ett allt större område, s.k. geometrisk utbredningsdämpning. Vid halvsfärisk ljudutbredning sker en minskning av ljudnivån med 6 db per avståndsfördubbling, relaterat till att halvsfärens area ökar med en faktor 4 per avståndsfördubbling. Halvsfärisk utbredning antas för relativt plan mark och på avstånd längre än 100 m från vindkraftverket. Vatten är akustiskt hårt vilket medför att ljudvågor reflekteras effektivt. Om det föreligger ett vindhastighetssprång över rotorn, t.ex. på grund av en low level jet, kan ljudvågorna refrakteras av språngskiktet ner mot vattenytan. I sådana fall kan ljudnivån minska med ca 3 db per 6

18 avståndsdubbling för geometrisk ljudutbredning. Stora osäkerheter förekommer dock p.g.a. inverkan av vågor samt vind- och temperaturvariationer Meteorologiska förhållanden Vindförhållanden Ljudets utbredningshastighet påverkas av vindriktning och vindhastighet. Normalt ökar vindhastigheten med höjden över marken (s.k. vindhastighetsgradient) och är på högre höjd mer konstant över stora höjdintervall. Nära marken bromsas vinden upp av markterrängen. När ljudutbredning sker i medvind adderas vindhastigheten till ljudets hastighet vilket medför att ljudhastigheten ökar med höjden över marken. Ljudvågorna tenderar att böjas av mot det medium där ljudhastigheten är lägst vilket underlättar ljudutbredningen i medvindsfallet. I motvind blir ljudutbredningshastigheten lägre på högre höjd vilket medför att ljudet tenderar att böjas uppåt och därmed bromsas. Denna böjning av ljudvågorna kallas ofta refraktion [7]. Vanligen görs mätningar och beräkningar av ljud från vindkraftverk då immissionspunkten är nedströms vindkraftverket. Figur 3-2 Vindhastighetsgradientens påverkan på ljudutbredningen från ett vindkraftverk. Som visas i figuren kan en s.k. ljudskugga uppstå i positioner uppströms ljudkällan [8] Temperaturförhållanden Ljudhastigheten i luft ökar med ökande temperatur. Vid väderförhållanden när lufttemperaturen stiger med höjden över marken (s.k. positiv temperaturgradient) kommer ljudvågorna vid ljudutbredning att böjas mot marken, analogt med medvindsfallet beskrivits ovan. Vid t.ex. klara och vindstilla nätter kan ljudutbredning därför ske över stora avstånd. Vid negativ temperaturgradient är förhållandena omvända och ljudutbredningen begränsas kraftigt, t.ex. vid klart väder dagtid Ljudabsorption i luft Ljudets absorption i luft beror av frekvensen, fuktighet och temperatur. Dämpningen är effektivast för höga frekvenser varför ljud på långa avstånd från dess källa får en dovare karaktär, se Tabell 3-1. Ljudabsorptionen i luft beror av temperatur och relativ luftfuktighet. Tabell 3-1 Schablonmetod för ljuddämpning på grund av luftabsorption för avståndet 1000 m (avser ingen specifik temperatur och relativ luftfuktighet) [9]. Frekvens [Hz] Dämpning [db/m] 0,0001 0,0003 0,0006 0,0014 0,0032 0,0079 0, Markdämpning Ljudnivån i viss punkt över marken påverkas av direktljudet från källan och det markreflekterade ljudet. När en ljudvåg reflekteras med strykande infall från porös mark sker en fasvridning, orsakad av markens impedans, vilket leder till att ljudnivån i en specifik punkt kan minimeras p.g.a. destruktiv interferens mellan infallande och reflekterad ljudvåg, se Figur 3-3. Reflektion av ljudvågor kan 7

19 självfallet även leda till en förstärkning av ljudnivån i en viss punkt. Koherent och inkoherent addition av ljudnivåer behandlar lika och beroende ljudkällor (t.ex. källa och spegelkälla) respektive lika och oberoende ljudkällor. Vid koherent addition av två ljudkällor fås en genomsnittlig ändring av ljudtrycksnivån hos mottagaren med till +6 db, för inkoherent addition av två källor fås i genomsnitt +3 db. Vid beräkning av ljudutbredning från vindkraftverk beaktas effekter som minskar koherensen mellan ljudvågor, t.ex. vind- och temperaturgradienter, turbulens, fluktuerande refraktion spridning till skuggzoner och atmosfärisk absorption [7]. Förenklat sett är markdämpningen större i mjukt underlag (t.ex. skogsmark) än i hårt (t.ex. asfalt), se Figur 3-4. Figur 3-3 Reflektion av ljudvåg i plan mark där h R och h S är mottagaren respektive källans höjd över markytan, Ψ G är infallsvinkeln och d är avståndet mellan källa och mottagare [10]. Figur 3-4 Generell bilden över markdämpningen för olika markimpedans (plan mark). Markdämpningen är angiven i [kns/m] [10] Maskering Det aerodynamiska ljudets spektrum från vindkraftverk påminner starkt om vegetationsalstrat vindbrus. Framförallt på stora avstånd från vindkraftparker kan det vara mycket svårt att urskilja vindkraftljud ifrån vindbrus, förutsatt att vindhastigheten är tillräckligt hög. Maskerande bakgrundsljud kan även utgöras av vågbrus, forsande vatten och trafikbuller m.m. Undersökningar tyder på att vindkraftljud inte hörs om bakgrundsljudet är 10 db(a) högre än ljudet från vindkraftverken [11]. Det är bland annat amplitudmodulationen, som uppfattas som ett periodiskt svischande ljud, som gör att vindkraftljudet kan uppfattas, även då nivån av annat ljud är högre Mätmetoder Vid mätning av vindkraftalstrat ljud är inverkan av bakgrundsljud ett stort problem eftersom bakgrundsnivån ofta är av samma storleksordning som ljudnivån från ett vindkraftverk. Det medför att vindkraftljudsmätningar behöver korrigeras för bakgrundsbullrets inverkan. Bakgrundsljud och störningar kan orsakas av bland annat: - vind vid mikrofonmembranet (mikrofonbrus/pseodu-brus) - vindbrus från närliggande vegetation eller byggnader - forsande vatten eller vågor vid en strand - trafikbuller från vägar, järnvägar eller flygplan - industribuller - aktiviteter hos människor och djur [12] Bullret från vindkraftverk varierar med vindens hastighet varför uppmätta ljudnivåer från ett vindkraftverk måste relateras till rådande vindhastighet. 8

20 Emissionsmätning Ljudemissionen från ett vindkraftverk mäts enligt internationell standard IEC Wind turbine generator systems Part 11: Acoustic noise measurement techniques (Edition 2:2002 consolidated with amendment 1:2006) [13]. Metoden går ut på att bestämma ljudeffekten (nedströms för en skenbar punktkälla centrerad på rotorn) som funktion av vindhastigheten genom att mäta ljudtrycksnivå och vindhastighet samtidigt. Ljudtrycksnivån mäts i en referenspunkt nedströms vindkraftverket för vindhastigheter mellan 6 10 m/s på 10 meters höjd. Om syftet med mätningen är att verifiera givna ljudeffektnivåer, från t.ex. tillverkare, används vindhastigheter utifrån årsmedelvärdet för mätplatsen. Standarden avser ljudtrycksnivåmätningar i frekvensintervallet 50 Hz 10 khz. Bakgrundsnivån mäts på samma sätt som ljudtrycksnivån men med vindkraftverket parkerat. Förekomsten av toner undersöks med smalbandsanalys i frekvensintervallet 20 Hz 10 khz med frekvensupplösningen 2 5 Hz. Referenspunktens position ska vara nedströms vindkraftverket på ett avstånd motsvarande tornhöjden plus rotorradien. För bestämning av ljudets horisontella direktivitet (valbart) används förutom referenspunkten ytterligare tre positioner, se Figur 3-5. Figur 3-5 Mikrofonpositioner enligt [13]. Mätmikrofonen (½ ) ska placeras på en mätskiva på marken för att minska inverkan av vindbrus och interferensfenomen. Lutningsvinkeln φ mellan mätskivan och en hypotetisk linje mellan mikrofonen och rotorns mittpunkt ska vara mellan Mätning med mikrofon på hård platta innebär att uppmätt ljudtrycksnivån måste korrigeras med +6 db samt att vertikal direktivitet försummas. Vindskydd ska användas utifrån mätsituation. För mätningar av låga frekvenser bör dubbla vindskydd användas. Vindskyddets frekvensrespons måste då undersökas och korrigeras för. 9

21 Vindhastigheten mäts enligt metod 1 (rekommenderad) eller metod 2 och korrigeras därefter med avseende på referenshöjd (10 m), navhöjd och anemometerhöjd. I metod 1 bestäms vindhastigheten vid navet från uteffekten tillsammans med vind/effekt-kurvan. Vindhastighetsmätningar måste dock även göras på minst 10 meters höjd för bestämning av bakgrundsljud. I metod 2 görs vindhastighetsmätningar på ett avstånd mellan 10 m och navhöjd. I standardens Annex A [13] ges vägledning för mätning av särskilda delområden inom vindkraftalstrat ljud som t.ex. infraljud, lågfrekvent ljud, impulsivitet och amplitudmodulation. Det poängteras att vissa aspekter inom dessa områden för närvarande inte är fullt kartlagda vilket innebär att mätpositioner utifrån standardens metodik kan behöva justeras. I Annex A föreslås att vid mätning av lågfrekvent ljud bör frekvensintervallet (tersband) utvidgas ner till 20 Hz om skillnaden mellan A-vägd respektive C-vägd ljudtrycksnivå är större än ca 20 db. Smalbandsanalys av frekvenser under 100 Hz ska använda en bandbredd mindre än vingbladens halva rotationsfrekvens Immissionsmätning I Sverige används normalt handledning Elforsk 98:24 [12] för mätning och beskrivning av bullerimmissionen från ett vindkraftverk eller en vindkraftpark. Handledningen redovisar två olika metoder för mätning av ekvivalent kontinuerlig A-vägd ljudtrycksnivå L Aeq,T. Metod B beskriver mätning av total ljudnivå (inklusive bakgrundsbuller) vid vindhastigheten 8 m/s. Uppmätta resultat med denna metod kan enbart användas för att visa att vindkraftljudet inte överstiger ett visst värde. Det är vanligt att den sammanlagrade ljudnivån från aggregat och bakgrundsljud är högre än riktvärdena vilket innebär att metodens användbarhet är begränsad. Metod C beskriver mätning av ljudnivå från enbart vindkraftverk vid 8 m/s. Mätning av smalbandsspektra för analys av tonalitet ska utföras endast om det specifikt efterfrågas, handledningen redovisar två metoder. I Metod B mäts den totala ljudnivån från vindkraftverk och bakgrundskällor i immissionspunkten. Vindhastigheten mäts vid aggregatet enligt IEC [13] och räknas om till 10 m höjd, se avsnitt Ljudnivån mäts för olika vindhastigheter och approximeras med regressionsanalys till referenshastigheten 8 m/s. I Metod C mäts den totala ljudnivån från vindkraftverk och bakgrundskällor i immissionspunkten samtidigt som vindhastigheten mäts vid aggregatet enligt IEC och i immissionspunkten. Vindhastigheten i immissionspunkten mäts på 10 m höjd i en öppen position i terrängen i närheten av mikrofonen. Bakgrundsnivån och vindhastigheten mäts i immissionspunkten med aktuella vindkraftverk parkerade. Med hjälp av regressionsanalys bestäms bakgrundsnivån och totalnivån för referenshastigheten 8 m/s vid 10 m höjd. Därefter bestäms ljudnivån från enbart vindkraftverket genom att korrigera för bakgrundsnivån. Mikrofonpositionen väljs antingen 1,2 1,5 m över marken i fristående läge eller på husfasad riktad mot vindkraftverket. Mätskiva kan användas för mätning på husfasader i syfte att åstadkomma en väl definierad reflekterande yta. En stor vertikal mätskiva kan användas för mikrofonpositioner i fritt läge för att minska inverkan från bakomliggande reflekterande ytor och förbättra signal/brusförhållandet. Ett extra vindskydd kan även användas för att minska inverkan av vindbrus. Mätningar ska göras för den vindriktning då ljudnivån i immissionspunkten är som högst, normalt nedströms vindkraftverket. Temperaturgradienten i intervallet upp till 10 m höjd ska ligga inom 10

22 0,05 C/m < dt < 0,05 C/m, där T är temperaturen och z är höjden över marken. Mätningar ska dz inte utföras om det är snö på marken Beräkningsmodeller I Sverige används vanligen två olika beräkningsmodeller för modellering av vindkraftljud. Den nordiska ljudutbredningsmodellen Nord2000 ger ljudtrycksnivåer i tredjedelsoktavband mellan vindkraftverk och mottagare i frekvensintervallet 25 Hz 10 khz [14]. Den enklare svenska modellen från Naturvårdsverket [4] är uppdelad i tre delmodeller, landbaserad vindkraft upp till 1000 m, landbaserad vindkraft över 1000 m och havsbaserad vindkraft. Beräkningsmodellen ger den A-vägda ljudtrycksnivån i immissionspunkten vid en vindhastighet av 8 m/s mätt på 10 m höjd. För prediktion av ljudutbredningen vid låga frekvenser är Nord2000 lämplig eftersom den beräknar tersbandsnivåer ner till 25 Hz Nord2000 Modellen bygger på geometrisk akustik i form av en modifierad strålgångsmetod (geometrisk strålgång) som till skillnad från klassisk strålgångsmetodik (Ray Tracing) ger relativt god precision även vid långa avstånd [15]. Det begränsade frekvensintervallet beror av praktiska skäl vilket innebär att teoretiskt är modellen giltig även under 25 Hz. Approximativa resultat vid lägre frekvenser kan beräknas genom linjär extrapolation [14]. Modellen tar hänsyn till specificerade väderleksförhållanden inkluderat snabba turbulensrörelser i atmosfären. Därför använder sig modellen av korta tidsperioder mindre än min. Ljudnivåer över lång tid beräknas genom att kombinera korttidsberäkningar. Ljudtrycksnivån hos mottagaren beräknas för varje tersband enligt 1 L R = L W + L d + L a + L t + L s + L r (1) - L W är ljudeffektnivån hos en punktkälla, t.ex. uppmätt enligt IEC [13] - L d är utbredningsdämpningen p.g.a. sfärisk spridning, se avsnitt L a är utbredningsdämpningen orsakad av luftabsorption, enligt ISO [16] - L t är utbredningsdämpningen orsakad av terrängen. Terrängprofilen approximeras av ett antal raka linjeelement som karakteriseras av deras markimpedans och ytråhet. Refraktion, se avsnitt , modelleras som böjda ljudstrålar och ger generellt en sämre precision jämfört med ljudutbredningsberäkningar för homogena atmosfärsförhållanden. Refraktionseffekten minskar dock med ökad höjd och vid lägre frekvenser vilket innebär att modellens precision blir bättre för vindkraftberäkningar och framförallt för frekvenser <200 Hz [17]. Skärmeffekter beräknas med geometrisk diffraktionsteori. - L s är utbredningsdämpningen p.g.a. spridningszoner, t.ex. träd i en skog - L r är utbredningsdämpningen orsakad av reflekterande föremål 11

23 3.2 Ljud i bostadsrum Den ljudnivå som uppstår i ett rum från en extern ljudkälla beror av hur mycket av det infallande ljudet som transmitteras in i rummet, rummets utformning och dess ljudabsorberande förmåga. Resonemanget som presenteras i avsnitt är hämtat från referens [18] om inte annat anges Rumsakustik Akustiska fält som uppstår i slutna utrymmen som t.ex. bostadsrum, beror av utrymmets begränsningsytor. När en ljudvåg från en ljudkälla når en begränsningsyta, reflekteras en del av ljudeffekten och en del absorberas av ytan. Ljudfält i rum beskrivs normalt utifrån vågteoretisk rumsakustik eller energibaserade metoder. Den vågteoretiska rumsakustiken använder sig av vågekvationen för beskrivning av de stående vågmönster som uppträder vid låga frekvenser. Energibaserade metoder tillämpas för högre frekvenser då våglängden är så pass liten att ljudets utbredning kan approximeras av oberoende ljudstrålar (geometrisk rumsakustik). Metoderna gäller under antagandet att väggarna är akustiskt hårda och mediet (luften) är förlustfritt Vågteoretisk rumsakustik För frekvenser där någon av rumsdimensionerna är hela multiplar av halva våglängden uppstår konstruktiv interferens mellan infallande och reflekterande ljudvågor. Dessa resonansfrekvenser eller egenfrekvenser skapar ett ljudtrycksmönster (moder) bestående av ljudmaxima (bukar) och ljudminima (noder). Stående vågor uppstår vid rummets grundresonansfrekvens och dess multiplar, se Figur 3-6. I praktiken sammanfaller inte multiplarna rent harmoniskt p.g.a. viskositetsförluster (absorption). Figur 3-6 Egensvängningsformer eller moder som uppstår vid grundresonansfrekvensen och dess multiplar mellan två parallella reflekterande väggar [19]. 12

24 Resonansfrekvenserna för ett parallellepipediskt rum med hårda väggar kan beräknas enligt 2 f n x, n y, n z = c 2 n x l x 2 + n y l y 2 nz l z 2 (2) där c är ljudets hastighet, n x, n y, n z är ordningstalens på grundresonansens multiplar i rummets olika led, l x, l y, l z är längden på rummets dimensioner. I Tabell 3-2 redovisas ett exempel på de tio första resonansfrekvenserna för ett slutet bostadsrum med stela väggar med rumsvolymen 54 m 3. Tabell 3-2 De tio första resonansfrekvenserna beräknade enligt ekvation (2) för ett rum med dimensionerna x = 3, 8, y = 5, 9 och z = 2, 4, väggarna antas vara akustiskt hårda. För ljudhastigheten c har antagits 340 m/s. n x, n y, n z f [Hz] , , , , , , , , , ,2 Egensvängningsformerna (moderna) i ett parallellepipediskt rum kan delas in i tre kategorier utifrån hur många koordinataxlar som ljudtrycket varierar efter. För axiella moder är enbart ett av ordningstalen n x, n y, n z skilt från noll, tangentiella moder har två ordningstal skilda från noll och oblika moder har samtliga ordningstal skilda från noll, se Figur 3-7. I praktiken innebär varje reflektion en energiförlust vilket leder till att de axiella moderna är de kraftigaste. Normalt är tangentiella och oblika moder ca 3 db respektive 6 db lägre i ljudtrycksnivå jämfört med axiella moder [20]. Figur 3-7 Rumsmoder visualiserade i form av strålar. Axiella moder kan uppstå mellan två parallella väggar i varje led där första moden uppstår på rummets längsta ledd. Den andra bilden visar de tre första tangentiella moderna. Den tredje bilden visar enbart en oblik mod [19]. Ljudfältet i ett rum innehåller enbart de frekvenser som en ljudkälla exciterat. Ljudfältet domineras dock av de resonansfrekvenser och moder som sammanfaller med eller gränsar till de frekvenser 13

25 som ljudkällan sänder ut. Om ljudtryckskonturerna för skilda rumsmoder visualiseras finner man att varje rumsmod har en ljudtrycksbuk i rummets hörn och att i rummets geometriska mittpunkt har endast en åttondel av rumsmoderna ett ljudtryck som är skilt från noll Energibaserade metoder Fullständig fältbeskrivning av ljud i rum är möjligt genom summering av samtliga rumsmoder enligt den vågteoretiska metoden, se avsnitt Modtätheten växer dock snabbt med frekvensen vilket innebär att redan för relativt låga frekvenser blir den vågteoretiska metoden opraktisk. Genom att approximera ljudvågorna i fältet som oberoende ljudstrålar, vilka lokalt kan ses som fortskridande plana vågor, kan ljudets utbredning beskrivas i enlighet med geometrisk akustik (jfr geometrisk optik). Ljudfältet karakteriseras då av sitt totala energiinnehåll och ljudstrålarna med sin lokala energitäthet alternativt intensitet. Interferens- och diffraktionsfenomen är alltså inte möjliga att beskriva eftersom ljudets vågkaraktär inte beaktas. För att utreda vid vilka frekvenser respektive metod är lämplig kan klassificering ske med hjälp av Helmholtz tal (He), definierat som He = kl = 2πl, där l är en typisk rumsdimension (längdskala). I λ Tabell 3-3 är de fältbeskrivande metoderna indelade med avseende på Helmholtz tal. Tabell 3-3 Klassificering av resonanta system via Helmholtz tal. Lämplig metod för bestämning av ljudfältet är beroende av antalet moder inom specifikt frekvensintervall [18]. Benämning Frekvensområde Karaktär Vågutbredning försummas. Nollmodsområdet He π Ljudfältet modellleras som ett diskret mekaniskt system. Fåmodsområdet Mångmodsområdet He π He π Vågteoretisk fältbeskrivning möjlig. Analys enbart möjlig med hjälp av energibaserade metoder. Ett idealt diffust fält innebär att ljudvågorna i fältet kan adderas energimässigt och betraktas som okorrelerade enligt 3 p 2 p n 2 där p är ljudtryckets toppvärde. Vidare har alla planvågor som faller in mot en punkt i rummet samma styrka och är jämt fördelade över alla infallsvinklar. Alla punkter i rummet är även ekvivalenta (de har samma energitäthet) Ljudisolering Absorption Ljudabsorption uppstår när energin i en ljudvåg övergår till värme p.g.a. viskösa krafter (friktion). För att uppnå god absorption ska därför en absorbent placeras där partikelförflyttningen är som störst. Ljudtrycksbukar sammanfaller med partikelhastighetsnoder vilket innebär att partikelhastigheten nära en begränsningsyta (vägg) närmar sig noll. En tumregel vid dimensionering av absorbenter är att n (3) 14

26 dess tjocklek bör uppgå till ca en kvarts våglängd. För låga frekvenser innebär det att absorbenter behöver vara opraktiskt stora för att uppnå god absorption (t.ex. vid 100 Hz krävs λ/4 75 cm). En metod att förbättra lågfrekvensdämpningen på en relativt tunn absorbent är att montera väggabsorbenter på reglar. På så vis flyttas absorbentens arbetsområde dit partikeltrafiken är mer intensiv. Resonanser kan dock uppstå i luftspalten mellan absorbent och vägg vilket försämrar högfrekvensdämpningen. För att ange en skiljeytas absorberande förmåga används absorptionsfaktorn α som definieras enligt 4 α = 1 W r W i (4) där W i är infallande ljudeffekt och W r är reflekterad ljudeffekt från en yta med arean S. Ett rums medelabsorptionsfaktor α d bestäms med hjälp av Sabines formel för efterklangstiden, se ekvation (5). Vanligen definieras efterklangstiden som den tid det tar för ljudtrycksnivån i ett rum att sjunka 60 db efter att ljudkällan stängts av. Sabines teori gäller under antagandet om ett idealt diffust fält vilket i praktiken bl.a. enbart gäller för rum där α d 0,3. 5 T = 24 ln10 V c α d S (5) V är rummets volym [m 3 ], S rumsytans area [m 2 ] och c är ljudhastigheten [m/s]. Vid mätning av ett rums efterklangstid antas ett linjärt avklingningsförlopp. I lågfrekvensområdet är det mycket svårt att erhålla en linjär avklingningskurva, framförallt i vanliga rum, vilket medför stora osäkerheter. I möblerade bostadsrum kan dessutom medelabsorptionsfaktorn vara större än 0,3 vilket innebär att Sabines teori inte gäller. Tabell 3-4 Absorptionsdata för några olika ytmaterial [18]. Material Beskrivning Absorptionsfaktor α d 125 Hz 250 Hz 500 Hz Tegel 0,03 0,03 0,03 Betong Obehandlad 0,36 0,44 0,31 Målad 0,10 0,05 0,06 Plywood 1 cm 0,28 0,22 0,17 Fönsterglas 0,35 0,25 0,18 Draperi Tunt på vägg 0,03 0,04 0,11 Tjockt, ihopdraget 0,14 0,35 0,55 Betonggolv 0,01 0,01 0,02 med linoleumskikt 0,02 0,03 0,03 med tjock matta 0,02 0,06 0,14 Trägolv 0,15 0,11 0,10 Tak Gipsskivor 0,29 0,10 0,05 Plywood 1 cm 0,28 0,22 0,17 Resonansabsorbenter utgörs av akustiska system som ger smalbandig ljudabsorption (till skillnad från bredbandiga porösa absorbenter som beskrivits ovan) i ett frekvensområde upp till ca Hz. 15

27 Figur 3-8 Helmholtzresonator. En resonansabsorbent fungerar som ett akustiskt massafjädersystem, t.ex. en så kallad Helmholtzresonator. En Helmholtzresonator är ett enfrihetsgradssystem bestående av en innesluten fluidvolym (fjädern) och en ansluten hals (mynning) som ger upphov till en masströghetseffekt, se Figur 3-8. Resonatorn kan justeras till önskat dämpvärde genom att den helt eller delvis fylls med en porös absorbent. Panelabsorbent är en annan typ av resonansabsorbent där konstruktionen består av en böjvek platta (panel) som placerats framför en absorbent. Ett massa-fjädersystem, vilket bestämmer panelabsorbentens lägsta resonansfrekvens, byggs då upp av plattans massa och den inneslutna luften (fjädern). Panelabsorbentens verkningsområde (frekvensområde) kan justeras genom att variera avståndet mellan infästningarna (styvheten), plattans tjocklek och dess avstånd till väggen. Högre upp i frekvens inträffar resonansfrekvenser genom att stående vågor bildas mellan plattan och väggen Transmission och reflektion När en ljudvåg faller in mot en skiljeyta orsakar det impedanssprång som vågen möter att hela eller en del av vågen reflekteras. För en stel (orörlig) vägg är den specifika impedansen oändligt stor vilket innebär att den infallande vågen totalreflekteras. Om skiljeytan har möjlighet att röra sig kommer en del av ljudvågen att transmitteras. Skiljekonstruktioners förmåga att stoppa ljud beskrivs med hjälp av transmissionsfaktorn τ och reduktionstalet R enligt 6 7 τ = W t W i (6) R = 10 log 1 τ (7) där W i är totalt infallande akustisk effekt och W t är totalt transmitterad akustik effekt från en yta med arean S. För ljudvågor som faller in mot en skiljekonstruktion bestående av en absorbent och en platta måste en effektbalans råda enligt 8 W i = W r + W t + W dis (8) där W dis är den effekt som går förlorad via förluster i absorbenten eller på annat sätt. Ekvation (8) innebär att en skiljekonstruktions absorptionsfaktor α, se ekvation (4), kan beskrivas med en förlustterm och en transmissionsterm enligt 9 α = τ + W dis W i (9) Det går att visa att ljudreduktionen mellan två rum åtskilda med en skiljekonstruktion, där ett av rummen har en ljudkälla, beror av reduktionstalet och absorptionen i mottagarrummet enligt 10 L p,1 L p,2 = 10 log 1 + A 2 Sτ d (10) där L p,1 är ljudtrycksnivån i sändarrummet, L p,2 är ljudtrycksnivån i mottagarrummet, A 2 är ekvivalenta absorptionsarean i mottagarrummet, S är arean för skiljekonstruktionen och τ d är 16

28 transmissionsfaktorn vid diffust infall. För att experimentellt approximera reduktionstalet (transmissionsfaktorn) används ekvation 11 L p,1 = L p,2 + R d + 10 log A 2 S Reduktionstalet hos en skiljekonstruktion bestående av flera delelement beskrivs med följande uttryck 12 R = 10 log (11) S n S n 10 R n /10 (12) I praktiken sker ljudtransmissionen mellan två rum alltid via fler vägar än den direkta (enbart via skiljekonstruktionen) p.g.a. flanktransmission. Det verkliga reduktionstalet kallas normalt fältreduktionstalet R och är alltid lägre än reduktionstalet för den direkta vägen. Ljudtransmission genom en enkelvägg uppstår då infallande ljudvågor träffar väggens ena sida och orsakar vibrationer. Om enkelväggen är relativt tunn kommer det exciterade vibrationsfältet bestå av böjvågor som orsakar en ljudavstrålning från väggen. För specialfallet med ljudvågor som faller in vinkelrätt mot plattan uppstår inga böjvågor. Istället kan plattans rörelse liknas vid en stor kolv och ljudvågen beror då endast av plattans massa. Ljudreduktionen hos en enkelvägg beror av frekvensen och kan delas in i tre delområden enligt Tabell 3-3 och Figur 3-9, nollmodsområdet, fåmodsområdet och mångmodsområdet. Figur 3-9 Reduktionstalet som funktion av frekvensen för en enkelvägg, (principiell karaktär) [18]. I nollmodsområdet uppstår inga resonanser och plattan är styvhetskontrollerad. Plattans ljudreducerande förmåga beror av dess materialdata, geometri och inspänningsförhållanden. I nollmodsområdet kan mycket god ljudreduktion erhållas. I fåmodsområdet påverkas ljudreduktionen kraftigt av de moder som existerar inom frekvensintervallet. Vid resonansfrekvenser är ljudreduktionen nästan obefintlig medan mycket stor reduktion erhålls vid antiresonanser (inimpedansen är nästintill oändligt stor). I mångmodsområdet gäller den så kallade masslagen för frekvenser under koincidensgränsfrekvensen eller kritiska frekvensen, här kallad 17

29 koincidensfrekvensen, (den frekvens f c där böjvågshastigheten i väggen är lika med ljudets hastighet i luft c). Masslagen innebär att ljudreduktionen växer med 6 db vid fördubbling av frekvensen eller plattan/väggens massa. I en ändlig platta (vägg) reflekteras de påtvingade böjvågorna med plattans ränder vilket bildar ett efterklangsfält (stående vågfält) bestående av fria böjvågor. Ljudavstrålningen från en platta domineras av efterklangsfältet för frekvenser över koincidens. Det innebär att förbättring av ljudreduktionen med hjälp av dämpning enbart är meningsfullt över koincidensfrekvensen och i fåmodsområdet, se Figur För 100 mm betong är koincidensfrekvensen ca 200 Hz. Figur 3-10 Dämpningens påverkan på reduktionstalet för en enkelvägg [21]. En dubbelvägg är en skiljekonstruktion bestående av två enkelväggar med en luftspalt (eventuellt fylld med absorbent) emellan. Syftet med en dubbelvägg, eller annan skiljekonstruktion uppbyggd med flera skikt, är att förbättra ljudreduktionen utan att öka massan alltför mycket. Om de stående vågor som kan uppstå mellan skikten försummas eller dämpas ut med absorption kan transmissionsfaktorn för en skiljekonstruktion med N skikt beskrivas enligt 13 τ tot = τ 1 τ 2 τ n τ N. (13) Dubbelväggen är effektiv vid frekvenser som är väsentligt högre än dess gränsfrekvens, vilken motsvarar den grundresonansfrekvens f 0 det akustiska systemet har då den inneslutna luften uppträder som en fjäder och de två väggarna som massor. Dubbelväggens grundresonansfrekvens kan sänkas genom att göra luftspalten mellan väggarna bredare. För en dubbelvägg där väggelementen har samma massa växer ljudreduktionen med 12 db/oktav eller massfördubbling (jfr enkelvägg där ljudreduktionen växer med 6 db). För frekvenser under f 0 har luftspalten ingen betydelse och ljudreduktionen motsvarar den för en enkelvägg med dubbla massor. I frekvensområdet omkring f 0 fås en kraftig dipp, d.v.s. försämring, i reduktionstalskurvan. Koincidensfrekvensen har i stort samma betydelse för dubbelväggen som för enkelväggen. Två delskikt med samma koincidensfrekvens innebär att dalen i isoleringskurvan blir förstärkt jämfört med enkelväggen. Om delskikten däremot har väl åtskilda koincidensfrekvenser kommer delväggarnas koincidensdalar att utjämnas [22]. I praktiken konstrueras dubbelväggar med olika typer av fasta förbindelser mellan väggelementen (punkt eller linjeformade), t.ex. reglar. Dessa kan 18

30 via stomljudstransmission försämra ljudreduktionen avsevärt. Analogt med metoder för vibrationsisolering ska de fasta förbindelserna därför ha en tillräckligt hög mobilitet i jämförelse med väggarna. En noggrant avstämd och välkonstruerad dubbelvägg kan ge samma ljudisolering som en enkelvägg med en 5 10 gånger tyngre massa Ljudisolering vid låga frekvenser I byggnadssammanhang används ofta dubbelväggar som skiljekonstruktion. Vid dubbelväggens grundresonansfrekvens, se ovan, försämras ljudisoleringen kraftigt. För att inte grundresonansfrekvensen ska påverka luftljudsisoleringens vägda sammanfattningsvärde R w (medelvärde av uppmätta reduktionstal vid tersbanden Hz) konstrueras normalt dubbelväggar så att grundresonansfrekvensen hamnar under 100 Hz [22]. Det resulterar i att ljudisoleringen vid frekvenser under ca 100 Hz kan bli mycket låg hos vissa skiljekonstruktioner. Bäst ljudisolering vid låga frekvenser erhålls normalt hos tunga, styva väggar av t.ex. betong eller tegel. Även sammansatta gipsskivor på reglar kan ge relativt bra isolering i lågfrekvensområdet, förutsatt att grundresonansfrekvensen ligger mycket lågt, se Figur Ljudisoleringen hos fönster beror av arean där en ökning av fönsterarean kraftigt försämrar ljudisoleringen vid låga frekvenser, vilket sannolikt beror på att fönstrets styvhet minskar när arean ökar. Figur 3-11 Reduktionstal för tre lägenhetsskiljande väggar. Heldragen röd linje med punkter: massiv betongvägg (200 mm). Heldragen svart linje: lättvägg med tre lager gipsskivor på skilda reglar och skenor. Streckad blå linje med punkter: lättvägg med dubbla gipsskivor på saxad trästomme på gemensam syll [23] Mätmetoder Ljudisoleringen hos en fasad eller ett fasadelement bestäms vanligen genom att mäta skillnaden mellan ljudtrycksnivån framför fasaden (utomhus) och den rumskorrigerade ljudtrycksnivån innanför fasaden (inomhus). Det innebär att mätproblematik rörande mätning av både utomhusljud och ljud i rum måste beaktas. 19

31 SS-EN ISO Standard SS-EN ISO [24] Byggakustik Fältmätning av ljudisolering hos fasadelement och fasader är avsedd för ett frekvensintervall i ters- eller oktavband mellan Hz. Standarden är uppdelad i en elementmetod för mätning av ljudisoleringen för ett fasadelement och en global metod för mätning av ljudisoleringen för en hel fasad. De två metoderna är uppdelade i delmetoder utifrån vilken typ av ljudkälla som används. För mätning av ett fasadelements fältreduktionstal R rekommenderas i första hand en metod som använder högtalarexciterat brus som ljudkälla där högtalarens infallsvinkel på fasaden är 45. Reduktionstalet fås genom att jämföra ljudtrycksnivåer uppmätta på fasadelementets yta med rumskorrigerade nivåer uppmätta inomhus, se ekvation (14). Ekvationen bygger på att ljudfältet i mottagarrummet antas vara diffust samt att ljudets infallssvinkel på fasaden är 45. Ljudtrycksnivån utomhus mäts med en mikrofon placerad direkt på fasadelementet. Ljudtrycksnivån i mottagarrummet mäts i minst fem olika mikrofonpositioner jämt fördelade över rummets yta med minst 0,7 m mellan varje mikrofonposition. Avståndet mellan mikrofon och någon av rummets ytor ska minst vara 0,5 m. Trafikbuller kan användas som ljudkälla för situationer när högtalare inte kan användas, se ekvation (15). R 45 ger normalt resultat som är 0 2 db högre än uppmätta resultat med R tr,s. Elementmetoden rekommenderas när syftet med mätningen är att jämför ett specifikt fasadelements ljudisolerande förmåga med resultat uppmätta i laboratorium. 14 R 45 = L 1,s L lg ST 0,16V 1,5 (14) 15 R tr,s = L 1,s L lg ST 0,16V 3 (15) där L 1,s [db] är det logaritmiska medelvärdet av den ekvivalenta ljudtrycksnivån på fasadelementets yta, L 2 [db] är det logaritmiska medelvärdet av den ekvivalenta ljudtrycksnivån i mottagarrummet, S [m 2 ] är fasadelementets area, T [s] är rummets efterklangstid (uppmätt enligt standard ISO [25]) och V [m 3 ] är rummets volym. Den globala metoden avser mätning av den verkliga ljudisoleringen, inkluderat flanktransmission, hos en fasad i ett specifikt sammanhang. I första hand ska rådande bullersituation utgöra ljudkällan, t.ex. trafikbuller. För situationer där signal/brusförhållandet behöver förbättras kan högtalarexciterat brus användas som ljudkälla. Ljudnivåskillnaden D 2m fås genom att jämföra utomhusnivån med inomhusnivån, se ekvation (16). Ljudtrycksnivån utomhus mäts med en mikrofon placerad 2 m framför fasadens mittpunkt ca 1,5 m ovanför golvnivån i mottagarrummet. Enligt referens [26] är syftet med mikrofonpositionen 2 m framför fasad att uppnå mätresultat som siffermässigt överensstämmer med resultat som fås under laboratorieliknande förhållanden (ljudnivån 2 m framför fasad är ca 3 db högre än den A-vägda frifältsnivån). Ljudtrycksnivån i mottagarrummet mäts på samma sätt som beskrivs i elementmetoden. En standardiserad nivåskillnad med avseende på efterklangstiden i mottagarrummet fås enligt ekvation (17). En normaliserad nivåskillnad fås med avseende på mottagarrummets referensabsorptionsarea enligt ekvation (18). Metoden har en mätosäkerhet (reproducerbarhet) på ca 2 db. 16 D 2m = L 1,2m L 2 (16) 20

32 17 D 2m,nT = D 2m 10lg T T 0 (17) 18 D 2m,n = D 2m 10lg 0,16V TA 0 (18) där L 1,2m [db] är det logaritmiska medelvärdet av den ekvivalenta ljudtrycksnivån 2 m framför fasaden, L 2 [db] är det logaritmiska medelvärdet av den ekvivalenta ljudtrycksnivån i mottagarrummet, T [s] är rummets efterklangstid (uppmätt enligt standard ISO [25]), V [m 3 ] är rummets volym, T 0 = 0,5 s och A 0 = 10 m 2. För samtliga metoder ska skillnaden mellan bakgrundsnivå och ljudtrycksnivå med ljudkälla inklusive bakgrundsljud vara minst 6 db. Korrektion görs enligt ekvation (19) om uppmätt ljudtrycksnivå med ljudkälla inklusive bakgrundsljud är mellan 6 10 db högre än bakgrundsnivån. 19 L = 10lg 10 L sb /10 10 L b /10 (19) där L [db] är den korrigerade ljudtrycksnivån, L sb [db] är ljudtrycksnivån med ljudkälla inklusive bakgrundsljud och L b [db] är bakgrundsnivån. Sammanfattningsvärdet R w och D w är ljudisoleringen uttryckt som ett värde utifrån metod beskriven i ISO [27]. R w och D w [db] är värdet hos en referenskurva vid 500 Hz efter att den anpassats till uppmätta tersbandsvärden SS-EN ISO I standard SS-EN ISO [28] Byggakustik Fältmätning av luftljudsisolering mellan rum finns i (Annex D) en vägledning för mätning i lågfrekvensband. Vägledningen syftar på att vid frekvenser under generellt 400 Hz och i synnerhet under 100 Hz är ljudfältet i mottagarrummet inte längre diffust utan karakteriseras av ett mönster av stående vågor. Ljudtrycksnivån ökar med minskat avstånd till rummets gränsytor utifrån ett avstånd på ungefär en kvarts våglängd. För att undvika dessa ljudnivåtoppar bör avståndet mellan mikrofonposition och rummets närmaste yta ökas till minst 1,0 1,2 m och avståndet mellan mikrofonpositioner ökas till 1,4 m. Ett större antal mikrofonpositioner och högtalarpositioner (minst tre) ska användas i syfte att få ett mer korrekt rumsmedelvärde. Vidare ska minst en av rummets dimensioner motsvara en våglängd och en annan minst en halv våglängd av mittenfrekvensen för det lägsta frekvensband som mäts SP INFO 1996:17 Vägledning SP INFO 1996:17 [29] avser fältmätning av ljudnivå i rum för tredjedelsoktavbanden 31,5 200 Hz. Syftet med metoden är att med så få mikrofonpositioner som möjligt mäta ett ur störningssynpunkt representativt medelvärde av ljudtrycksnivån i ett rum. Metoden är utarbetad för att användas vid kontroll av bullernivån enligt Socialstyrelsens allmänna råd om lågfrekvent buller inomhus. En hörnposition bestäms utifrån en testmätning där mätpunkten med högst C-vägd ljudtrycksnivå fås genom att i rummets alla hörn svepa en mikrofon på ca 0,5 m avstånd till närmast yta. Vidare väljs två rumscentrerade mikrofonpositioner utifrån de platser i rummet där personer normalt befinner sig. Om möjligt ska positioner undvikas som motsvarar halv eller fjärdedels 21

33 rumsbredd eller rumslängd i rum med rektangulär golvyta, se Figur Mikrofonens placering ska motsvara öronhöjd med ett avstånd till närmaste yta på minst 0,5 m. L/4 B/4 L/12 B/12 Figur 3-12 De skuggade ytorna illustrerar positioner som motsvarar halv eller fjärdedels rumsbredd/längd för rum med rektangulära golvytor, vilka om möjligt ska undvikas. B och L symboliserar rumsbredd respektive rumslängd. Metoden förväntas ge ett rumsmedelvärde av ljudtrycksnivån som är 1 2 db högre, men mer representativt för den subjektivt upplevda störningen, jämfört med om ett stort antal rumscentrerade och jämnt fördelade mikrofonpositioner används. Mätosäkerheten för varje tredjedelsoktavband uppskattas till mindre än 6 db. Metoden som presenteras i SP INFO 1996:17 bygger i princip på metoden i standard SS-EN ISO 16032:2004 [30] Byggakustik Mätning av buller från installationer i byggnader Vägningsfilter och sammanfattningsvärden med avseende på låga frekvenser Idag används den A-vägda ekvivalenta ljudnivån som mått för att erhålla största möjliga överensstämmelse mellan mätvärde och störning, se Figur För lågfrekvent buller och fluktuerande buller kan denna överensstämmelse diskuteras. Den A-vägda ekvivalenta ljudnivån undertrycker till viss del låga frekvenser, framförallt om bullerkällan är av lågfrekvent karaktär, varför den C-vägda ekvivalenta ljudnivån då är mer lämplig. För att undersöka om bullerkällan är lågfrekvent används en metod som innebär att om den C-vägda ljudnivån är ca 15 db högre än den A- vägda ljudnivån så anses ljudkällan vara av lågfrekvent karaktär. Socialstyrelsen anger i sin handbok skillnaden 20 db. Metoden kan användas då den A-vägda ekvivalenta ljudnivån överstiger 30 db(a), vid lägre nivåer bör skillnaden tolkas med försiktighet [31]. En vägd ekvivalentnivå ger ingen information om bullrets karaktär vad gäller fluktuerande ljud eller förekomsten av toner, faktorer som kan uppfattas störande. Enligt referens [32] uppfattas fluktuerande nivåer som mer störande än stationärt buller vid lika ekvivalentnivå. Däremot har förekomsten av toner i lågfrekvensområdet ingen eller liten inverkan på störningsupplevelsen [33]. Socialstyrelsen har tagit fram riktlinjer för lågfrekvent buller i bostadsrum. Riktlinjerna innefattar maximala ekvivalenta (ovägda) ljudtrycksnivåer i tredjedelsoktavband mellan 31,5 200 Hz. 22

34 Figur 3-13 A-vägningskurva [34]. Vanligtvis bestäms bostäders ljudisolering utifrån sammanfattningsvärdena D nt,w eller R w vilka är beräknade för ett frekvensintervall mellan 100 Hz 3,15 khz. Detta frekvensintervall är lämpligt för ljudkällor som t.ex. tal, men olämpligt då bullret härstammar från t.ex. stereoanläggning eller hembiosystem vilka normalt har betydelsefulla ljudtrycksnivåer under 100 Hz Beräkningsmodell En beräkningsmodell för uppskattning av luftljudsisoleringen mot utomhusljud för byggnader presenteras i standard EN [35]. Ljudisoleringen uttrycks antingen som fasadens reduktionstal R eller som nivåskillnaden D 2m,nT och beräknas utifrån reduktionstalet på samtliga av fasadens delelement. Resultat erhålls i ters- eller oktavband eller som sammanfattningsvärde enligt metoden i ISO [27]. Fasadens reduktionstal R för ett diffust infallande ljudfält beräknas enligt 20 R = 10lg τ e,i + n i=1 där τ e,i är fasadelementens transmissionsfaktor, τ f är flankelementens transmissionsfaktor, n är antalet fasadelement och m är antalet flankelement. Fältreduktionstalet R 45 och R tr,s beräknas enligt 21 m f=1 τ f (20) R 45 = R + 1 (21) och 22 R tr,s = R (22) Nivåskillnaden D 2m,nT, se ekvation (18), beror av R och fasadens utformning (t.ex. inverkan av balkong eller terrass) och beräknas enligt 23 D 2m,nT = R + L fs + 10lg V 6T 0 S (23) 23

35 där V är rummets volym [m 3 ], S är arean på fasaden sett inifrån rummet [m 2 ], L fs är nivåskillnaden orsakad av fasadens utformning och T 0 = 0,5 s. Transmissionsfaktorn τ e,i bestäms för små och stora element enligt 24 respektive 25 τ e,i = A 0 S 10 D n,e,i/10 (24) τ e,i = S i S 10 R i/10 (25) där A 0 = 10 m 2, D n,e,i är den normaliserade nivåskillnaden för små element, S är arean på fasaden sett inifrån rummet [m 2 ], S i är elementets area [m 2 ] och R i elementets reduktionstal. Den ljudtransmission som orsakas av fasta förbindningar i elementen ska vara inkluderade i R i, om inte ska den beräknas enligt Appendix B i standarden. Flankelementens transmissionsfaktor τ f kan bestämmas enligt standard SS-EN [36] men är normalt försumbar. Om stela och tunga element av t.ex. betong eller tegel är sammanfogade med andra stela element i rummet kan flanktransmission ha betydelse. I sådana fall är det normalt tillräckligt att kompensera för flanktransmissionen genom att dra av 2 db från R. Utifrån indata i form av reduktionstal för varje delelement, uppmätta i laboratorium enligt ISO [37], fås resultat i tersband mellan Hz. Modellen kan användas för lägre frekvensband om indata finns tillgängliga, då är dock modellens precision inte känd. 24

36 4 Litteraturstudie Litteraturstudien är uppdelad i tre delar som behandlar lågfrekvent buller med avseende på vindkraftljud, mätning i rum och ljudisolering. 4.1 Lågfrekvent ljud från vindkraftverk Den slutsats som generellt kan dras från tidigare arbeten inom området är att lågfrekvent ljud från vindkraftverk kan uppnå hörbara men mycket sällan störande ljudtrycksnivåer. Det lågfrekventa vindkraftljudet maskeras vanligen effektivt av trafikbuller, industribuller, vindalstrat vegetationsljud, ljud från vattendrag, vågbrus eller andra typer av ljudkällor. Hörbart lågfrekvent vindkraftljud kan uppstå i bostadshus belägna i tysta lantliga områden. Normalt är dessa ljudtrycksnivåer under rekommenderade riktvärden men kan uppfattas störande för människor som är extra känsliga för lågfrekvent ljud. I Figur 4-1 ges exempel på ljudnivån hos några typiska ljudkällor och ljudnivån hos ett 3,6 MW vindkraftverk. Figur 4-1 Exempel på A-vägda lågfrekventa ljudtrycksnivåer hos ett vindkraftverk på 3,6 MW jämfört med typiska bakgrundskällor. L pa,lf är den A-vägda ljudtrycksnivån i frekvensintervallet Hz [3]. I rapporten The measurement of low frequency noise at three UK wind farms [38] från Hayes McKenzie Partnership har mätningar utförts i slutet på 2005 på tre olika vindkraftverk efter att klagomål på lågfrekvent vindkraftljud uppmärksammats i lokal media. Varje vindkraftverk har en effekt på 1,3 MW och närmsta bostad ligger 1030 m från ett av verken. Analysen av mätresultaten 25

37 visar att lågfrekvent ljud med nivåer strax över hörtröskeln uppmättes inomhus. Det har inte gått att säkerställa ljudkällan till uppmätta nivåer. Lågfrekvent trafikbuller från närliggande vägar visade sig ge högre ljudtrycksnivåer än vindkraftverken. I den audioinspelning som gjorts av utomhusljudet kunde amplitudmodulerat vindkraftljud knappt urskiljas från bakgrundsljud i form av en rinnande fors och vindalstrat vegetationsbrus. Det finns en möjlighet att boende har hört det svischande amplitudmodulerade vindkraftljudet (normalt i frekvensintervallet Hz hos moderna vindkraftverk [3]) och misstolkat det som lågfrekvent ljud. I artikel Infrasound from wind turbines Facts, Fiction or Deception [39] av Dr. Geoff Leventhall analyseras bland annat mätresultaten från ett vindkraftverk på 1,5 MW. Mätningen är gjord 65 m från verket en blåsig dag. Slutsatsen dras att under 40 Hz kan vindkraftljud inte urskiljas från den vindalstrade bakgrundsnivån. Vidare påpekas att turbulenta luftflöden vid navet kan ge ökade lågfrekventa ljudnivåer men att den dominerande ljudkällan hos vindkraftverk är det fluktuerande svischande ljudet som ofta misstolkas som lågfrekvent buller. G.P. van den Berg har i Do wind turbine produce significant low frequency sound levels [40] utfört mätningar vid en bostadsfasad ca 750 m från en vindkraftpark med 17 verk. Vindkraftverken är indelade i två rader med 10 verk i raden närmast bostaden och 7 verk i den bakre raden. Varje vindkraftverk har en effekt på 2 MW. I Figur 4-2 presenteras resultaten från mätningen (utan information om vindhastighet eller bakgrundsnivå). Författaren kommer till slutsatsen att de högst uppmätta ljudtrycksnivåerna inträffar i lågfrekvensområdet. Det kan dock inte visas att lågfrekvent ljud från vindkraftverk orsakar störande ljudnivåer. Korrelationen mellan uppmätta nivåer och A- vägda ljudnivåer visar att majoriteten av de hörbara ljudnivåerna inträffar mellan Hz. Figur 4-2 Heldragna linjer visar tersbandsnivåer från utomhusmätningar nära bostad 750 m från vindkraftpark med 17 verk. Vänster axel (i db): ovägda resultat från 200 fortlöpande mätningar med en sekunds mellanrum (heldragen tjock linje visar medelvärdet). Höger axel: korrelationskoefficienten mellan de 200 tersbandsnivåerna och den A-vägda ljudtrycksnivån [40]. 26

38 Mätresultat från vindkraftparken Castle River i Alberta presenteras i Acoustic and geophysical measurement of infrasound from wind farm turbines [41] av Howard G. Hepburn. Vindkraftparken är belägen på öppet slättlandskap och avser 60 stycken vindkraftverk: 1 Vestas V44, 600 KW med en tornhöjd på 40 m och 59 stycken Vestas V47, 660 kw med en tornhöjd på 50 m. Mätningar utfördes med vindkraftparken i drift och med parken avstängd på 50 och 1000 m avstånd till närmaste linje med vindkraftverk. Mätningarna är gjorda under låga, mellanhöga (6 10 m/s) och höga vindhastigheter i frekvensintervallet 6,3 200 Hz, se mätresultat i Bilaga Mätresultaten visar att vindkraftparken alstrar högst ljudtrycksnivåer vid vindhastigheter mellan 6 10 m/s. För lägre och högre vindhastigheter är vindkraftljudet svårt att urskilja från bakgrundsnivåerna. Uppmätta resultat på 1000 m avstånd från parken visar att vindkraftljudet sammanfaller med bakgrundsnivån. Vid låga vindhastigheter uppmättes lägre ljudnivåer med vindkraftparken i drift jämfört med nivåer då parken var avstängd. I avsnitt 6.2 presenteras fler mätresultat från immissionsmätningar av vindkraftljud The beat is getting stronger: The effect of atmospheric stability on low frequency modulated sound of wind turbines, G.P. van den Berg I artikeln [42] förespråkas att immissionsmätningar från vindkraftverk görs vid stabila atmosfärsförhållanden vilket normalt inträffar sent på kvällen eller på natten. Vid stabila atmosfärsförhållanden ändras vindprofilen så att vindhastigheten nära marken avtar medan vindhastigheten på högre höjd ökar. Det innebär att vid bostadshus nära marken blir maskeringseffekten orsakad av vindbrus mycket låg medan ljudemissionen vid rotorbladen riskerar att öka. Ljudemissionsökningen beror av högre vindhastighet, större vindhastighetsgradient samt av mindre turbulens, se nedan. I immissionspunkten resulterar vindprofilsändringen i ett fluktuerande ljud med tydlig amplitudmodulation i takt med bladpassagerna. I referens [42] dras utifrån beräkning och mätning slutsatsen att ljudnivåskillnader L Amax L Amin i närheten av vindkraftsparker ( m) ofta uppgår till ca 5 db och vid enstaka tillfällen 8 9 db. Mätresultaten är grundade på långtidsmätningar gjorda nära Rhede vindkraftpark sommaren 2002 och Inga bakgrundsmätningar kunde göras men författaren försäkrar att uppmätta ljudnivåer dominerades av vindkraftljud. Skillnaden i vindhastighet mellan vingbladens lägsta och högsta position gör att luftens infallsvinkel på rotorbladen ändras. Ju mer infallsvinkeln avviker från den optimala desto mer ökar ljudemissionsnivån. Vid stabila atmosfärsförhållanden ökar vindhastighetsgradienten vilket leder till en förstärkt amplitudmodulation. Det resulterar i ett pulsliknande ljud i immissionspunkten med stora ljudnivåskillnader vilket kan uppfattas som mycket störande. Vid stabila atmosfärsförhållanden minskar lokala turbulensfenomen vilket leder till en mer jämn vindhastighet. Flera närliggande vindkraftverk kan då enligt van der Berg, synkroniseras på ett sådant sätt att alstrade ljudpulser från flera verk hamnar i fas vilket höjer ljudnivån på det fluktuerande ljudet i immissionspunkten. Sannolikt måste det vara en serie omständigheter som leder fram till detta, t.ex. att bladen på olika verk har samma rotationsvinkelläge och att avståndsskillnaden är sådan att ljudvågorna kommer till mottagaren ungefär samtidigt. Vindkraftverken har individuell varvtalsreglering och det är osannolikt att de skulle ha samma vinkelläge. Vidare motiveras nattmätningar av att vindalstrat mikrofonbrus minimeras eftersom mikrofonpositionen normalt är nära marken där vindhastigheten är som lägst. Mikrofonbrus är ett 27

39 vanligt förekommande problem vid mätning av ljud från vindkraft, framförallt vid låga frekvenser där vindbruset kraftigt överstiger källjudet. 4.2 Mätning av lågfrekvent buller Field measurement of airborne sound insulation between rooms with non-diffuse sound fields at low frequencies, C. Hopkins, P. Turner Syftet med artikeln [43] är att ta fram en metod för fältmätning av ljudtrycksnivåer och efterklangstid i små rum (< 50 m 3 ) där ljudfältet för låga frekvenser inte kan antas vara diffust. Metoden som presenteras avser mätningar i tredjedelsoktavbanden 50, 63 och 80 Hz. Med en kombination av hörnplacerade och rumscentrerade mikrofonpositioner ger metoden en god uppskattning av ljudtrycksnivåns rumsmedelvärde och en klart förbättrad repeterbarhet. Standard ISO [28] avser mätning av ljudisolering mellan rum och är avsedd för rum där ljudfältet antas vara diffust. I standarden (Appendix D) finns en vägledning för mätning vid låga frekvenser som påpekar att ett diffust ljudfält inte kan antas för frekvenser under ca Hz, framförallt i rum < 50 m 3. I syfte att uppnå ett mer korrekt rumsmedelvärde ska därför mikrofonpositionernas avståndsanvisningar fördubblas och rumscentrerade positioner undvikas (p.g.a. ljudtrycksnoder i rummets mitt), se avsnitt Vidare ska minst en av rummets dimensioner motsvara en våglängd och en annan minst en halv våglängd av mittenfrekvensen för det lägsta frekvensband som mäts. De restriktioner som ges i ISO (Appendix D) innebär att för mätning ner till 50 Hz får rummets dimensioner inte understiga 6,88 x 3,44 x 2,1 = 49,7 m 3. För normala bostadsrum (som ofta är < 50 m 3 ) med en takhöjd på ca 2,1 2,5 m innebär restriktionerna att mikrofonpositioner enbart är tillåtna i ett mycket smalt område i mitten av rummet, vilket i sin tur ska undvikas (p.g.a. förekomsten av resonansnoder). Sammanfattningsvis konstateras att standard ISO och är mycket svåra att följa vid mätning av frekvenser under ca 100 Hz i små bostadsrum. Utgångspunkt för framtagning av metoden var det arbete som tidigare utförts av Simmons i referens [44]. För att ta fram en metod som på ett tidseffektivt sätt ger ett rumsmedelvärde som väl stämmer överens med det verkliga rumsmedelvärdet har ett stort antal mätningar gjorts både i laboratorium och i fält. Mätningar gjordes i två rum åtskilda med en skiljevägg av lättviktskonstruktion där ena rummet användes som sändarrum och det andra som mottagarrum. I laboratoriet gjordes mätningar i rum med rumsvolymer mellan 17,7 38,7 m 3. Fältmätningen bestod av mätningar i 37 stycken bostadsrum, med rumsvolymer mellan m 3, där skiljeväggen var en lättviktskonstruktion med trä- eller stålstomme. Mikrofonpositioner delades in utifrån ett tredimensionellt finmaskigt nät i syfte att jämföra olika positioners påverkan på det faktiska rumsmedelvärdet av ljudtrycksnivån. Resultaten visar att ljudtrycksnivån i små rum varierar kraftigt för frekvenser under ca 100 Hz p.g.a. låg modtäthet. Generellt var ljudtrycksnivån som störst vid väggar och i hörn medan lägst ljudtrycksnivå uppmättes i mitten av rummet. Resultaten visar att om enbart rumscentrerade mikrofonpositioner används fås ett rumsmedelvärde som är lägre än det verkliga. Ovanför Schröderfrekvensen (ca Hz) är ljudfältet relativt homogent. Vid Schröderfrekvensen är modbredden lika med tre gånger modluckan. Vid rummets gränsytor är dock nivåerna högre p.g.a. interferens, ca 3 db nära vägg, ca 6 db nära kant och ca 8 db nära hörn. Schröderfrekvensen approximeras utifrån 28

40 26 f s = 2000 T V (26) där T [s] är efterklangstiden och V [m 3 ] är rumsvolymen. Resultaten visar även att ljudtrycksnivån var som störst i hörnen motsatt skiljeväggen. I praktiken tar det för lång tid att mäta upp och kartlägga alla rumsmoder som orsakar stora ljudnivåskillnader varför en mätmetod måste fungera bra utan vetskap om rummets moder. I syfte att minska mättiden men fortfarande uppnå ett korrekt rumsmedelvärde rekommenderas en metod kallad LFMP (low frequency measurement protocol). Metoden går ut på att mätningar av ljudtrycksnivån i rum utförs enligt ISO för frekvenser ner till 100 Hz. Därutöver behöver kompletterande mätningar göras i tersbanden 50, 63 och 80 Hz med hjälp av hörnpositioner. Rumsmedelvärdet beräknas därefter med formel 27 L LF = 10lg 2 100,1L ISO ,1L corner 3 (27) Ekvation (27) är framtagen utifrån referens [44] där vägningsfaktorn 2 framför L ISO är empiriskt framtagen. L corner beräknas för mottagarrummet genom att ljudtrycksnivån mäts i de fyra hörn som är motsatt skiljekonstruktionen. Därefter används de tersbandsnivåer som har högst ljudtrycksnivå, vilket innebär att tersbandsnivåer från olika hörn kan kombineras. Mätningar i hörnpositionerna ska utföras på ett avstånd uppskattningsvis mellan ca 0,3 0,6 cm från rummets begränsningsytor. Testmätningar gjordes 1 cm från vägg vilka visade sig ge otillfredsställande ljudtrycksnivåer med avseende på rumsmedelvärdet. Efterklangstiden är svår att mäta vid låga frekvenser eftersom linjära avklingningskurvor för T 20 och T 30 normalt bara inträffar när många moder existerar i frekvensbandet. I bostadsrum där efterklangstiden är kort vid låga frekvenser, vilket kan vara fallet när väggarna är lättviktskonstruktioner med trä- eller stålstomme, inträffar osäkerheter eftersom uppmätta efterklangstider då påverkas av filter och detektorer i analysatorn. Som riktlinje för mätning av efterklangstiden föreslås att resultaten kan anses rimliga om BT > 8, där B är bandbredden och T är efterklangstiden. Om kriteriet inte går att uppfylla kan efterklangstiden approximeras till 0,5 s, alternativt kan resultaten vid 63 Hz användas för lägre frekvenser, förutsatt att efterklangstiden vid 63 Hz uppfyller kriteriet. För att utreda precisionen i LFMP-metoden jämfördes rumsmedelvärdet av alla mikrofonpositioner L All (utspridda enligt ett finmaskigt nät) med rumsmedelvärdet uppmätt med ISO och LFMP. Laboratorietest och fältmätningar visade att L LF låg ± 1 db från L All (95 % konfidensintervall på ca 1 db), medan ISO tenderar att visa ett för lågt rumsmedelvärde Mätning av lågfrekvent buller från luftbehandlingsanläggningar, S. Tyrland, J. Svensson Rapporten [32] undersöker metoder för mätning och utvärdering av lågfrekvent buller från ventilationsanläggningar inom frekvensområdet Hz. Utredningens litteraturstudie visar att det råder liten skillnad mellan uppfattbarhet och störning för buller vid låga frekvenser varför mätningar 29

41 och utvärderingar måste vara precisa och entydiga. Den A-vägda ekvivalenta ljudnivå som normalt används idag för att erhålla största möjliga överensstämmelse mellan mätvärde och störning anses ha en högst diskutabel överensstämmelse för lågfrekvent buller och fluktuerande buller. Fluktuerande ljudnivåer visar sig uppfattas som mer störande än stationärt buller vid lika ekvivalentnivå. Vidare kan ljudtryckspåverkan via yttre hörselgången vara mindre störande än t.ex. påverkan av andra sensorer (t.ex. tryckpåverkan av mellangärdet). Mätningar har utförts i byggnader där ventilationsanläggningar utgjort ljudkälla och i laboratorium där ljudeffekt från en högtalare matats in i mätrummet via en kanal, liknande en ventilationstrumma. Mätningar har gjorts i slutet mätrum och i öppet mätrum (rum med t.ex. fönster eller dörr öppen) för ett antal olika mikrofonpositioner, däribland hörnpositioner. I laboratorierummet uppmättes första rumsresonansfrekvens vid ca 27 Hz. Som förväntat blev ljudtrycksfördelningen vid första resonansfrekvensen symmetriskt kring en tänkt yta mitt i rummet. Skillnaden i ljudtrycksnivå mellan ett av rummets hörn och en punkt mitt i rummet uppgick till 30 db. Vidare visade sig skillnaden i ljudtrycksnivå mellan olika hörn i rummet vara stor för frekvenser över ca 35 Hz. I det slutna mätrummet var ljudtrycksnivån (1,25 m över golv) konstant med frekvensen i ett av hörnen. I de andra hörnen varierade ljudtrycksnivån hos frekvenser över ca 30 Hz. Hos övriga positioner i rummet inträffade relativt stora ljudtrycksvariationer med avseende på frekvensen, vissa resonansfrekvenser kunde dock urskiljas. Resultaten från det öppna mätrummet visar att ljudtrycksfördelningen blir i det närmaste oförändrad jämfört med det slutna rummet förutom vid de frekvenser där resonans mellan öppning och rum inträffar. Vid den så kallade Helmholtzfrekvensen uppstår ett ljudtrycksmaximum medan ljudtrycksnivån för frekvenser under Helmholtzfrekvensen sänks kraftigt, se Figur 4-3. Helmholtzfrekvensen kan approximeras med formel 28 f 2 H = 2, A V L + 0,96 A där A är öppnings area, V är rummets volym och L är längden på öppningen. Resonansfrekvensens ljudtrycksnivå bestäms av resonatorns Q värde som i sin tur bestäms av bland annat ljudkällans impedans, väggarnas absorption och öppningens utseende. Resonansen påverkas lite av vanliga absorbenter eller möbler. (28) 30

42 Figur 4-3 Ljudtrycksnivåer i db som funktion av frekvensen i rum med stela väggar med rumsdimensionerna 6,3 x 2,5 x 2,5 m 3. Heldragen linje motsvarar slutet rum. Streckad linje motsvarar rum med öppning (t.ex. fönster). Helmholtzfrekvens vid 5,2 Hz överensstämmer med beräkning enligt ekvation (28) där A = 0, 40 m 2, V = 55, 1 m 3 och L = 0, 19 m [32]. Författarna rekommenderar att minst två mikrofonpositioner används vid mätning av lågfrekvent buller. En position ska vara där personer förväntas uppehålla sig och den andra i ett hörn. Modellförsök och teoretiska betraktelser visar att alla rumsresonanser har maximum i rummets hörn. Fördelen med att mäta i ett hörn är att antiresonanser undviks. Under första rumsresonansen blir det uppmätta ljudtrycket relativt jämt och för frekvenser under ca halva första rumsresonansfrekvensen är ljudtrycksnivån i rummet konstant oberoende av mätpunkt. För rörliga väggar blir förhållandena besvärligare att förutsäga men kan beräknas med finita elementmetoder. Vidare ska ljudtryckets förändring över tiden registreras i syfte att analysera eventuell förekomst av fluktuerande buller EFP 06 project: Low frequency noise from large wind turbines Measurement of sound insulation of facades, Delta Rapporten [45] presenterar en metod för mätning av luftljudsisoleringen hos fasader i frekvensintervallet Hz och mätresultat för tio olika rum i fem typiska familjebostadshus belägna i närheten av vindkraftanläggningar i Danmark. Syftet med mätmetoden är att undersöka om lågfrekvent ljud från vindkraftverk uppnår störande ljudtrycksnivåer inomhus varför fasadisoleringen uttrycks som ljudnivåskillnaden utomhus/inomhus i stället för det vägda reduktionstalet för fasadelement R w. Mätmetoden utgår från standard ISO [24] där högtalarexciterat brus används som ljudkälla. Ljudtrycksnivån utomhus mäts med mikrofon placerad direkt på fasad (6 db dras av från uppmätta resultat för att erhålla frifältsvärden). I mottagarrummet använder sig metoden av fyra mikrofonpositioner placerade 0,01 0,02 m från närmaste begränsningsyta i ett tredimensionellt hörn, se Figur 4-4. På så vis mäts en ljudtrycksnivå som enbart överstigs i 10 % av rumsvolymen och ligger 3 4 db över rumsmedelvärdet. Syftet med att mäta rummets maximala ljudtrycksnivå är att 31

43 med god marginal säkerställa att inga störande nivåer kan uppfattas. Uppmätt ljudtrycksnivå korrigeras inte för mottagarrummets absorption. Korrektion för bakgrundsnivån görs, om nödvändigt, enligt ISO Metodens precision är inte känd men en uppskattad 90 % osäkerhet omkring ± 5 7 db anses rimligt. Figur 4-4 Exempel på 3D-position där mikrofonen är placerad mycket nära tre begränsningsytor [45]. I Bilaga 11.4 presenteras de fem hustyper där ljudisoleringsmätningar företogs. Resultaten från mätningarna visar att ljudisoleringen hos bostadshus vid låga frekvenser varierar kraftigt, bland annat beroende på huskonstruktionen och mottagarrummens storlek och utformning. I Bilaga 11.5 och i Figur 4-5 presenteras ljudisoleringen hos respektive hus som ljudnivåskillnaden mellan frifältsvärdet utomhus och ljudtrycksnivån i 3D-positionerna inomhus. Resultaten visar även att ljudtrycksnivån mellan de olika hörnpositionerna varierar kraftigt, se Figur 4-6. Figur 4-5 Ljudnivåskillnaden i db per tersband för fem mindre rum i olika hustyper. Mätobjekten betecknas med ortsnamn [45]. 32

44 Figur 4-6 Ljudnivåskillnaden i db per tersband för fyra olika hörnpositioner uppmätta i litet rum (Slangerup) [45]. Mätningar gjordes även med mikrofonpositioner i mottagarrummet enligt ISO I frekvensintervallet 8 50 Hz uppmättes relativt lika ljudtrycksnivåer med de båda metoderna. För högre frekvenser blev däremot ljudnivåskillnaden uppmätt med 3D-positioner 5 10 db lägre jämfört med resultat erhållna med mikrofonpositioner enligt ISO 140-5, se Figur 4-7. Figur 4-7 Mätresultat för ett litet rum (Værløse). Ljudnivåskillnaden i db per tersband uppmätta med mikrofonpositioner i mottagarrummet utifrån 3D-positioner, LFM (dansk metod för mätning av lågfrekvent buller) och ISO [45]. Som framgår av resultaten i Bilaga 11.5 varierar resultaten kraftigt framförallt i frekvensband under 63 Hz. I tabell Tabell 4-1 redovisas ljudisoleringsmedelvärdet av uppmätta resultat från samtliga 10 mottagarrum. Enskilda tersbandsvärden kan avvika med upp till ca 15 db från medelvärdet. 33

45 Tabell 4-1 Medelvärdet av ljudtrycksnivåskillnaden utomhus/inomhus. Resultaten avser mätningar utförda i 10 st olika rum [45]. Frekvens [Hz] , ΔL [db] 16,7 15,5 19,1 13,3 12,0 15,2 16,1 18,3 15,9 16,1 16,7 4.3 Ljudisolering i lågfrekvensområdet Tilläggsisolering av tak- och ytterväggar mot flyg- och trafikbuller, S-O. Benjegård, J-I. Gustafsson I rapporten [26] från 1983 undersöks den ljudisolerande effekten på olika byggkonstruktioner efter att tilläggsisolerande åtgärder gjorts. Ljudisoleringen för redan befintliga huskonstruktioner mäts och olika mätmetoder analyseras. Mätningarna är gjorda i frekvensintervallet Hz och avser buller från flyg- och vägtrafik Mätmetod Rapporten utreder olika mätmetoder varav en del slutsatser är av intresse avseende lågfrekvent buller från vindkraftverk. Bland annat utreds skillnaden mellan ljudisoleringsmätningar i fält med högtalarexciterat brus som ljudkälla enligt ISO (1983) och under laboratorieliknande förhållanden där ett påkopplat sändarrum används enligt ISO 140/1-3 (1983). I Tabell 4-2 presenteras uppmätt ljudisolering för olika konstruktionstyper mätt med båda metoderna. Resultaten visar att fältmätningar ger något lägre ljudisoleringsvärden jämfört med laboratorieliknande mätningar, sannolikt på grund av att flanktransmission och läckage m.m. orsakar högre ljudtrycksnivåer i mottagarrummet. Ljudisoleringsmätningar gjordes även med flygbuller och motorsågsbuller som ljudkälla. Resultaten visar att ljudisoleringen för olika konstruktionstyper kan variera upp till ca 9 db per tersband i frekvensintervallet Hz beroende på vilken ljudkälla som använts och ifall mikrofonen placerats dikt an fasad eller dikt an skiva på tak. I ISO anges en mätmetodik där en utomhusmikrofon placeras 2 m framför fasad. Syftet med denna placering, som ger en uppmätt ljudtrycksnivå ca 3 db högre jämfört motsvarande frifältsvärde, är att ge ett ljudisoleringsvärde som siffermässigt överensstämmer med det ljudisoleringsvärde som fås vid laboratorieliknande mätningar. För att undvika interferensproblem, framförallt vid låga frekvenser, bör dock mikrofon vid utomhusmätning fästas på en hård skiva som placeras direkt på fasaden. Den uppmätta ljudtrycksnivån blir då 6 db högre än motsvarande frifältsvärde. 34

46 Tabell 4-2 Skillnad i ljudtrycksnivå L [db] (utomhus/inomhus) för respektive objekt uppmätt enligt ISO med utomhusmikrofon placerad direkt på fasad och ISO 140/1-3 med påkopplat sändarrum. För mätningar gjorda enligt ISO har utomhusnivån korrigerats 3 db för att ge nivån 2 m framför fasad [26]. L [db] Frekvens [Hz] A1 A2 B1 B2 C1 C Medel Hz 25,3 23,6 24,6 23,6 33,6 30,0 Objektsbeskrivning: A Väggkonstruktion: Timmervägg, Utvändigt: 1" lockpanel i trä, Invändig: Pärlspont B Regelvägg tilläggsisolerad med korslagda reglar, mineralull, 2x9 mm dips + Al.panel C Regelvägg tilläggsisolerad med Serporock 1 ISO 140/1-3 2 ISO Ljudisoleringsförbättrande åtgärder Generellt är de tilläggsisolerande åtgärder som undersöks i rapporten effektivast över ca 125 Hz. Under 100 Hz har tilläggsisoleringen ingen större verkan och ger i vissa fall negativ effekt. Den typ av tilläggsisolering på befintlig grundkonstruktion som gav bäst ljudisolerande effekt i frekvensintervallet Hz var av dubbelväggskaraktär, se Tabell 4-3. Effekten var som störst för frekvenser över 200 Hz och under 100 Hz gav konstruktionen negativ effekt. Hög ljudisolering (frekvenser > 200 Hz) kan uppnås med relativt lätta väggar om två skikt med stort inbördes avstånd utan förbindningar används. Grundresonansfrekvensen i dubbelväggen beror av tyngden på skikten och avståndet emellan. Vid grundfrekvensen är ljudisoleringen lägst men stiger därefter rent teoretiskt, med avseende på masslagen, med 12 db/oktav. Trippelkonstruktioner visade sig i vissa fall ge lägre isolering jämfört med om ett skikt togs bort. Tilläggsisolering bör göras på utsidan av fasaden för att undvika flanktransmission. Ljudisolerad ventilation kan åstadkommas genom att använda ljuddämpade kanaler till frisklufttillförseln. I bostadshus där entrén sker via en hall är ofta ljudisoleringen hög eftersom en form av luftsluss bildas. Vid byte av ytterdörr bör en tung och tät dörr användas. Vid tätning av fönster och dörrar har silikonlister bäst isolerande egenskaperna Ljudisolering hos olika huskonstruktioner För att bestämma ljudisoleringen hos en yttervägg genom att enbart undersöka fönstret bör väggytans ljudisolering vara db högre än fönstret för en fasad med en fönsterandel på %. I äldre bostadshus är vanligen ljudisoleringen hos ytterväggskonstruktionen (exklusive fönster) sämre än den hos ett fönster av treglaskonstruktion. 35

47 Sneda takkonstruktioner där inner- och ytterkonstruktionen utgör en enhet har generellt låg ljudisolering. Något bättre blir ljudisoleringen om ett vindsutrymme finns mellan bostadsrum och yttertak, se Tabell 4-3. Tabell 4-3 Uppmätt reduktionstal R [db] före och efter tilläggsisolerad grundkonstruktion. Skillnad i ljudtrycksnivå L [db] (utomhus/inomhus) för olika typer av byggnadskonstruktioner [26]. R [db] ΔL *db+ Frekvens [Hz] A före A efter B före B efter C D E F Medel Hz 25,1 33,1 15,5 23,3 25,6 25,2 30,0 21,4 Objektsbeskrivning (uppmätt enligt ISO 140/1-3 med påkopplat sändarrum): A före Yttervägg: 5" timmer, Invändig beklädnad: Pärlspont, Utvändig beklädnad: 1" bräder A efter Tilläggsisolering Serporock: 100 mm mineralull + 30 mm puts, 4 ledade kramlor per m 2 mellan puts och grundkonstruktion Objektsbeskrivning (Ljudkälla: Flygbuller): B före Yttertak av bräder + enkupigt tegel B efter Yttertak av bräder + enkupigt tegel, vindsutrymme. 5" bjälklag med sågspånsfyllning, innertak av råspont C D Ytterväggskonstruktion: 2"+ 2" plank med luftspalt emellan. Innerbeklädnad: Hård träfiberskiva, Ytterbeklädnad: Stående 1" lockpanel i trä. Fönstret tilläggsisolerat Ytterväggskonstruktion: Plankvägg + stående 1" lockad träpanel, Innerbeklädnad: Tretex, Yttertak: Papp på bräder (gemensam ytter- och innertakskonstruktion) E F Ytterväggskonstruktion: 2"x4" reglar + 2"x2" reglar + mineralull, Ytterbeklädnad: Asfaboard + fjällpanel, Innerbeklädnad: Träfiberskiva Ytterväggskonstruktion: 2"x4" reglar, Ytterbeklädnad: Asfaboard + Fjällpanel, Innerbeklädnad: Träpanel, Fönsterarea 1,5 m 2 (ej igensatt + stort fönsterparti mot inglasat uterum) Sound insulation at low frequencies, A. Pietrzyk I en serie artiklar [46] undersöks luftburen ljudtransmission vid låga frekvenser (tersband Hz). Med hjälp av numerisk modellering och laboratoriemätningar analyseras reduktionstalet för en skiljekonstruktion mellan två rum. Resultaten visar att reduktionstalet vid låga frekvenser beror av inte enbart skiljeväggens egenskaper utan också av rummens dimensioner, ljudkällans position och efterklangstiden. Det innebär att reduktionstalet, framförallt vid låga frekvenser, är ett mått på de ljudisolerande egenskaperna för kopplingen mellan rum-skiljevägg-rum. Standarder utgår ifrån att reduktionstalet beror enbart av väggen och är därför oberoende av sammanhanget. Resonemanget bygger på antagandet om ett diffust ljudfält vilket inte är fallet vid låga frekvenser (under ca Hz för normala vardagsrum) vilket innebär att andra faktorer kan påverka reduktionstalet. Masslagen för skiljekonstruktioner innebär att ljudisoleringen hos lättviktskonstruktioner normalt är dålig vid låga frekvenser. För tunga och stela skiljekonstruktioner sammanfaller ofta väggens första resonansfrekvenser med de första rumsresonanserna vilket leder till en påtaglig försämring av ljudisoleringen. För de allra flesta väggkonstruktioner leder ljudfältets fåmodskaraktär vid låga frekvenser till att reduktionstalet varierar kraftigt beroende på 36

48 resonansmatchningen mellan angränsande rum och skiljekonstruktionen. Hos ett normaltstort vardagsrum på ca 40 m 3 finns ca 6 egenfrekvenser under 100 Hz. Reduktionstalets påverkan av kopplingen mellan rum-skiljevägg-rum vid låga frekvenser har undersökts genom en omfattande teoretisk analys och genom numeriska simuleringar på 656 olika rumskombinationer och 5 olika väggar. Resultaten från modelleringen har verifierats genom laboratoriemätningar. Undersökningen behandlar både lättviktskonstruktioner (enkelväggar och dubbelväggar) och tunga betongväggar. Vid ljudtransmission i det undersökta lågfrekvensområdet uppstår resonanser i tunga skiljekonstruktioner men inte i lättviktskonstruktioner. Resultaten visar att vid låga frekvenser är skillnader i reduktionstal beroende på rumskonfigurationer som störst för tunga skiljekonstruktioner där ljudtransmissionen påverkas av resonanser i väggen. Skillnaden i reduktionstal definieras som skillnaden mellan maximalt respektive minimalt värde för olika rumskonfigurationer. Tunga skiljekonstruktioner hade skillnader i reduktionstal på över 40 db i 50 Hz bandet, upp till 30 db för tersbanden 63 och 80 Hz och upp till 20 db för tersbanden Hz. Lättviktskonstruktioner hade skillnader i reduktionstal mellan db i 50 Hz bandet och upp till 12 db för tersbanden 63 och 80 Hz. Över 100 Hz var skillnaden obetydlig för lättviktskonstruktioner. För dubbelväggar som hade en grundresonansfrekvens (systemets lägsta mekaniska resonansfrekvens) vid 50 Hz avtog skillnaden i reduktionstal ner till 10 db runt den frekvensen. För lättviktskonstruktioner visade sig medelvärdet för alla olika rumskombinationer motsvara det beräknade reduktionstalet för en oändlig platta. Detta var inte fallet med tunga skiljekonstruktioner. Undersökningen visar att rumsresonanser påverkar reduktionstalet som minst när rumslängderna för sändar- och mottagarrummet är skilda med ca 1 m och som mest när rummen är lika stora. Vidare minskar skillnaden i ljudisolering mellan olika situationer när dämpningen i rummen ökar. Resultaten från undersökningen bygger på numeriska beräkningar och laboratoriemätningar. Huruvida resultaten även gäller i fältsammanhang har inte undersökts. Det är mycket möjligt att i fältsituationer kan modmatchning mellan rum och skiljekonstruktioner maskeras av faktorer som flanktransmission, läckage m.m Experimental study for control of sound transmission through double glazed window using optimally tuned Helmholtz resonators, M. Qibo, P. Stanislaw Artikeln [47] presenterar en metod som förbättrar ljudisoleringen vid låga frekvenser hos tvåglasfönster med hjälp av optimalt avstämda Helmholtzresonatorer (HR). Tvåglasfönster eller andra skiljekonstruktioner bestående av två skikt (väggar) med en luftspalt mellan skikten har normalt lågt reduktionstal vid låga frekvenser i närheten av dubbelväggens grundresonansfrekvens (den resonansfrekvens som svarar mot att den inneslutna luften uppträder som en fjäder och väggelementen som massor). Genom att använda inbyggda HR i fönster, avstämda efter fönstrets grundresonansfrekvens, är tanken att förbättra ljudisoleringen i det här frekvensområdet. Undersökning gick ut på att designa HR utifrån en teoretisk modell som tagits fram i referens [48] och sedan verifiera resultaten experimentellt. Det tvåglasfönster som valts att undersöka hade en uppskattad grundresonansfrekvens vid 83,9 Hz. I praktiken är ofta den verkliga grundresonansfrekvensen något lägre vilket även här var fallet. Genom laboratoriemätning visade sig fönstrets grundresonansfrekvens ligga vid 72,5 Hz. Vidare fann man även två kopplade (struktur- 37

49 fluid) resonansfrekvenser vid 57,2 Hz och 99 Hz, se Figur 4-8. I Tabell 4-4 presenteras de HR som designats utifrån fönstrets resonansfrekvenser. Framtagna HR placerades längsmed fönstrets kanter i den inneslutna luftvolymen mellan fönsterglasen, där är ljudtrycksnivån som störst och påverkan på sikten genom fönstret som minst. Två varianter med 3 respektive 6 stycken HR inmonterade i fönstret undersöktes. Figur 4-8 Diagrammet visar tvåglasfönstrets grundresonansfrekvens f MAM. Vänster axel visar nivån av transmitterat ljud vid diffust infall, vinkelrätt infall och 45 infall. Högtalarexciterat vitt brus användes som ljudkälla [47]. Tabell 4-4 Helmholtzresonatorer designade i syfte att förbättra ljudisolering vid fönstrets resonansfrekvenser [47]. Resultaten från den experimentella undersökningen visar att vid fönstrets grundresonansfrekvens 72,5 Hz minskade ljudtransmissionen med ca 10 db med hjälp av HR. Vid resonansfrekvenserna 57,5 Hz och 99 Hz varierade resultaten beroende på ljudets infallsvinkel. Vid 57,5 Hz minskade HR ljudtransmissionen med 9,5 db, 6,5 db och 18 db vid diffust, vinkelrätt respektive 45 infall. Vid 99 Hz var minskningen av ljudtransmissionen 6,5 db vid diffust infall medan nästan ingen förbättring uppnåddes vid 45 infall. Antalet HR visade sig ha liten betydelse och för en ökning från 3 6 stycken HR i fönstret uppnåddes i genomsnitt enbart en förbättring på ca 1 2 db. I syfte att undersöka hur HR fungerar i praktiska sammanhang gjordes mätningar då ljudkällan bestod av olika typer av trafikljud, se resultat i Figur

50 Figur 4-9 Tersbandsmätningar av ljudtransmissionen hos ett tvåglasfönster med och utan HR (6 stycken). Tvåglasfönstret exciterades av ett diffust ljudfält där ljudkällan utgjordes av laboratoriesimulerad helikopterlandning (a), passage av tåg (b), passage av flygplan (c) och motorvägsbuller (d) [47]. 4.4 Sammanfattning av litteraturstudien Lågfrekvent vindkraftljud i närheten av bostadshus har normalt så låga ljudtrycksnivåer att det effektivt maskeras av bakgrundsljud. Inomhus kan ljudet uppfattas men är vanligen under nivåer som anses störande. Under specifika förhållanden när flera olika faktorer samverkar på ett visst sätt kan störande lågfrekvent vindkraftljud förekomma inomhus, då vanligen i form av ett pulserande ljud. P.g.a. det stående vågmönster som bildas i ett rum vid låga frekvenser blir ljudtrycksnivån högre vid rummets hörn jämfört med i rumscentrerade punkter. Vid mätning av lågfrekvent ljud i bostadsrum, framförallt i rum < 50 m 3, rekommenderas att hörnmikrofonpositioner adderas till konventionella mikrofonpositioner för att uppnå ett mer representativt rumsmedelvärde. Ljudisoleringen hos skiljekonstruktioner i frekvensintervallet Hz kan variera kraftigt beroende på rådande förhållanden. Hos vissa frekvenser kan samverkan mellan rumsresonanser och väggens egenmoder resultera i mycket låg ljudisolering. Tilläggsisolering med syfte att förbättra R w -värdet hos en fasad är normalt effektivast över ca 200 Hz. Under 100 Hz är verkan vanligen mycket liten eller ibland negativ. I tvåglasfönster finns en möjlighet att använda optimalt avstämda Helmholtzresonatorer för att motverka ljudisoleringsdippar vid grundresonansfrekvenserna. 39

51 5 Fältstudien 5.1 Ljudisoleringsmätning av bostadsfasad Fältmätningen ägde rum i oktober 2009 i ett bostadshus i södra Sverige. På grund av en pågående intressekonflikt har publikation av mätdatum, mätplats och fotografier tyvärr inte varit möjlig vid tidpunkten då den här rapporten skrevs. Syftet med mätningen var att undersöka om redan befintlig standard för fasadisoleringsmätning ISO [24] och vägledning för ljudnivåmätning i rum vid låga frekvenser SP INFO 1996:17 [29] gick att anpassa för mätning ner till 20 Hz. Vidare var målet att införskaffa mätdata för ljudisoleringen av ett typiskt bostadshus på den svenska landsbygden Objektsbeskrivning Bostadshuset Huset var högt beläget i relativt öppen terräng där marken i området kring huset var gräsbevuxen. På ca 200 m avstånd från huset i riktning mot vindkraftverket fanns ett skogsparti. Det närliggande vindkraftverket låg på en kulle snett ovanför huset på ca 600 m avstånd, se Figur 5-1. Vindhastigheten vid rotorn på vindkraftverket uppgick på mätdagen till 12 m/s med riktningen 251. Vid husets fasad var det betydligt lugnare men kraftiga vindbyar förekom vilket gav höga bakgrundsnivåer. Figur 5-1 Bostadens position i förhållande till vindkraftverket Fasaden till mottagarrum Fasaden till det bostadsrum som var målet för mätningen var placerad på andra våningen i en gammeldags bondstuga. Fasadkonstruktionen bestod av en tilläggsisolerad 4 bred timmervägg med ytterpanel av furu och innerpanel av gipsskivor. Tilläggsisoleringen bestod av ett 600 mm c/c regelsystem av 4 träreglar med 100 mm mineralull i regelsystemets luftspalt. Centrerat på fasadväggen var ett energieffektivt 2-glasfönster (B x H = 1385 x 1285 mm 2 ) av märket Traryd placerat. Fönsterglasens tjocklek uppgick till 4 mm (per glas) med en 12 mm bred luftspalt mellan glasen. 40

52 Mottagarrum Rummet var rektangulärt med ena kortsidan mot fasaden. Volymen av rummet uppgick till 54 m 3 med dimensionerna L x B x H = 5,9 x 3,8 x 2,4 m 3. Rummet var kraftigt möblerad med gott om ljudabsorberande och reflekterande ytor. Väggen bestod av gipsskivor upphängda på reglar. Otätheter i form av glipor och sprickor kan förekomma i väggen eftersom huset är mycket gammalt (byggt i slutet av 1800-talet) Metod Mätmetoden utgick ifrån standard ISO [24] där högtalarexciterat rosa brus användes som ljudkälla. Ett relativt stort antal mikrofonpositioner användes i mottagarrummet med syftet att jämföra befintliga standarder och mätmetoder Genomförande Uppställning Som ljudkälla användes högtalarexciterat rosa brus. För att uppnå tillräckligt höga ljudtrycksnivåer i förhållande till bakgrundsnivån i frekvensintervallet Hz användes en aktiv bashögtalare (subwoofer). Ljudtrycksnivåer utomhus mättes med en analysator där mikrofonen (½ ) placerades direkt på fönstret till mottagarrummet. Ljudtrycksnivåer i mottagarrummet mättes med analysator där mikrofonen (½ ) flyttades runt till olika mikrofonpositioner mellan mätningarna. I Figur 5-2 illustreras mätuppställningen. Instrumentlista och instrumentinställningar redovisas i Bilaga Figur 5-2 Mätuppställning av mikrofoner (markerat med bokstäver) och högtalare Mätning Ljudtrycksnivån utomhus på fasaden och inomhus i mottagarrummet mättes simultant för varje mikrofonposition med mättiden 30 sekunder. Vid varje position mättes först bakgrundsnivån och därefter ljudtrycksnivån med ljudkällan påslagen. Vindkraftverket var igång under hela mätningen Efterklangstid Rummets efterklangstid mättes med analysator enligt standard ISO [25] med högtalarexciterat rosa brus och fem mikrofonpositioner. Efterklangstiden kunde på grund av analysatorns begränsning enbart mätas ner till 50 Hz. 41

53 R'45 [db] Mikrofonpositioner på fasad För att utvärdera skillnaden mellan att placera fasadmikrofonen på fönstret jämfört med på fasadväggen gjordes mätningar för fyra mikrofonpositioner: två på fasadväggen intill fönstret och två på fönstret. I det här sammanhanget visade sig det vara minimal skillnad på de olika positionerna (0,3 db) varför en fönsterposition slutligen valdes av praktiska skäl Resultat Analysen av resultaten gjordes i frekvensintervallet Hz. Analysatorn möjliggjorde mätning av efterklangstid ner till 50 Hz. För tersbanden mellan Hz antogs en efterklangstid på 0,5 s enligt metod föreslagen i referens [43]. För samtliga mikrofonpositioner uppfylldes kravet på skillnad mellan bakgrundsnivå och ljudtrycksnivå med ljudkälla påslagen i frekvensintervallet Hz. Standardavvikelsen per tersband (med ljudkälla påslagen) uppgick till 0,8 2,0 db för utomhusmätningarna och 1,1 9,1 db för inomhusmätningarna. Samtliga mätdata presenteras i Bilaga Reduktionstal och ljudnivåskillnad Fasadens reduktionstal R 45( Hz ), definierad som medelvärdet av tersbandsreduktionstalen, uppmättes till 23,4 db med mikrofonpositioner i mottagarrummet enligt ISO och till 21,4 db enligt SP INFO 1996:17 [29]. I Figur 5-3 visas resultaten för samtliga tersband. Som förväntat uppmättes något högre ljudtrycksnivåer i mottagarrummet med metod SP INFO vilket resulterade i ett lägre reduktionstal. Ljudnivåskillnaden D 2m( Hz ) mellan en position två meter framför fasad och mottagarrum uppmättes till 26,3 db med mikrofonpositioner i mottagarrummet enligt ISO och till 24,3 db enligt SP INFO 1996:17, se Figur 5-4 för samtliga tersbandsresultat. Fältreduktionstalet R 45 35,0 30,0 25,0 ISO (Medel=23,4 db) SP INFO (Medel=21,4 db) 20,0 15,0 10, , Frekvens [Hz] Figur 5-3 Reduktionstalet för mikrofonpositioner enligt ISO och SP INFO 1996:17. 42

54 D 2m [db] Ljudnivåskillnad D 2m 35,0 30,0 25,0 ISO (Medel=26,3 db) SP INFO (Medel=24,3 db) 20,0 15,0 10, , Frekvens [Hz] Figur 5-4 Ljudnivåskillnad för mikrofonpositioner enligt ISO och SP INFO 1996:17. Utomhusnivån mättes dikt an fasaden varför ljudtrycksnivån korrigerats med 3 db, ingen korrektion för rumsabsorptionen har gjorts. Om resultaten korrigeras med ytterligare 3 db fås ljudskillnaden inomhus/utomhus (frifältsvärde) Bakgrundsnivå Med de vindförhållanden som rådde vid mättillfället uppmättes en bakgrundsnivå (medelvärde Hz) i bostadsrummet på 39,5 db och 60,4 db utomhus vid fasad. För respektive tersband låg alla uppmätta ljudtrycksnivåer under Socialstyrelsens riktlinjer [2], se Tabell 5-1. Bakgrundsljudet utomhus dominerades av vindsus. Ljud från vindkraftverket kunde inte uppfattas vare sig inomhus eller utomhus, sannolikt p.g.a. vindriktningen och det vindalstrade bakgrundsljudet. Den A-vägda ekvivalenta frifältsnivån uppgick till 46,2 db(a) och den C-vägda ekvivalenta frifältsnivån uppgick till 63,8 db(c). Skillnaden mellan A-vägd och C-vägd nivå uppgick till 17,6 db för bakgrundsnivån utomhus vid mättillfället. Den höga bakgrundsnivån orsakades med största sannolikhet av vindbrus. Resultaten visar att ljud från vindkraftverk, som inte överstiger 40 db(a) utomhus, kommer i det här fallet med god marginal inte att överstiga Socialstyrelsens riktlinjer för lågfrekvent buller. Tabell 5-1 Jämförelse mellan bakgrundsnivåer och Socialstyrelsens riktlinjer. Bakgrundsnivån för respektive tersband är den uppmätta logaritmiskt medelvärdesbildade ljudtrycksnivån över samtliga mikrofonpositioner i mätrummet. Frekvens [Hz] Bakgrundsnivå inomhus [db] SOSFS 2005:6 L eq [db] 20 45, ,4 31,5 43, , , ,5 41, , , , , ,

55 Mikrofonpositioner En utvärdering gällande mikrofonpositioner i mätrummet gjordes där rumscentrerade positioner jämfördes med hörnplaceringar, se resultat i Bilaga Hörnplacering av mikrofon visade sig ge något högre ljudtrycksnivåer vilket bekräftar teori i referens [29] och [43]. Den 3D position som föreslås i referens [45] (placering av mikrofon i hörn mycket nära vägg) gav högst ljudtrycksnivå. Gällande fasadmätningen där olika mikrofonpositioner undersöktes genom att utomhusmikrofonen uppsattes direkt på fasadväggen respektive direkt på fönstret uppmättes en skillnad i ljudtrycksnivå på endast 0,3 db Jämförelse med immissionsmätning Vid ett tidigare tillfälle utfördes en ackrediterad immissionsmätning (ÅF-Ingemansson) med avseende på det vindkraftverk som befann sig närmast bostaden, se Figur 5-1. Mätningen utfördes med mätskiva och dubbla vindskydd dikt an fasad enligt Elforsk 98:24. Mätningen ägde rum vid samma fasad som i fältstudien. Den A-vägda ekvivalenta ljudtrycksnivån uppmättes i immissionspunkten till ca 39 db(a) och till ca 40 db(a) vid vindhastigheterna 6 m/s och 8 m/s nedströms verket. Vindhastigheterna avser en punkt på 10 m höjd vid vindkraftverket. Ljudtrycksnivåerna utomhus i tersbanden 31,5 200 Hz vid ekvivalentnivån 39 db(a) var som mest ca 6 db över Socialstyrelsens inomhusriktlinjer. I tersbanden 31,5 Hz och 40 Hz var ljudtrycksnivån 12 db respektive 6 db under riktlinjerna. Det innebär att det är mycket osannolikt att Socialstyrelsens allmänna råd om lågfrekvent buller inomhus överskrids då ekvivalentnivå utomhus är ca 40 db(a). 44

56 6 Analys 6.1 Resultat från fältstudien Bostadens ljudisolering Mätobjektets fasadisolering mot luftljud visade sig vara relativt effektiv vid låga frekvenser. Slutsatsen blir att då utomhusnivån, avseende vindkraftalstrat ljud vid bostaden, uppfyller Naturvårdsverkets krav på 40 db(a) [1] kommer Socialstyrelsens riktvärden för maximala ljudtrycksnivåer vid låga frekvenser inomhus [2] att uppfyllas med god marginal. Bostadens relativt goda ljudisolering kan sannolikt förklaras av att den, i energisparande syfte, tilläggsisolerade fasaden resulterat i en relativt tung dubbelvägg där framförallt timmerväggen effektivt förbättrar ljudisoleringen i det masskontrollerade frekvensområdet. Fönstret är sannolikt fasadens svaga punkt men dock tillräckligt ljudisolerat för att inte akustiskt kortsluta den sammanlagda fasadisoleringen. Mottagarrummet var kraftigt möblerat med många absorberande och reflekterande ytor vilket sänker ljudnivån i rummet. Ljudisoleringen hos fasader kan försämras för frekvenser som sammanfaller med mottagarrummets egenfrekvenser, framförallt om rumsmoderna sammanfaller med väggens resonanser. I Tabell 6-1 är mottagarrummets första rumsresonanser uppskattade utifrån en enkel överslagsberäkning med ekvation (2). Även om de beräknade rumsmoderna gäller för omöblerade rum med väggar som antas vara akustiskt hårda kan vissa slutsatser dras utifrån mätresultaten i Figur 5-3 och Figur 5-4. Första resonansfrekvensen vid 29,1 Hz sammanfaller väl med den ljudisoleringsdipp som inträffar i tersbandet 31,5 Hz. Den andra och tredje rumsmoden vid 45,1 Hz och 53,7 Hz sammanfaller med nästa dipp i tersbandet 50 Hz. Den ljudisoleringstopp som inträffar vid 40 Hz kan bero på att en antiresonans inträffar mellan första och andra rumsmoden. Över den tredje rumsmoden blir modtätheten för stor för att kunna utläsa några samband. För frekvenser under första rumsmoden (ca 29 Hz) är ljudfältet relativt konstant, eftersom inget stående vågmönster då bildas. Det innebär att ljudtrycksnivån blir näst intill oförändrad oavsett mikrofonposition, se standardavvikelsen vid 20 Hz i Bilaga Tabell 6-1 Mottagarrummets tio första resonansfrekvenserna beräknade enligt ekvation (2) med rumsdimensionerna x = 3, 8 m, y = 5, 9 m och z = 2, 4 m, väggarna antas vara akustiskt hårda. För ljudhastigheten c har antagits 340 m/s. n x, n y, n z f [Hz] , , , , , , , , , ,2 45

57 6.1.2 Mätmetod Som tidigare nämnts uppmättes som väntat högre ljudtrycksnivåer i mottagarrummet med mikrofonpositioner enligt SP INFO [29] jämfört med positioner enligt ISO [24]. Kraftiga vindbyar orsakade sporadiskt höga bakgrundsnivåer. Trots att bara ett vindskydd användes var vindbrus i mikrofonmembranet inget större problem eftersom utomhusmikrofonen var fäst dikt an fasaden som befann sig relativt i lä. Bakgrundsnivåns tidssignal bestod av glesa amplitudtoppar orsakade av de sporadiskt kraftiga vindbyarna. Utomhusnivåns tidssignal med ljudkälla påslagen var däremot relativt konstant vilket innebär att tillfälliga vindbyar inte kunde överrösta ljudkällan. Slutsatsen blir att mikrofonbrus inte utgjorde något problem vid mätningen. Metoden att använda högtalarexciterat ljud vid mätning av fasadljudisoleringen visade sig fungera väl trots att analysen gällde låga frekvenser och bakgrundsnivån var hög. Den bashögtalare som användes gav tillräckliga ljudtrycksnivåer för att överstiga bakgrundsnivån inomhus med minst 6 db. En kraftfullare högtalare hade varit än bättre för att skapa ett mer konstant ljudtryck. När hörnet med störst ljudtrycksnivå skulle bestämmas, enligt vägledning SP INFO [29], uppstod svårigheter på grund av att ljudtrycksnivån varierade relativt kraftigt Efterklangstid Vid mätningen av efterklangstider uppstod stora osäkerheter vid framförallt frekvenser under 125 Hz. I frekvensband där den uppmätta efterklangstiden är kortare än analysatorns minimikrav för (bandvidd x mättid) och då bakgrundsnivå är för hög, visas en varningsmarkering som indikerar att mätresultaten inte är pålitliga. Dessa varningsmarkeringar uppkom på samtliga tersbandsmätningar under 125 Hz. Generellt är osäkerheterna stora vid mätning av efterklangstiden vid låga frekvenser i vanliga rum. I Figur 6-1 och Figur 6-2 jämförs reduktionstal erhållna med uppmätt efterklangstid och resultat där efterklangstiden har approximerats till 0,5 s hos samtliga tersband. För frekvenser under analysatorns verkningsområde (50 Hz) antogs en efterklangstid på 0,5 s enligt metod föreslagen i referens [43]. Jämförelsen visar att reduktionstalet blir högre vid längre efterklangstid eftersom korrektionen då blir mindre, se även Tabell 11-9 och Tabell i Bilaga Intuitivt uppfattades absorptionen i mottagarrummet vid mättillfället som mycket hög varför de uppmätta efterklangstiderna, trots stora mätosäkerheter, sannolikt ger en mer korrekt bild av det verkliga reduktionstalet jämfört med det som erhålls med standardiserad efterklangstid. Det finns dock en möjlighet att de verkliga efterklangstiderna är ännu kortare än de uppmätta vilket innebär att det verkliga reduktionstalet i så fall är lägre än det uppmätta. 46

58 R'45 [db] R'45 [db] Fältreduktionstalet R 45 35,0 30,0 ISO ISO (T=0,5s) 25,0 20,0 15,0 10, , Frekvens [Hz] Figur 6-1 Fältreduktionstalet erhållet med uppmätt ( Hz) respektive approximerad efterklangstid. Den uppmätta efterklangstiden var på grund av hög absorption i mottagarrummet relativt kort vilket ger ett lägre reduktionstal. Under 50 Hz antogs T = 0, 5 s i båda fallen. Fältreduktionstalet R 45 35,0 30,0 SP INFO SP INFO (T=0,5 s) 25,0 20,0 15,0 10, , Frekvens [Hz] Figur 6-2 Fältreduktionstalet erhållet med uppmätt ( Hz) respektive approximerad efterklangstid. Den uppmätta efterklangstiden var på grund av hög absorption i mottagarrummet relativt kort vilket ger ett lägre reduktionstal. Under 50 Hz antogs T = 0, 5 s i båda fallen Jämförelse mellan uppmätt och beräknad ljudisolering Fasadkonstruktions reduktionstal R 45( Hz ) beräknades enligt standard SS-EN [35] Byggakustik Luftljudsisolering mot utomhusljud (vilken modelleringsprogrammet Bastian delvis bygger på). Med ekvation (20), (21) och (25) från avsnitt beräknades reduktionstalet R 45( Hz ) genom att summera transmissionsfaktorn hos väggkonstruktionen och fönstret. Transmissionsfaktorn bestämdes utifrån de två elementens area och reduktionstal. Med konstruktionsdata från avsnitt uppskattades reduktionstalet för respektive element med beräkningsprogrammet Insul, se Bilaga Flanktransmissionsfaktorn i ekvation (20) sattes till noll eftersom nödvändiga detaljerade konstruktionsdata inte fanns att tillgå. Beräkningen begränsades av 47

59 att Insul enbart ger tersbandsvärden ner till 50 Hz. I experimentellt syfte användes det lägsta beräknade tersbandsvärdet för frekvenserna under 50 Hz (markerat med rött i Tabell 6-2). Enligt standard [35] är flanktransmissionen normalt försumbar vid uppskattning av luftljudsisolering mot utomhusljud såvida konstruktionen inte består av stela, tunga fasadelement av till exempel betong eller tegel som är kopplade till andra element i mottagarrummet. För de fall då flanktransmissionen anses ha betydelse räcker det normalt med att dra av 2 db från reduktionstalet R. Standarden avser då ett reduktionstal för ett stort frekvensintervall mellan ca Hz. I Tabell 6-2 jämförs beräknade resultat med uppmätta värden från fältstudien. Medelvärdesskillnaden i frekvensintervallet Hz uppgick till ca 2 db mellan beräknat och uppmätt reduktionstal. Per tersband uppgick skillnaden till mellan ca 0 6 db. Vid beräkning av en fasads ljudisolering används normalt ljudisoleringsdata som är uppmätta under ideala laboratorieliknande förhållanden, vilka normalt skiljer sig från verkligheten. Flanktransmission, läckage via sprickor och håligheter samt fasadelementens infästningsförhållanden är faktorer som normalt bidrar till att uppmätta värden i fält är lägre än beräknade. Resultaten från fältstudien påverkades sannolikt av bl.a. fönstrets infästning i väggen, t.ex. via läckage mellan fönsterkarm och vägg, vilket beräkningsmetoden inte tar hänsyn till. Om beräknade tersbandsvärden subtraheras med 2 db, liknande metod i standard [35], fås värden som bättre överensstämmer med fältresultaten. Metoden att approximera reduktionstalet för frekvenser under 50 Hz genom att använda det lägst beräknade tersbandsvärdet kan i det här sammanhanget anses fungera relativt bra. Vid tersbandet 31,5 Hz är dock det uppmätta värdet något lägre än det beräknade. Det kan förklaras med att mottagarrummets första rumsresonans inträffar vid 29,5 Hz, se Tabell 6-2Tabell 6-1. Fasadens dubbelväggskonstruktion har enligt Insul sin grundresonansfrekvens vid ca 61 Hz, se Bilaga Under denna frekvens uppträder väggen som en enkelvägg vilket medför en försämring av ljudisoleringen. Vidare finns en möjlighet att väggens fåmodsområde återfinns omkring Hz. Det skulle i sin tur kunna innebära att den låga respektive höga uppmätta ljudisoleringen vid 31,5 Hz och 40 Hz beror av en väggresonans respektive en antiresonans, se fältresultat i Tabell 6-2. Under 30 Hz är i så fall väggen styvhetskontrollerad vilket kan förklara den uppmätta stegringen i ljudisolering under tersbandet 31,5 Hz, se fältresultat i Tabell 6-2. Slutsatsen blir att beräkningsmetoden kan anses ge relativt god överensstämmelse mellan beräknade och uppmätta värden. Det bör dock påpekas att i fasadens fåmodsområde kan stora variationer inträffa på grund av resonanser och antiresonanser i rummet, vilket beräkningsmetoden inte tar hänsyn till, samt att dubbelväggens isolerande förmåga över grundresonansfrekvensen inte är fullt lika god i verkligheten. 48

60 Tabell 6-2 Beräknat och uppmätt reduktionstal i db i frekvensintervallet Hz. Eftersom beräkningsmetoden enbart gäller ner till 50 Hz användes det lägsta beräknade tersbandsvärdet approximativt för frekvenser under 50 Hz (markerat med rött i tabellen). Frekvens [Hz] R 45(Insul ) R 45 Insul, 2 db R 45(ISO 140 5) R 45(SP INFO ) , ,7 22,7 23,4 21,4 6.2 Lågfrekvent vindkraftljud vid Leq=40 dba I syfte att undersöka sannolikheten att Socialstyrelsens riktlinjer för lågfrekvent buller inomhus överskrids då den A-vägda ekvivalenta vindkraftalstrade ljudtrycksnivån utomhus är 40 db(a) analyseras nedan det ovägda frekvensspektrat mellan Hz hos några immissionsmätningar där vindkraftljud eller vindkraftljud och bakgrundsljud uppmätts till ca 40 db(a) Sammanställning av immissionsnivåer i tersband Hz Figur 6-3 visar resultaten från en ljudimmissionsmätning i X Mätningen utfördes av ÅF- Ingemansson och enligt Elforsk 98:24. Resultaten avser ett 70 m högt (navhöjd) vindkraftverk med den nominella effekten 1 MW där avståndet till immissionspunkten uppgick till ca 650 m. Området kring vindkraftverket var kuperat och terrängen mjuk skogsmark. Skillnaden mellan uppmätta tersbandsnivåer utomhus och Socialstyrelsens riktlinjer varierar från db. Endast i intervallet Hz låg utomhusnivån över riktlinjerna. Störst skillnad uppmättes vid 200 Hz där ljudnivån låg 11 db över Socialstyrelsens riktlinjer. Det innebär att i det här fallet behövs en fasadljudisolering med ett reduktionstal större än 11 db i intervallet Hz för att klara riktlinjerna. Det klaras av normala hus utan problem. 49

61 Figur 6-3 Den streckade linjen visar den linjära frifältsnivån vid mätning dikt an fasad ca 650 m från vindkraftverket. Den ekvivalenta A-vägda ljudtrycksnivån uppgick till 40 db(a). Korrektionen med 3 db vid höga frekvenser gjordes för att kompensera för att mikrofonen inte var dikt an fasaden. (Källa: Martin Almgren, ÅF-Ingemansson.) Figur 6-4 visar uppmätta ljudtrycksnivåer från en immissionsmätning av Lillgrund vindkraftpark utförd av ÅF-Ingemansson. Vindkraftljud gick inte att urskilja från bakgrundsljudnivån. Om man hypotetiskt tänker sig att vindkraftljudet är lika starkt som uppmätta nivåer skulle det krävas en fasadisolering med reduktionstal större än ca 7 db för att klara riktvärden inomhus i intervallet Hz. Det klaras av alla normala hus. Figur 6-4 Ljudtrycksnivåer i immissionspunkten. Vindkraftljud gick inte att urskilja från bakgrundsnivån. (Källa: Lillgrund WPP. Immissionsljudmätning vid Bunkeflostrand efter driftsättning av verken. Ljudmätning enligt kontrollprogram. ÅF-Ingemansson rapport på uppdrag av Vattenfall Vindkraft AB, ) 50

62 I rapport [49] beräknas ljudutbredning från Andmyrans vindkraftpark enligt Naturvårdsverkets beräkningsmodell beskriven i [4]. Som ingångsdata användes uppmätta ljudeffektnivåer enligt standard IEC , se avsnitt På 1000 m avstånd från vindkraftparken beräknades den ekvivalenta utomhusnivån till 40 db(a). Beräknade tersbandsnivåer utomhus mellan visade sig ligga mellan 0 10 db över Socialstyrelsens riktlinjer. I en Holländsk artikel [40] presenteras mätresultat uppmätta 750 m från Rhede vindkraftpark med 17 stycken 2 MW verk, se Figur 6-5 och avsnitt 4.1. Mätningen är utförd 2 m framför en fasad på 1,5 m höjd. Resultaten har därför korrigerats med -3 db. Den A-vägda ekvivalenta ljudtrycksnivån uppgick till ca 50 db(a). Vindhastigheten och bakgrundsnivån är okänd men om man antar att ljudtrycksnivåerna är orsakade av vindkraftparken behövs en ljudisolering på minst ca 16 db i de tersband med högst ljudtrycksnivå för att klara inomhusriktlinjerna. Det ska påpekas att mätningen är utförd på natten. De relativt höga nivåer som uppmätts kan eventuellt förklaras av den teori som presenteras i Teorin avser de specifika meteorologiska förhållanden som innebär höga stabila vindhastigheter vid navhöjd och låga vindhastigheter vid marken. Vid den här typen av förhållanden som kan inträffa under kvällar och nätter kan vindkraftverken i en vindkraftpark samverka på ett sådant sätt som, i kombination med höga vindhastigheter vid navet och lågt maskeringsljud vid marken, är mycket gynnsamt för ljudutbredning, se även avsnitt Det finns en möjlighet att den här typen av förhållanden rådde vid mättillfället. Figur 6-5 Ljudtrycksnivåer uppmätta 750 m från vindkraftparken (Rhede) 2 m från fasad [40]. Vindhastigheten och bakgrundsnivån är okänd, L eqa 50 db(a). Delta har jämfört resultaten med en bakgrundsnivå vid 7 m/s som är uppmätt vid ett annat tillfälle [3]. Mätresultat från en Kanadensisk immissionsmätning [41] på 1000 m avstånd till en vindkraftpark med 60 stycken verk visas i Figur 6-6. Höga vindhastigheter rådde vid mättillfället vilket förklarar de relativt höga ljudtrycksnivåerna. Vindkraftljudet ligger endast ett fåtal db över bakgrundsnivån. Om ljudnivåerna anses härstamma från vindkraftparken behövs en fasadljudisolering med reduktionstal på ca 15 db för att klara inomhusriktvärdena i de mest kritiska tersbanden. Huset i fältstudien redovisad ovan hade klarat det, om än med knapp marginal i tersbandet 31,5 Hz. 51

63 Figur 6-6 Ljudtrycksnivåer uppmätta 1000 m från vindkraftpark (Castle River) vid höga vindhastigheter. Den övre kurvan avser ljudnivåer med vindkraftpark i drift. Den nedre kurvan avser ljudnivåer med vindkraftverk avstängda [41]. Resultaten i Figur 6-7 avser en immissionsmätning i Sotared gjord ca 270 m från ett 2 MW vindkraftverk med en tornhöjd på 105 m. Omkringliggande terräng var av typen plan åkermark. Mikrofonen var placerad på en markliggande mätskiva nedströms vindkraftverket (ca 5 10 från en tänkt rak linje med avseende på medvindsriktningen). Mätningen ägde rum 2009 och utfördes av ÅF- Ingemansson. Ovägda frifältsnivåer utomhus i tersbanden 31,5 200 Hz ligger 5 7 db över Socialstyrelsens inomhusriktlinjer. Närmsta bostadshus ligger ca 450 m från verket och bör utan problem klara inomhuskraven för lågfrekvent buller. 52

64 25 Hz 31.5 Hz 40 Hz 50 Hz 63 Hz 80 Hz 100 Hz 125 Hz 160 Hz 200 Hz 250 Hz 315 Hz 400 Hz 500 Hz 630 Hz 800 Hz 1.0 khz 1.25 khz 1.6 khz 2.0 khz 2.5 khz 3.15 khz 4.0 khz 5.0 khz 6.3 khz 8.0 khz 10.0 khz Ljudtrycksnivå [dba] Ljudtrycksnivå (dba) mätning okorrigerat för bakgrundsbuller 6 m/s 7 m/s 8 m/s 9 m/s 7 m/s bg 8 m/s bg 9 m/s bg 40,0 35,0 30,0 25,0 20,0 15,0 10,0 5,0 0,0 Frekvens - tredjedelsoktavband [Hz] Figur 6-7 A-vägda ljudtrycksnivåer uppmätta med mikrofon på markliggande mätskiva ca 270 m från vindkraftverk (Sotared). Ingen korrektion för frifältsvärde har gjorts. A-vägda ekvivalenta ljudtrycksnivån uppgick till ca 47 db(a) vid vindhastigheterna 8 och 9 m/s, motsvarande ca 41 db(a) frifältsvärde. (Källa: Stephan Schönfeld, ÅF-Ingemansson.) Slutsats angående vindkraftljud i tersband Hz Vindkraftljud i frekvensintervallet Hz har normalt en ljudtrycksnivå i samma storleksordning som bakgrundsnivån. Det är därför ofta svårt att avgöra vilka ljudnivåer vindkraftverk orsakar i immissionspunkten. Resultaten som presenterats ovan kan med stor sannolikhet vara påverkade av bakgrundsnivån vilket innebär att den verkliga ljudtrycksnivå som vindkraftverken alstrar kan vara lägre. Genom att anta att mätresultaten ovan avser vindkraftljud är man säker på att de verkliga vindkraftnivåerna åtminstone inte är högre. I Figur 6-8 ges en sammanställning av resultaten från immissionsmätningarna ovan. X och Sotared avser mätningar när ekvivalentnivån uppgick till ca 40 db(a). I Bilaga 11.9 presenteras en tabell över skillnaden mellan uppmätta ljudtrycksnivåer och Socialstyrelsens riktlinjer för lågfrekvent buller inomhus. Det framgår att då den A-vägda ekvivalenta ljudtrycksnivån i immissionspunkten är ca 40 db(a) behövs en fasadljudisolering med reduktionstal i tersbanden Hz på ca db för att klara Socialstyrelsens riktlinjer. Det är framförallt i frekvensbanden 160 och 200 Hz som ett reduktionstal över 10 db behövs. Då den A-vägda ekvivalenta ljudtrycksnivån i immissionspunkten är omkring ca db(a) behövs en ljudisolering som klarar ca db. Litteraturstudien och fältstudien visar att ljudisoleringen hos typiska familjebostadshus i Sverige vanligen är tillräckligt god för att inte Socialstyrelsens inomhusriktlinjer ska överskridas vid en vindkraftalstrad utomhusnivå på ca 40 db(a). I Deltas undersökning, se Tabell 4-1 och avsnitt 4.2.3, uppmättes en ljudisolering på mellan ca db i frekvensintervallet Hz (observera att enbart hörnmikrofonpositioner använts vilket ger ett lägre reduktionstal). I [26] uppmättes en ljudisolering mellan ca db i intervallet Hz för en mängd olika skiljekonstruktioner och mätmetoder, se Tabell 4-2 och Tabell 4-3 i avsnitt I fältstudien uppmättes ljudisoleringen till 53

65 Lp [db] mellan ca db i intervallet Hz, se Bilaga De tersband där lägst ljudisolering upppmättes var i samtliga fall de tersband där vindkraftljudet är som lägst och ofta under Socialstyrelsens riktlinjer. Immissionsnivåer jämfört med Socialstyrelsens riktlinjer inomhus , SOSFS 2005:6 X Lillgrund Andmyran Rhede Sotared Castle River Frekvens [Hz] Figur 6-8 Sammanställning av resultaten från ett antal immissionsmätningar utomhus presenterade i avsnittet ovan. X och Sotared avser mätningar när ekvivalentnivån uppgick till ca 40 db(a). Andmyran avser en beräkning där ekvivalentnivån uppgick till ca 40 db(a). 54

66 7 Diskussion 7.1 Mätning av lågfrekvent ljud Vindkraftljud Det kanske största problemet med mätning av lågfrekvent ljud från vindkraftverk är höga bakgrundsnivåer och vindalstrat mikrofonbrus. Vegetationsljud orsakat av vinden kan göra det mycket svårt att urskilja vindkraftljudet från bakgrundsnivån. Ideala förhållanden för emissions- och immissionsmätningar vore därför då vindhastigheten högt över marken (vid navet) är hög medan vindhastigheten nära marken är låg. Sådana förhållanden skulle resultera i en kraftfull ljudkälla och låg bakgrundsnivå, förutsatt att inga andra starka ljudkällor finns i närheten, samt minskat mikrofonbrus. Den här typen av vindförhållanden kombinerat med s.k. positiv temperaturgradient, se avsnitt , kan t.ex. inträffa under klara kvällar och nätter. Ljudets utbredning från vindkraftverket är då som mest effektiv vilket kan medföra onormalt höga ljudtrycksnivåer i mätpunkten. Om syftet är att undersöka maximala ljudnivåer på en känslig plats är den här typen av meteorologiska förhållanden lämplig för mätning av lågfrekvent vindkraftljud. Vindalstrat mikrofonbrus kan avsevärt försämra signal/brusförhållandet vid mätning av låga frekvenser varför ett mikrofonvindskydd ofta används. Vindskydd är tillverkade i syfte att verka effektivt utan att påverka mätresultaten allt för mycket. Främst vid högre frekvenser finns risk att ljudvågor absorberas eller reflekteras. Då enbart lågfrekvensområdet beaktas finns därför möjlighet att använda ett mycket effektivt vindskydd Högtalare kontra vindkraftljud Vid mätning av en bostads fasadisolering kan högtalarexciterat ljud användas som ljudkälla enligt ISO Då syftet är att undersöka fasadens isolering mot vindkraftljud kan uppmätta värden bli missvisande eftersom ljudvågornas infallsvinkel från en markplacerad högtalare skiljer sig från vindkraftljudets infallsvinkel. Normalt så faller vindkraftljud in mot en bostad snett uppifrån varför takets ljudisolerande förmåga kan ha betydelse för den resulterande ljudtrycksnivån i bostaden. Risken finns att ljudtransmissionen via taket underskattas då en markplacerad högtalare används. Infallande ljudvågor från vindkraftverk är i princip plana medans sfäriska ljudvågor alstras av en högtalare. Sfäriska ljudvågor kan med ingenjörsmässig noggrannhet ansas lokalt plana om r > λ/3 [18]. Det innebär att vid en radie på 9 m, som var fallet i fältstudien (se avsnitt ), kan ljudvågorna från högtalaren anses plana för frekvenser ner till ca 12,5 Hz. Vid en radie på ca 6 m kan ljudvågorna från högtalaren anses plana för frekvenser ner till ca 20 Hz. Inga studier har hittats som berör hur sfäriska ljudvågor från en högtalare kan approximeras som plana ljudvågor från ett avlägset vindkraftverk. Skillnaden mellan ljudkällorna kan antagligen försummas om en högtalare används där infallsvinkeln är 45 och avståndet till fasaden är tillräckligt stort. Om vindkraftparken är mycket högt beläget i förhållande till bostadshuset bör dock takets ljudisolering beaktas Ljud i bostadsrum Mätning av lågfrekvent ljud i bostadsrum försvåras av att under en viss frekvens (Schröderfrekvensen) kan ljudfältet i rummet inte anses diffust. På grund av stående vågor kommer därför ljudtrycket att variera mellan olika punkter i rummet. Högsta ljudnivåer fås vid väggar och hörn och lägst nivåer inträffar i rummets mitt, se avsnitt om vågteoretisk rumsakustik. Hos 55

67 normalstora bostadsrum (ca m 3 ) inträffar Schröderfrekvensen vid ca Hz. I rum med många reflekterande ytor, som t.ex. möbler, kan Schröderfrekvensen hamna något lägre. Störst variation mellan olika punkter i rummet inträffar för frekvenser i närheten av de första rumsmoderna. Efter ca tredje rumsmoden blir modtätheten så pass hög att variationer mellan olika punkter får mindre betydelse. Första resonansmoden i normalstora bostadsrum inträffar mellan ca Hz. Det finns flera olika metoder och teorier om hur mätning av ljudtrycksnivån i rum vid låga frekvenser ska gå till. Framförallt är det val av mikrofonpositioner och mikrofonantal som åtskiljer metoderna. I ISO [24] och ISO [28], standard för mätning av fasadljudisolering respektive standard för mätning av ljudisolering mellan rum, ska minst fem mikrofonpositioner användas i mottagarrummet. Positionerna ska vara jämnt fördelade i rummet med ett inbördes avstånd på 0,7 m mellan varje position och på minst 0,5 m avstånd från närmaste skiljeyta i rummet. Standarden avser mätning i frekvensintervallet Hz där uppmätt reduktionstal R 45 bygger på antagandet att ljudfältet i mottagarrummet är diffust. I ISO finns i Annex D en vägledning för mätning av lågfrekvent ljud där det påpekas att för frekvenser under ca Hz kan ljudfältet inte längre anses diffust, se avsnitt För att undvika ljudnivåtoppar nära skiljeytor föreslås att begränsningsavstånden vid mikrofonplacering fördubblas samt att fler mikrofonpositioner används. Som analyserats i referens [43] resulterar föreslagna mikrofonpositioner i en avståndskonflikt vid mätning i normalstora bostadsrum med en takhöjd på ca 2,1 2,5 m, se avsnitt Restriktionerna innebär att mikrofonpositioner enbart är tillåtna i ett mycket smalt område i mitten av rummet, vilket i sin tur ska undvikas p.g.a. förekomsten av resonansnoder. I syfte att undvika ett uppmätt rumsmedelvärde som är lägre än vad som är representativt för rummet har tre mätmetoder tagits fram som använder sig av en eller flera hörnmikrofonpositioner. Vägledning SP INFO 1996:17 [29], se avsnitt , avser mätning med relativt få mikrofonpositioner där syftet är att finna den högsta störningsnivå som en brukare utsätts för vid normal användning av ett bostadsrum. Metoden använder sig av en hörnposition och två positioner där störning normalt kan upplevas. Metoden har visat sig ge en medelljudtrycksnivå som är ca 1 2 db högre än ett medelvärde baserat på ett mycket stort antal mikrofonpositioner. I referens [43], se avsnitt 4.2.1, presenteras en metod (low frequency measurement protocol) som avser att finna det verkliga rumsmedelvärdet. Metoden innebär att minst 5 stycken mikrofonpositioner utspridda i rummet plus 4 stycken hörnpositioner används vid mätning av tersbanden Hz. För mätning över 100 Hz anses det räcka med mikrofonpositioner enligt ISO I rapport [45], se avsnitt 4.2.3, används en s.k. 3D-metod för mätning av maximala ljudtrycksnivåer i ett rum. Metoden använder sig av 4 stycken 3D-hörnpositioner (0,01 0,02 m till tak/golv och tillhörande två väggar) och ger ett rumsmedelvärde som är 3 4 db högre än det verkliga rumsmedelvärdet. Mätresultat visar att över ca 50 Hz ger 3D-metoden ca 5 10 db lägre ljudnivåskillnad inomhus/utomhus jämfört med mätning enligt ISO Av de tre metoder som utnyttjar en eller flera hörnpositioner är SP INFO den mest accepterade och mest använda metoden. Socialstyrelsen föreslår i referens [50] metoden vid bedömning av Socialstyrelsens allmänna råd om buller inomhus. Vägledningens grundprincip återfinns i standard ISO 16032:2004 [30] som avser mätning av buller från installationer i byggnader. 56

68 7.1.4 Ljudisolering Fasadisoleringen hos bostadshus vid låga frekvenser påverkas av platsspecifika egenskaper som t.ex. rummets utformning och storlek. Det innebär att ljudisoleringen inte enbart beror av fasadens teoretiska reduktionstal. I avsnitt visar referens [46] att variationer upp till 40 db i enskilda tersband kan förekomma vid mätning av en väggs reduktionstal mellan olika typer av mottagarrum. Reduktionstalet hos en vägg kan kraftigt förändras då en modmatchning mellan rummets och väggens resonanser uppstår. Undersökningen avser laboratoriemätningar och modelleringar. Det påpekas att i fältsammanhang kan modmatchningens påverkan maskeras av flanktransmission och läckage m.m. I referens [51] visar numeriska experiment att ljudtransmissionen i frekvensintervallet Hz kan variera med upp till ca 15 db per tersband (med en standardavvikelse på 3 5 db) beroende på rummets dimensioner. Även referens [52] visar att luftljudsisolering vid låga frekvenser kan variera avsevärt beroende på rummets dimensioner och inspänningsförhållanden, både för lättviktskonstruktioner och tunga konstruktioner. Som framgick i fältstudien försämrades ljudisoleringen hos fasaden i det tersband där rummets första egenfrekvens ingick. Resultaten från Deltas undersökning av ljudisoleringen för 5 stycken olika hustyper visar att under tersbandet 63 Hz inträffar variationer med upp till ca 25 db mellan olika husoch rumstyper, se Bilaga De första rumsresonanserna i de olika mottagarrummen inträffar någonstans mellan Hz. De stora variationerna kan förklaras av att då rumsresonansfrekvenser sammanfaller med resonansfrekvenser i fasaden kan ljudisoleringen kraftigt försämras. Slutsatsen blir att koppling mellan fasad och rum kan orsaka oväntade förändringar hos en fasads ljudisolering. 7.2 Förslag på mätmetod Vid utredning av vindkraftalstrat lågfrekvent buller i bostadsrum är tre typer av mätningar av intresse. En emissionsmätning är nödvändig vid kontrollmätning av ett verks ljudeffektnivåer eller då indata behövs för modellering av ljudutbredning från vindkraftverk. Normalt kan tillverkaren tillhandahålla ljudeffektnivåer, vilka dock ofta är i oktavband eller i tersband ner till endast 50 Hz och ibland till 25 Hz. En immissionsmätning behöver göras för att mäta vilka ljudtrycksnivåer som vindkraftparken orsakar vid den bostad som utredningen gäller. Slutligen ska mätningar göras för att undersöka vilka vindkraftalstrade ljudtrycksnivåer som uppstår i bostaden. För det ändamålet är en ljudisoleringsmätning lämplig eller en ljudmätning inomhus som sker parallellt med en immissionsmätning Genomförande Analysen i avsnitt 6.2 visar att då utomhusljudnivån från vindkraftverk uppgår till ca 40 db(a) är normalt ljudtrycksnivåerna i tersbanden Hz som mest ca 10 db över Socialstyrelsens riktvärden för lågfrekvent buller inomhus. Det innebär att fasadljudisolering hos bostadshus bör överstiga db i tersbanden Hz för att klara Socialstyrelsens riktvärden. De flesta bostadshus i Sverige bör med god marginal klara kraven, framförallt eftersom skillnaden mellan vindkraftljud och inomhusriktvärdena vanligen är som högst omkring 200 Hz där de flesta fasadkonstruktioner har relativt god ljudisolering. Under 100 Hz är normalt vindkraftljudet under inomhusriktvärdena. I de frekvenser som sammanfaller med mottagarrummets första egenfrekvenser kan mycket låg ljudisolering erhållas. Hos ett normalstort bostadsrum inträffar de tre första rumsmoderna mellan ca Hz. Om immissionsnivåer i tersbanden 31,5 63,5 Hz överstiger Socialstyrelsens riktvärden med ca 10 db, vilket är mycket osannolikt, bör en kontrollmätning av 57

69 ljudisoleringen göras. Modmatchning mellan fasad och rum i de frekvensbanden kan då resultera i att inomhusriktvärdena överskrids. Beroende på aktuell situation kan olika tillvägagångssätt vara lämpliga: En ljudisoleringsmätning är relativt enkel och billig att utföra. Om fasadisoleringen hos aktuell bostad har reduktionstal omkring 15 db per tersband mellan Hz är sannolikheten normalt mycket liten att vindkraftljud kan orsaka ljudtrycksnivåer inomhus som överstiger Socialstyrelsens riktlinjer. En immissionsmätning är då sannolikt inte nödvändig om det inte uttryckligen efterfrågas. I situationer där en immissionsmätning görs i syfte att mäta den A-vägda ekvivalenta ljudtrycksnivån med avseende på Naturvårdsverkets riktlinjer för utomhusljud kan en tersbandsanalys mellan Hz göras. Om analysen visar att uppmätta tersbandsnivåer inte överstiger inomhusriktlinjerna med mer än ca 10 db i intervallet Hz behövs ingen ljudisoleringsmätning göras. Om fasadens konstruktion är känd kan en överslagsberäkning enligt metod nedan snabbt ge en fingervisning om ljudisoleringen hos bostaden. I fall där det uppstått klagomål på lågfrekvent vindkraftljud inomhus bör en immissionsmätning och en fasadljudisoleringsmätning göras. Helst ska en långtidsmätning med mikrofon utomhus och inomhus göras parallellt. Klagomål på lågfrekvent vindkraftljud kan bero på ljudets karaktär snarare än själva ljudnivån. Det är också möjligt att den som upplevt sig störd av lågfrekvent vindkraftbuller förväxlat ljudkällan med en annan. Det rekommenderas därför att en audioinspelning görs parallellt med mätningen för att möjliggöra analys av det störande bullret. Om den person som upplever sig störd kan precisera särskilda tidpunkter eller förhållanden när störningen är som störst, t.ex. under lugna och klara kvällar, rekommenderas att en ljudnivåmätning görs inomhus vid de specifika tillfällena (förutsatt att det är praktiskt möjligt). I Tabell 7-1 följer en kortfattad sammanställning av rekommenderad mätmetod vid utredning av lågfrekvent vindkraftljud i bostadsrum. I tabellen framgår vilka typer av mätningar som kan vara nödvändiga vid utredning och en grundmetod föreslås som bygger på väl accepterade standarder. Vidare presenteras förslag på kompletteringar som i vissa fall frångår metod angiven i standard. De förslagen är framtagna utifrån litteraturstudien och fältstudien i den här rapporten och behöver verifieras i fler fältstudier innan tillförlitligheten kan bestämmas. 58

70 Tabell 7-1 Sammanställning av föreslagen metod för mätning av lågfrekvent ljud i bostadsrum från vindkraftverk. I kolumn 1 presenteras vad som ska mätas. I kolumn 2 anges vilken metod som ska användas. I kolumn 3 presenteras tillägg eller avvikelser från rekommenderad metod i kolumn 2. Tilläggen i kolumn 3 bygger på slutsatser från litteratur- och fältstudien men är inte verifierade genom testmätningar. Rekommenderad mätmetod vid utredning av lågfrekvent vindkraftljud i bostadsrum Mätning Metod Tillägg (förslag) Emissionsljud Ljudeffektsnivå Immissionsljud Ljudtrycksnivå Ljudisolering Ljudnivåskillnaden ΔL (utomhus/inomhus). Fasadens fältreduktionstal R 45. Ljudnivåskillnaden D 2m (2 m framför fasad/inomhus). IEC Vägledning för mätning ner till 20 Hz ges i Annex A. Elforsk 98:24 Mikrofon placeras dikt an fasad som vetter mot vindkraftverk. ISO Mikrofon placeras dikt an fasad. Högtalarexciterat rosa brus med 45 infallsvinkel där avståndet till fasadmikrofon är minst 6 m. Mikrofonpositioner i mottagarrum enligt nedan (Ljudnivå i bostadrum). Lågt signal/brusförhållande p.g.a. vindalstrat bakgrundsljud och mikrofonbrus kan motverkas genom: - Vindskydd anpassat för Hz - Mätning sker då vindhastighetsgradienten är stor Audioinspelning bör göras parallellt med mätning. Lågt signal/brusförhållande p.g.a. vindalstrat bakgrundsljud och mikrofonbrus kan motverkas genom: - Vindskydd anpassat för Hz - Mätning sker då vindhastighetsgradienten är stor Då mätning sker i anslutning till en immissionsmätning kan samma mikrofon och mikrofonposition användas för båda mätningarna. Ljudnivå i bostadsrum Ljudtrycksnivå SP INFO Efterklangstid ISO Hörnpositionen i SP INFO ersätts med 4 stycken 3D-hörnpositioner vid väggen motsatt fasaden. Mikrofonen placeras 0,03 0,06 m från samtliga skiljeytor (avståndet behöver inte mätas). Högst uppmätta ljudnivåer per tersband kombineras till en position. Om uppmätta värden anses opålitliga eller om mätvärden saknas i vissa tersband kan efterklangstiden approximeras till 0,5 s Emissionsmätning Internationell standard IEC [13], se avsnitt , är en väl beprövad och accepterad metod för mätning av ett vindkraftverks ljudeffektnivå. I standarden finns en bilaga (Annex A) där vägledning ges för mätning ner till 20 Hz. I bilagan finns även vägledning för hur amplitudmodulation, impulsljud och infraljud ska behandlas. Eftersom standarden gäller för frekvenser ner till 20 Hz rekommenderas metoden för mätning av emissionsbuller från vindkraftverk i frekvensintervallet Hz. Då endast låga frekvenser beaktas finns möjligheten att använda ett mycket effektivt vindskydd eftersom de porösa material som normalt används har störst påverkan vid högre frekvenser. Genom att använda metod i referens [53] kan korrektionsfaktorn hos olika vindskydd bestämmas se Bilaga

71 Mätning av ljudemission enligt IEC ger en standardavvikelse mellan 1 3 db per tersband i lågfrekvensområdet. Inklusive osäkerheter från mätutrustning kan den totala mätosäkerheten för bakgrundsljudkorrigerad ljudeffektnivå hamna omkring ca 5 db för låga frekvenser [13] Immissionsmätning Ljudimmission vid bostadshus mäts i Sverige normalt enligt Elforsk 98:24 [12]. I handledningen anges inget specifikt frekvensintervall som metoden är giltig för. I avsnitt 7.7 Bestämning av tonnivåer [12] beskrivs vilken kritisk bandbredd som ska användas för toner > 20 Hz. Därför kan slutsatsen dras att metoden gäller för frekvenser ner till åtminstone 20 Hz. Handledning Elforsk 98:24 rekommenderas för mätning av bullerimmission från vindkraftverk i frekvensintervallet Hz. I både Elforsk 98:24 och ISO [24] (standard för ljudisoleringsmätning) kan en utomhusmikrofonposition dikt an fasad användas. Elforsk 98:24 rekommenderar en mikrofonhöjd på 1,2 1,5 m över marken och ISO anger en mikrofonhöjd på ca 1,5 m över golvet i mottagarrummet. Det innebär att i en typisk familjevilla där golvet i mottagarrummet är omkring 50 cm över marken utanför bostaden blir skillnaden mellan de både metoderna med avseende på mikrofonhöjd ca 0,5 m. Genom att använda samma mikrofonposition och mikrofon vid immissionsmätning som vid ljudisoleringsmätning (se avsnitt 7.2.4) kan mätproceduren förenklas och tid sparas. Den påverkan på mätresultaten som en gemensam mikrofonposition innebär är sannolikt försumbar. Mikrofonen ska fästas på en liten mätskiva dikt an fasad till det bostadsrum som är aktuellt för utredningen. Husfasaden ska vara i riktning mot vindkraftverk/vindkraftverken. Mikrofonen ska placeras på ca 1,5 m höjd över golvet i mottagarrummet så centrerat som möjligt på den del av husfasaden som kan ses från bostadsrummet. Som tidigare nämnts kan vindalstrat bakgrundsljud och mikrofonbrus orsaka stora svårigheter vid både emissions- och immissionsmätningar. Fördelen med att mäta enbart låga frekvenser är att effektiva vindskydd då kan användas eftersom vindskydd oftast absorberar och reflekterar höga frekvenser (> 200 Hz). Minst två vindskydd bör användas vid immissionsmätning. Korrektionsfaktorn kan bestämmas enligt metod i referens [53], se Bilaga Det är även av stor vikt att en audioinspelning av ljudet görs parallellt med mätningen för att kunna analysera ursprunget till uppmätta ljudnivåer samt eventuell förekomst av fluktuerande buller. Tillfälliga ljudtoppar kan vara orsakade av andra ljudkällor än vindkraftverk, t.ex. mikrofonbrus eller aktiviteter av djur eller människor. Om ett tvåkanaligt mätsystem (t.ex. typ 01 db Symfonie) används kan en mikrofon om möjligt även placeras i mottagarrummet. Vid en långtidsmätning kan uppmätta nivåer i mottagarrummet relateras till immissionsnivåer och en slutsats dras ifall störningsnivåer orsakas av vindkraftljud eller av bakgrundskällor som t.ex. vindbrus eller trafikbuller. En audioinspelning av inomhusljudet bör göras för att underlätta analysen av bakgrundsljud och eventuell förekomst av fluktuerande buller. Inomhusmikrofonen ska placeras antingen i den punkt där en eventuell brukare har upplevt störande nivåer eller i det hörn som ger högst ljudtrycksnivå enligt metod i SP INFO [29]. Syftet med en hörnposition är att undvika noder där ljudtrycksnivån är mycket lägre än rumsmedelvärdet, se avsnitt angående stående vågor i rum vid låga frekvenser. Det skall dock påpekas att hörnpositionen ger resultat som är ca 3 5 db över rumsmedelvärdet. 60

72 7.2.4 Ljudisoleringsmätning Mätning av luftljudisoleringen hos en fasad innefattar tre delmoment: mätning av infallande ljud mot fasad, mätning av ljudnivåer i mottaggarrum och mätning av mottagarrummets påverkan på ljudfältet (efterklangstid). Standard ISO [24] rekommenderas som mätmetod för mätning av en fasads ljudisolering vid låga frekvenser. ISO bedöms ge tillförlitliga resultat i tersband ner till 20 Hz efter att vissa justeringar görs angående mikrofonpositioner i mottagarrummet. De avvikelser från standarden som föreslås presenteras nedan. I ISO definieras luftljudisoleringen hos ett fasadelement som fältreduktionstalet R 45 och luftljudisoleringen hos en fasad som ljudnivåskillnaden D 2m mellan rumsmedelvärdet i mottagarrummet och en punkt 2 m framför fasaden, se avsnitt I den metod som här rekommenderas föreslås att ljudisoleringen definieras som ljudnivåskillnaden ΔL mellan utomhusljudnivån (frifältsvärdet) och inomhusljudnivån (rumsmedelvärdet). Ingen rumskorrektion ska göras eftersom Socialstyrelsens riktlinjer för lågfrekvent buller inomhus avser de faktiska ljudtrycksnivåer som uppkommer i rummet [50]. Om mätresultaten ska användas i andra sammanhang som inte berör den aktuella bostaden, t.ex. vid projektering, ska ljudisoleringen beskrivas som R 45 eller D 2m och rumskorrektion göras enligt ISO Fasadmätning och ljudkälla För mätning av fasadisoleringen ska högtalarexciterat rosa brus användas som ljudkälla. För att uppnå tillräckligt höga ljudtrycksnivåer, med hänsyn till bakgrundsnivån i mottagarrummet, ska en kraftfull bashögtalare (Subwoofer med en membrandiameter på förslagsvis 18 ) användas. Det är viktigt att högtalaren klarar av att producera ljudtrycksnivåer som överstiger bakgrundsnivån i mottagarrummet med minst 6 db i frekvensintervallet Hz. Av praktiska skäl kan det vara nödvändigt att använda en mindre (lättare) högtalare, framförallt om mätningen utförs av endast en person. Det finns högtalare med en membrandiameter på 15 som kan klara kraven angående bakgrundsnivån, t.ex. den som användes i fältstudien (se Bilaga 11.6). Högtalaren ska placeras enligt ISO så ljudets infallsvinkel mot fasadens mittpunkt blir 45. Utomhusmikrofonen placeras dikt an fasad enligt ISO I de fall en immissionsmätning sker i anslutning till en ljudisoleringsmätning kan den mikrofonplacering som beskrivs i avsnitt användas för båda mätningarna Mätning i mottagarrum För mätning av ljudtrycksnivån i mottagarrummet rekommenderas vägledning SP INFO 1996:17 [29]. Metoden använder sig av en hörnmikrofonposition och två representativa mikrofonpositioner utifrån var rummets användare normalt befinner sig, se avsnitt Metoden anses på ett relativt enkelt och tidseffektivt sätt ge mätresultat som representerar den subjektivt upplevda störningen. I metoden ska den hörnposition användas som ger den högsta C-vägda ljudnivån. Hörnpositionen väljs utifrån en testmätning av rummets alla hörn. I praktiken kan det vara svårt, framförallt då ljudtrycksnivån varierar kraftigt, och därmed tidsödande att finna den hörnposition som ger den högsta C-vägda ljudtrycksnivån. Inspirerad av (low frequency measurement protocol) [43] föreslås därför att mätning görs i varje tredimensionellt hörn (fyra stycken) motsatt fasaden. Med tredimensionellt hörn menas den punkt som sammanfogar två väggar och ett golv eller tak. Mikrofonen ska stå i stativ och placeras på ett uppskattat avstånd av ca 0,3 0,6 m från väggar och golv/tak (avståndet behöver inte mätas). I analysen kombineras sedan resultaten från hörnpositionerna så att den högst uppmätta ljudtrycksnivån per tersband av samtliga fyra hörnpositioner används. Det innebär att tersbandsnivåer från olika hörn kan kombineras. Metoden 61

73 har visat sig framgångsrik vid ljudisoleringsmätning mellan rum men har inte testats vid mätning av fasadljudisolering. Om syftet med mätningen är att få ett mätresultat som så nära som möjligt motsvarar rummets verkliga rumsmedelvärde ska mikrofonpositioner enligt ISO kombineras med de fyra hörnpositionerna beskrivna ovan. Det resulterar i minst 9 stycken mikrofonpositioner vilket är mer tidskrävande. Om syftet med mätning är att mäta de maximala ljudtrycksnivåer som kan uppstå i rummet ska enbart de fyra hörnpositioner som beskrivits ovan användas. Mätningar som utförs enligt SP INFO 1996:17 uppskattas ge en maximal mätosäkerhet för respektive tersband i intervallet 31,5 200 Hz som är mindre än 6 db [29] Mätning av efterklangstid Då mätningen avser att undersöka om vindkraftljud i ett specifikt bostadsrum kan komma att överstiga Socialstyrelsens riktlinjer för lågfrekvent buller ska ingen rumskorrektion göras. Om mätningen avser att bestämma en fasadkonstruktions fältreduktionstal R 45 ska efterklangstiden mätas och rumskorrektion göras. Efterklangstiden i ett bostadsrum ska mätas enligt standard ISO [25]. Vid mätning av efterklangstiden kan det vara mycket svårt att få tillförlitliga mätvärden under ca 125 Hz. Som riktlinje för mätning av efterklangstiden föreslås, enligt metod i referens [43], att resultaten kan anses rimliga om BT > 8, där B är bandbredden och T är efterklangstiden. Om kriteriet inte går att uppfylla kan efterklangstiden approximeras till 0,5 s, alternativt kan resultaten vid 63 Hz användas för lägre frekvenser förutsatt att efterklangstiden vid 63 Hz uppfyller kriteriet. Om det p.g.a. mätutrustningens begränsning inte gick att mäta efterklangstiden ner till 20 Hz föreslås att de tersband som saknar uppmätt värde approximeras till 0,5 s. Ett sätt som kan minska osäkerheten vid mätning av efterklangstiden i vanliga rum är att mäta rummets impulsrespons med hjälp av en svept sinussignal. Efterklangstiden bestäms då genom att jämföra impulsförloppet mellan en känd signal och motsvarande signal efter att den exciterats i rummet. 7.3 Förslag på beräkningsmodell Immissionsberäkning För prediktion av ljudutbredning från vindkraftverk vid låga frekvenser föreslås beräkningsmodell Nord2000, se avsnitt Modellen är väl accepterad och används vanligen vid projektering av vindkraftverk. Utifrån indata i form av emissionsnivåer beräknar ljudutbredningsmodellen immissionsnivåer per tersband ner till 25 Hz. Modellens giltighet begränsas inte av en lägsta frekvens men har av praktiska skäl satts till 25 Hz. Enligt referens [14] kan approximativa resultat under 25 Hz beräknas genom linjär extrapolation. Ljudeffektnivåer för aktuellt vindkraftverk kan normalt erhållas från tillverkaren eller från tidigare gjorda mätningar. 62

74 7.3.2 Ljudisoleringsberäkning Som beräkningsmodell för luftljudsisoleringen hos en fasad föreslås en överslagsmetod utifrån standard [35], se avsnitt Fasadens reduktionstal R för ett diffust infallande ljudfält beräknas med ekvation (20) genom att summera reduktionstalen för väggens olika delelement. Varje elements reduktionstal R i fås med hjälp av programmet Insul. Fältreduktionstalet R 45 bestäms enligt R 45 = R + 1. n m R = 10lg τ e,i + i=1 f=1 τ f (20) där τ e,i är fasadelementens transmissionsfaktor, τ f är flankelementens transmissionsfaktor, n är antalet fasadelement och m är antalet flankelement. τ e,i = S i S 10 R i/10 (25) R i är elementets reduktionstal [db], S är arean på fasaden sett inifrån rummet [m 2 ] och S i är elementets area [m 2 ]. Med standard [36] kan flankelementens transmissionsfaktor τ f beräknas om detaljerad konstruktionsbeskrivning finns tillgänglig. Enligt standard [35] kan dock flankelementens transmissionsfaktor normalt försummas vid beräkning av fasadljudisolering. Om stela och tunga element av t.ex. betong eller tegel är sammanfogade med andra stela element i rummet kan flanktransmission ha betydelse. I sådana fall anser standard att det normalt är tillräckligt att kompensera för flanktransmissionen genom att dra av 2 db från R. De reduktionstal per delelement som beräknas med hjälp av Insul bygger på mätningar gjorda under ideala laboratorieliknande förhållanden. I fältsammanhang påverkas reduktionstalet av läckage, flanktransmission, infästningsförhållanden m.m. vilket normalt ger ett lägre reduktionstal än det beräknade. Därför föreslås att 2 db dras av från det beräknade reduktionstalet R. Om konstruktionen dessutom består av sammanfogade stela och tunga element bör ytterligare 2 db dras av från beräknat reduktionstal R. Insul ger reduktionstal för respektive delelement i tersband ner till 50 Hz. För uppskattning av reduktionstal under 50 Hz föreslås en approximativ metod där det lägst beräknade tersbandsvärdet mellan Hz används för samtliga tersband under 50 Hz. I fältstudien visade sig modellen ge resultat som relativt väl stämmer överens med uppmätta värden, se avsnitt I fältstudien beräknades fasadens fältreduktionstal R 45 enligt ovanstående modell. Mätobjektet var ett gammalt trähus varför läckage i sprickor m.m. antogs ha stor inverkan. Om 2 db drogs av beräknat reduktionstal enligt metod ovan erhölls ett reduktionstal där medelvärdet mellan Hz väl stämde överens med uppmätt reduktionstal. Skillnaden per tersband mellan beräknat och uppmätt värde uppgick som mest till ca 6 db. Beräkningsmodellens pålitlighet har endast prövats i fältstudien, se avsnitt 6.1.4, och behöver självklart undersökas i en lång serie fältmätningar innan metodens tillförlitlighet kan bedömas. Om 63

75 detaljerad konstruktionsbeskrivning finns tillgänglig kan ett beräkningsprogram av typen Bastian, med indata från t.ex. Insul, används för beräkning av en fasads reduktionstal. Kombinationen Bastian och Insul har i [21] visats ge goda resultat. I frekvensområdet Hz är dock tillförlitligheten inte känd. Med avseende på de stora osäkerheter som gäller vid uppskattning av en fasads ljudisolering, se avsnitt och 7.1.4, ger sannolikt en överslagsberäkning enligt ovan liknande osäkerheter som en mer detaljerad beräkning. 7.4 Förslag på ljudisoleringsförbättrande åtgärder Att förbättra ljudisoleringen vid låga frekvenser hos befintliga konstruktioner är normalt en komplex uppgift. Tilläggsisolering som vanligen används för att förbättra R w -värdet hos en konstruktion ger ofta liten eller ingen effekt för frekvenser under ca Hz. Det har visats att den i vissa fall kan ge negativ effekt på lågfrekvensisoleringen, se avsnitt Åtgärder som ökar fasadens massa och styvhet är standardåtgärder som normalt bör öka ljudisoleringen vid låga frekvenser. Lättviktskonstruktioner av dubbelväggkaraktär kan få förbättrad lågfrekvensisolering genom att luftspalten mellan skikten görs bredare, vilket sänker grundresonansfrekvensen, och/eller genom att använda flera skikt. Om fasaden har fönsterpartier av äldre modell kan de bytas ut mot ljudisolerade fönster. Det är då mycket viktigt att monteringen sker korrekt för att full effekt ska utvinnas. Små fönster är normalt bättre än stora, framförallt för frekvenser under 160 Hz. Enligt beräkning i Insul minskar reduktionstalet med 5 db per tersband under 160 Hz då fönsterarean fördubblas (beräkningen avser fönsterkonstruktionen i fältstudien). I litteraturstudien presenteras en undersökning som behandlar reaktiv ljuddämpning i fönster med hjälp av Helmholtzresonatorer, se avsnitt Om det i framtiden visar sig att en praktisk tillämpning är möjlig kan ljudisoleringen vid låga frekvenser hos fönster avsevärt förbättras. Framförallt kan störnivåer i enstaka smalband effektivt dämpas med en korrekt avstämd Helmholtzresonator. 64

76 8 Slutsats Projektet visar att om den vindkraftalstrade ljudtrycksnivån utomhus inte överstiger 40 db(a) så uppfylls med stor sannolikhet Socialstyrelsens krav på lågfrekvent buller inomhus för vindkraftparker upp till åtminstone ca 50 verk. I de flesta fall är bakgrundsnivån i samma storleksordning som det lågfrekventa vindkraftljudet. I tysta lantliga miljöer där maskeringseffekten är låg kan lågfrekvent vindkraftljud urskiljas. Normalt krävs i de fallen en fasadljudisolering med reduktionstal omkring ca db i tersbanden Hz för att med god marginal klara Socialstyrelsens inomhusriktlinjer. Även om ekvivalentnivån utomhus uppgår till ca db(a) så bör ljudisoleringen hos de flesta fasadkonstruktioner klara riktvärdena för lågfrekvent buller. Vid specifika meteorologiska förhållanden som kan inträffa under t.ex. lugna och klara kvällar/nätter kan lågfrekvent vindkraftljud bli mer påtagligt, framförallt om ljudutbredningen härstammar från en vindkraftpark med många verk. Det krävs dock mycket speciella omständigheter för att inomhusnivåerna ska överskrida Socialstyrelsens inomhusriktlinjer. Ljudisoleringen hos typiska familjebostadshus i Sverige har vanligen reduktionstal omkring ca db i tersbanden Hz. Det har dock framkommit att för frekvenser som sammanfaller med mottagarrummets första egenfrekvenser kan ljudisoleringen kraftigt försämras, framförallt om även väggens resonanser samverkar på ett för ljudisoleringen negativt sätt. De första rumsresonanserna inträffar mellan ca Hz vilket är ett frekvensintervall där vindkraftljudets immissionsnivåer utomhus normalt ligger relativt lågt (vanligen under Socialstyrelsens inomhusriktlinjer). För mätning och beräkning av vindkraftalstrade emissions- och immissionsljud anses befintliga standarder och modeller tillförlitliga även för lågfrekvensområdet Hz. För mätning av lågfrekvent ljud i rum rekommenderas en metod som tar hänsyn till det stående vågmönster som bildas vid låga frekvenser. Genom att inkludera hörnmikrofonpositioner vid mätning i rum fås ett mer representativt rumsmedelvärde. Beräkning av en fasads ljudisolering medför stora osäkerheter, framförallt p.g.a. platsspecifika fältförhållanden, varför en enkel överslagsberäkning rekommenderas vid uppskattning av en fasads reduktionstal. Lågfrekvent buller från vindkraftverk är normalt i samma storleksordning som Socialstyrelsens inomhusriktlinjer. Störst skillnad i ljudtrycksnivå inträffar vanligen mellan ca Hz. Fasadljudisoleringen är ofta som sämst mellan ca Hz, där mottagarrummets första resonansfrekvenser inträffar. Det innebär att förutsättningarna är relativt goda för att inte Socialstyrelsens inomhusriktlinjer ska överskridas. Samtidigt bör extra försiktighet gälla om höga vindkraftljud (med avseende på riktvärdena) mäts i frekvensintervallet Hz. 65

77 9 Framtida arbete Det förslag på metod för mätning och beräkning av lågfrekvent vindkraftljud i bostadsrum som presenteras i den här rapporten behöver verifieras genom ett stort antal fältmätningar. Det saknas framförallt fältdata för ljudisoleringen hos olika fasadkonstruktioner i lågfrekvensområdet Hz. Vidare behövs data från immissionsmätningar där lågfrekvent vindkraftljud uppmätts i situationer då bakgrundsnivån varit relativt låg, vilket är mycket svårt att åstadkomma. Hur lågfrekvent vindkraftljud i immissionspunkten påverkas vid olika typer av meteorologiska förhållanden behöver också utredas mer noggrant. Det bör finnas en möjlighet att utveckla ett mycket effektivt mikrofonvindskydd vid mätning i frekvensintervallet Hz. Ett framgångsrikt arbete inom det området skulle kunna förenkla utredningar av lågfrekvent vindkraftljud. Eftersom frekvenser över 200 Hz inte är av intresse skulle det t.ex. tänkas att ett tjockare poröst material träs över det sfäriska eller halvsfäriska vindskyddet. För mätning av lågfrekventa ljudtrycksnivåer inomhus rekommenderas att vägledning SP INFO 1996:17 används. I vägledningen används en metod för att finna det hörn som ger högst ljudtrycksnivå. I den här rapporten föreslås en alternativ metod som går ut på att de högsta tersbandsnivåerna från mätning i 4 stycken hörnpositioner motsatt fasadväggen kombineras till en maximal hörnnivå. Metoden behöver verifieras genom fältmätningar. Vid mätning av efterklangstid i vanliga rum är det mycket svårt att erhålla pålitliga värden i låga frekvenser. En metod för mätning av efterklangstiden i lågfrekvensområdet, helst ner till 20 Hz, behöver tas fram. Genom att använda rummets impulsrespons finns eventuellt en möjlighet att få fram en metod som ger relativt pålitliga värden. Om en park har väldigt många vindkraftverk, blir avståndet för vilket ljudnivån utomhus blir 40 dba, större än om det vore färre verk. Det innebär också att luftabsorptionen reducerar de höga frekvenserna mer och ljudet från vindkraftparken får en mer lågfrekvent karaktär. För sådana fall, med mer än 100 vindkraftverk, bör ljudnivån i tersband inomhus beräknas med metoden i denna rapport, och jämföras med Socialstyrelsens riktvärde för lågfrekvent ljud. 66

78 10 Litteraturförteckning [1] Riktvärden för ljud från vindkraft. [Online] Naturvårdsverket, [2] Socialstyrelsens allmänna råd om buller inomhus. Socialstyrelsen (2005) Stockholm Sverige, [3] Low frequency noise from large wind turbines. A procedure for evalution of the audibility for low frequency sound and a literature study DELTA EFP-06, Report AV1098/08. Client: Danish Energy Authority. [4] Ljud från vindkraftverk - Koncept: Rapport Naturvårdsverket, [5] The Working Group on Noise From Wind Turbines: The Assessment and Rating of Noise From Wind Farms. ETSU-R-97, [6] Schepers, J G; Curvers, A; Orlemans, S; Braun, K; Lutz, T; Herrig, A; Wuerz, W; Matesanz, A; Garcillán, L; Fischer, M; Koegler, K; Maeder, T. SIROCCO: Silent Rotors by Acoustic Optimisation. Second International Meeting on Wind Turbine Noise, Lyon, France, September 20-21, [7] Appel, D. Kvantifiering av områden med lägre bakgrundsnivå än normalt vid vindkraftprojektering. Examensarbete, Farkost och Flyg, Marcus Wallenberglaboratoriet, KTH, TRITIA-AVE 2008:47, ISSN , April [8] Wizelius, T, Britse, G and Widing, A. Vindkraftens miljöpåverkan - Utvärdering av regelverk och bedömningsmetoder. Centrum för vindkraftinformation, [9] Ljud från vindkraftverk. Naturvårdsverket, Rapport 6241, december [10] Nordic environmental noise prediction methods, Nord2000. Summary report. General Nordic sound propagation model and applications in source-related predictions methods. Delta report AV 1719/01, Lyngby Denmark [11] Bolin, K. Wind Turbine Noise and Natural Sounds-Masking, Propagation and Modeling. Dr. Thesis in Technical Acoustics, Sweden 2009, TRITIA-AVE-2009:19, ISSN [12] Ljunggren, S. Mätning av bullerimmission från vindkraftverk. Elforsk rapport [13] Wind turbine generator systems - Part 11: Acoustic noise measurement techniques IEC :2002+A1:2006(E). [14] Kragh, J, Plovsing, B, Storeheier, S Å, Taraldsen, G, Johansson, G H. Nordic Environmental Noise Prediction Methods, Nord2000. Summary Report. General Nordic Sound Propagation Model and Applications in Source-Related Prediction Methods. DELTA Acoustics & Vibration Report AV 1719/01, Lyngby

79 [15] Johansson, L. Sound propagation around off-shore wind turbines Long-Range Parabolic Equation Calculations for Baltic Sea Conditions. Division of building technology, ISSN , ISRN KTH-BYT/R 03/192-SE, [16] ISO Acoustics - Attenuation of sound during propagation outdoors - Part 1: Calculation of the absorption of sound by the atmosphere. [17] Low frequency noise from large wind turbines. Selection of a propagation model. DELTA EFP-06, Report AV 1096/08. Client Danish Energy Authority, [18] Bodén, H; Carlsson, U; Glav, R; Wallin, H.P; Åbom, M. Ljud och vibrationer. Marcus Wallenberg Laboratoriet för Ljud- och Vibrationsforskning, Inst. för Farkostteknik, KTH, [19] Zalyaletdinov, P. Projektering av lyssningsrum för auralisation genom ett flerkanaligt högtalarsystem. Examensarbete, Luleå tekniska universitet, 2006:277 CIV ISSN: [20] Kleiner, M. Audioteknik och Akustik, sjunde upplagan. Institutionen för teknisk akustik, Chalmers Tekniska Högskola, Göteborg, [21] Cambridge, J E. An evaluation of various sound insulation programs and their use in the design of silent rooms Master Thesis, Chalmers University of Technology, Göteborg, Sweden. [22] Åkerlöf, L. Byggnadsakustik - En praktisk handbok. AB Svensk Byggtjänst, ISBN , [23] Simmons, C. Simmons akustik och utveckling [24] SS-EN 140-5:1999 Byggakustik Mätning av ljudisolering i byggnader och hos byggnadselement Del 5: Fältmätning av ljudisolering hos fasadelement och fasader [25] SS-EN ISO :2008 Byggakustik - Mätning av akustiska parametrar i rum - Del 2: Efterklangstid i vanliga rum [26] Benjegård, S-O and Gustafsson, J-I. Tilläggsisolering av tak- och ytterväggar mot flygoch trafikbuller Rapport R18:1983, Byggforskningsrådet, Sverige. [27] ISO 717-1: Byggakustik - Värdering av ljudisolering i byggnader och hos byggdelar - Del 1: Luftljudsisolering (ISO 717-1: 1996). [28] SS-EN ISO Byggakustik - Mätning av ljudisolering i byggnader och hos byggnadselement - Del 4: Fältmätning av luftljudsisolering mellan rum [29] Simmons, C. SP INFO 1996:17. Vägledning för mätning av ljudnivå i rum vid låga frekvenser - fältprovning

80 [30] SS-EN ISO 16032:2004. Byggakustik - Mätning av buller från installationer i byggnader - Teknisk medtod (ISO 16032:2004)). [31] Riktvärden och bedömnings-grunder för buller i bostäder. Linköpings kommun. [32] Tyrland, S and Svensson, J. Mätning av lågfrekvent buller från luftbehandlingsanläggningar Rapport R45:1983, Byggforskningsrådet, Sverige. [33] Bengtsson, J. Low Frequency Noise During Work - Effects on performance and Annoyance. Dr. Thesis, Göteborg Unviersity, ISBN , [34] A Weighting. [Online] [35] SS-EN :2000. Byggakustik Bestämning av akustiska egenskaper hos byggnader utgående från egenskaper hos byggnadselement Del 3: Luftljudisolering mot utomhusljud. [36] SS-EN :2000. Byggakustik Bestämning av akustiska egenskaper hos byggnader utgående från egenskaper hos byggnadselement Del 3: Luftljudisolering mellan rum, [37] SS-EN ISO 140-3:1995. Byggakustik - Mätning av ljudisolering i byggnader och hos bygnadselement - Del 3: Laboratoriemätning av luftljudsisoleringen hos byggdelar. [38] The measurement of low frequency noise at three UK wind farms. Hayes McKenzie partnership. Department of trade & industry (DTI), URN number 06/1412, [39] Leventhall, G. Infrasound from wind turbines Facts, Fiction or Deception. Canadian acoustics vol. 34 no.2, 2006 special edition. [40] van den Berg, G P. Do wind turbine produce significant low frequency sound levels. 11th International meeting on low frequency noise and vibration and its control, Maastricht, The Netherlands, [41] Hepburn, Howard G. Acoustic and geophysical measurement of infrasound from wind farm turbines. Canadian Acoustics, special issue. Vol. 34 No. 2 p.51, [42] van den Berg, G.P. The beat is getting stronger: The effect of atmospheric stability on low frequency modulated sound of wind turbines. Groningen, the Netherlands : University of Groningen - Science shop for physics, [43] Hopkins, C and Turner, P. Field measurement of airborne sound insulation between rooms with non-diffuse sound fields at low frequencies [44] Simmons, C. Measurement of sound pressure levels at low frequencies in rooms- Comparison of available methods and standards with respect to microphone positions. Proposal for new procedures. Nordtest Project No SP Report 1997:27. [45] Low frequency noise from large wind turbines. Measurement of sound insulation of facades DELTA EFP-06, Report AV1097/08. Client: Danish Energy Authority. 69

81 [46] Pietrzyk, A. Sound Insulation at Low Frequencies. Dr. Thesis, Chalmers University of Technology, Department of applied acoustics, ISBN , ISSN X, Göteborg, [47] Qibo, M and Stanislaw, P. Experimental study for control of sound transmission through double glazed window using optimally tuned Helmholtz resonators Empa, Swiss Federal Laboratories for Materials Testing and Research, Ueberlandstrasse 129, CH-8600 Duebendorf, Switzerland. [48] Qibo, M and Stanislaw, P. Control of sound transmission through double wall partitions using optimally tuned Helmholtz resonators. s.l. : Acta Acust. 2005:91: [49] Almgren, M and Solberg, S. Andmyran vindpark, Norge. Riktvärde för lågfrekvent ljud. ÅF-Ingemansson AB och Kilde AS rapport på uppdrag av Andmyran vindpark AS. [50] Buller - Höga ljudnivåer och buller inomhus. Socialstyrelsen, ISBN , [51] Kropp, W, Pietrzyk, A and Khilman, T. On the meaning of the sound reduction index at low frequencies. Acta Acust 1994;2: [52] Gibbs, BM and Maluski, S. Airborne sound level difference between dwellings at low frequencies. Building Acoust 2004:11(1): [53] Low frequency noise from large wind turbines. Sound power measurement method DELTA EFP-06, Report AV135/08. Client: Danish Energy Authority. [54] Low frequency noise from large wind turbines. Results from Sound Power Measurements. DELTA EFP-06, Report AV 136/08. Client Danish Energy Authority,

82 11 Bilagor 11.1 Ljudeffektnivåer vindkraftverk Tabell 11-1 Ljudeffektnivå för ett av Andmyrans vindkraftverk vid 8 m/s på 10 m höjd uppmätt enligt IEC [13]. Total A-vägd ljudeffektnivå beräknades till 101,1 dba [49]. 71

83 Figur 11-1 A-vägda ljudeffektspektra grupperade efter märkeffekt och medelvärdesbildade. Den blå kurvan är medelvärdet av fyra moderna vindkraftverk större än 2 MW. De vertikala staplarna indikerar plus/minus en standardavvikelse i medelvärdet av vindturbiner upp till 2MW. Mätningarna visar att infraljud är försumbart [54]. 72

84 11.2 Ljudtrycksnivåer vindkraftverk Figur 11-2 Mätresultat från vindkraftparken Castle River i Alberta. De två kurvorna i varje diagram avser resultat med vindkraftparken i drift respektive avstängd. Diagrammen till vänster avser resultat uppmätta 50 m från vindkraftparken vid låga, mellanhöga och höga vindhastigheter. Diagrammen till höger avser resultat uppmätta 1000 m från vindkraftparken vid låga och höga vindkastigheter [41]. 73

85 11.3 Ljudtrycksnivåer i rum uppmätta i laboratorium vid tersbandet 50 Hz 74

86 75

87 Figur 11-3 Ljudtrycksnivåer vid 50 Hz i x-planet (a), y-planet (b) och z-planet (c) uppmätta i laboratorium med mikrofonpositioner enligt ett finmaskigt nät [43]. 76

88 11.4 Beskrivning av mätobjekt i Deltas undersökning Figur 11-4 Værløse Figur 11-5 Vejby Figur 11-6 Tulstrup Figur 11-7 Slangerup Figur 11-8 Helsinge Tabell 11-2 Beskrivning av de fem olika hustyperna. Mätobjekten är namngivna utifrån ortsnamn [45]. Mätobjekt: Værløse Vejby Tulstrup Slangerup Helsinge Hustyp: Enplansvilla 70-tal Modern enplansvilla (trä) Enplansvilla 80-tal Modern enplansvilla Gammeldags tvåplanshus Fasad: Lättviktskonstruktion mellan tegelväggar. Stora fönster Lättviktskonstruktion, trä. Normalstora fönster Tung skiljekonstruktion, tegel. Normalstora fönster Tung skiljekonstruktion, tegel. Normalstora/stora fönster Tung skiljekonstruktion, tegel. Normalstora/stora fönster Fönster: Isolerade glas i fönster och terassdörr Treglaskonstruktion i fönster och terrass Isolerade glas i fönster och terassdörr Isolerade glas i fönster och terassdörr Isolerade glas i fönster och terassdörr Vardagsrum: ca 50 m² ca 33 m² ca 31 m² ca 54 m² ca 55 m² Litet rum (sovrum): ca 11 m² ca 12 m² ca 12 m² ca 9 m² ca 13 m² 77

89 11.5 Resultat från Deltas mätning Tabell 11-3 Resultaten presenteras som ljudnivåskillnaden i db per tersband mellan frifältsvärde utomhus och värden uppmätta i 3D-positioner inomhus [45]. * Ljudtrycksnivåer korrigerade för bakgrundsbuller. 78

90 11.6 Mätning 1: Instrumentlista och instrumentinställningar Tabell 11-4 Instrumentlista. Benämning: Fabrikat/modell/Serienummer: Intern beteckning (ÅF): Analysator (inomhus) Norsonic, type 118, AL161 Analysator (utomhus) Norsonic, type 118, AL165 Bashögtalare Skytronic, Skytec W Hyrd (Billebro AB) Högtalare (efterklangstid) JBL, EON15 G2/230, P H063 Signalgenerator Minirator, MR1, GTE 721F1D0 GB010 Tabell 11-5 Inställningar för analysator nor118. Datainsamling för analysator Norsonic, type 118 (AL161 och AL 165) Mättid: 30 s Upplösning: 1 s Integrationstid: 125 ms (Tidsläge: Fast) Start: Manuell Frekvensspektrum (tersband): 6, Hz Mätvärden per tersband: SPL, L MAX,L MIN, L eq Mätvärden: L eq (A), L eq (B) Enhet: db (re 20 µpa) Dynamiskt område: db RMS Mikrofonkänslighet: 50 mv/pa 79

91 11.7 Mätning 1: Utvärdering av mikrofonpositioner Figur 11-9 Mottagarrum dimensioner (x, y, z = 3,8 m, 5,9 m, 2,4 m). Tabell 11-6 Utvärdering av mikrofonpositioner I mottagarrum. Mikrofonpositioner enligt ISO L 2 [db] A (1,7, 1,7, 1,4) 59,6 B (2,9, 2,0, 0,8) nära öppning till rum 63,8 C (2,0, 3,4, 1,7) 61,9 D (0,7, 3,2, 1,1) 62,0 E (2,8, 4,8, 1,4) 61,8 G (2,8, 4,9, 0,9) 61,3 Mikrofonpositioner enligt SP INFO H (0,53, 5,5, 1,4) hörn 64,3 J (0,57, 0,57, 1,3) hörn 65,8 F (1,5, 5,0, 1,3) huvudposition i fåtölj 58,7 Mikrofonpositioner mkt nära hörn I (3,7, 5,8, 1,2) 66,6 K (0,33, 0,36, 0,8) 66,7 80

92 11.8 Mätning 1: Mätdata Mikrofonpositioner enligt ISO Tabell 11-7 Ljudtrycksnivå uppmätt på fasad för varje mikrofonposition i mottagarrummet (kolumn markerad med bokstav), se avsnitt och Bilaga L i1,s [db] Frekvens [Hz] A B C D E G L 1,s Stand.avvikelse [db] 20 76,5 73,1 70,5 74,4 73,4 74,1 74 1, ,3 77,4 76,4 78,2 79,1 78,5 78,5 1,35 31,5 85,8 83,2 83,1 84,4 85, ,6 1, ,2 88,8 88, ,5 90,8 90,5 1, ,1 91, ,2 94,5 93,8 93,6 1, , ,1 92,2 93,6 92,8 92,7 1, , ,2 88,5 87,9 87,7 1, ,4 82,4 82,4 83,5 84,8 84,1 83,9 1, ,2 76,7 76,6 77,7 79,2 78,3 78,1 1, ,3 69,5 69,4 70, ,2 71 1, , ,4 69,3 69,3 1,1 L,tot [db] 89,3 86,1 86,2 87,3 88, ,8 Tabell 11-8 Ljudtrycksnivå uppmätt för varje mikrofonposition i mottagarrummet (kolumn markerad med bokstav), se avsnitt och Bilaga L 2 [db] Frekvens [Hz] A B C D E G L 2 Stand.avvikelse [db] 20 49,6 48,5 49,8 50,2 50,9 51,9 50,3 1, ,1 50, ,2 56,8 57,3 54,2 3,52 31,5 65,2 59,9 52,6 53,2 67,2 67,3 64,1 6, ,8 62,3 60,5 60, ,9 60,7 1, ,9 71,6 69,5 67,9 68,5 68,5 68,7 4, , ,5 67,7 64,3 63,6 66,5 2, ,5 58, ,6 56,8 59,9 5, ,6 54,9 56,1 45,2 47,9 53,2 4, ,9 49,2 54,2 49,2 48,1 47,3 51,2 2, ,9 37, ,6 36,3 39,3 2, ,5 33,2 36,4 34, ,3 34,0 1,44 L,tot [db] 59,6 63,8 61,9 62,0 61,8 61,8 62,0 Bakgrundsnivå lägre än 6 db: 1,3 db korrigering 81

93 Tabell 11-9 Reduktionstal R 45 beräknat för V = 54 m 3 och S = 9, 12 m 2, se ekvation (14). Notera att efterklangstiden har approximerats till 0,5 för tersbanden Hz eftersom ingen efterklangstid uppmätts för de frekvenserna. Ljudnivåskillnaden utomhus/inomhus utan rumskorrektion visas i kolumn L 1,s L 2. Frekvens [Hz] T [s] 10lg ST 0,16V [db] R 45 [db] R 45,T=0,5 s [db] L 1,s L 2 [db] D 2m [db] 20 0,5-2,8 19,5 19,5 23,7 20,7 25 0,5-2,8 20,0 20,0 24,3 21,3 31,5 0,5-2,8 16,3 16,3 20,6 17,0 40 0,5-2,8 25,5 25,5 29,8 26,8 50 0,49-2,9 20,5 20,6 24,9 21,9 63 0,47-3,0 21,7 21,9 26,2 23,2 80 0,28-5,4 20,9 23,5 27,7 24, ,24-6,0 23,2 26,5 30,7 27, ,33-4,6 20,8 22,6 26,9 23, ,29-5,1 25,0 27,4 31,7 28, ,30-5,0 28,8 31,0 35,3 32,3 Mikrofonpositioner enligt SP INFO 1996:17 23,4 25,1 29,3 26,3 Tabell Ljudtrycksnivå uppmätt utomhus L i1,s och inomhus L 2 för varje mikrofonposition i mottagarrummet (kolumn markerad med bokstav), se avsnitt och Bilaga L i1,s [db] L 2 [db] Frekvens [Hz] C G J L1,s St.avvik. [db] C G J L2 St.avvik. [db] 20 70,5 74,1 72,4 72,6 1,80 49,8 51,9 46,5 49,9 2, ,4 78,5 78,3 77,8 1, ,3 59,8 57,2 5,09 31,5 83, ,9 84,4 1,07 52,6 67,3 69,1 66,6 9, ,9 90,8 90,8 90,3 1,10 60,5 58,9 63,2 61,2 2, ,8 93,7 93,2 1,01 69,5 68,5 72,5 70,5 2, ,1 92,8 92,6 92,2 0,93 67,5 63,6 68,9 67,2 2, ,9 87,7 87,3 1, ,8 66,2 62,1 6, ,4 84,1 83,9 83,5 0,93 54,9 47,9 56,5 54,4 4, ,6 78,3 78,1 77,7 0,93 54,2 47,3 51,4 51,8 3, ,4 71,2 70,9 70,6 0, ,3 39,2 39,8 2, ,3 69,3 68,9 0,75 36,4 32,3 39,6 37,0 3,66 86,2 88,0 87,8 87,4 61,9 61,8 65,8 63,6 Tabell Reduktionstal R 45 beräknat för V = 54 m 3 och S = 9, 12 m 2, se ekvation (14). Notera att efterklangstiden har approximerats till 0,5 för tersbanden Hz eftersom ingen efterklangstid uppmätts för de frekvenserna. Ljudnivåskillnaden utomhus/inomhus utan rumskorrektion visas i kolumn L 1,s L 2. Frekvens [Hz] T [s] 10lg ST 0,16V [db] R 45 [db] R 45,T=0,5 s [db] L 1,s L 2 [db] D 2m [db] 20 0,5-2,8 18,4 18,4 22,7 19,7 25 0,5-2,8 16,3 16,3 20,6 17,6 31,5 0,5-2,8 13,6 13,6 17,8 14,8 40 0,5-2,8 24,7 24,7 29,0 26,0 50 0,49-2,9 18,3 18,5 22,7 19,7 63 0,47-3,0 20,5 20,8 25,0 22,0 80 0,28-5,4 18,3 20,9 25,2 22, ,24-6,0 21,7 24,9 29,2 26, ,33-4,6 19,8 21,6 25,9 22, ,29-5,1 24,2 26,5 30,8 27, ,30-5,0 25,4 27,6 31,9 28,9 21,4 23,1 27,3 24,3 82

94 Bakgrundsljud samtliga mikrofonpositioner Tabell Bakgrundsnivå uppmätt på fasad B 1,s för varje mikrofonposition i mottagarrummet (kolumn markerad med bokstav), se avsnitt och Bilaga B i1,s [db] Frekvens [Hz] A B C D E G H J St.avvik. [db] B 1,s 20 59,8 69,9 59,2 63,3 71,1 59,1 73,3 59,6 6,20 67, ,5 57,1 60,3 67,3 56,4 69,6 56,1 5,76 64,4 31,5 53,2 64,5 53,9 57,6 63, ,5 55,2 5,12 61, ,7 61,6 50,1 55,3 61, ,4 51,1 5,19 57, ,7 58,8 52,1 54, ,3 59,1 52,8 3,04 56, ,4 56,3 47,1 50,4 54,1 50,3 56,2 47,4 3,88 52, ,8 49,2 50,4 53,1 52,4 54,1 48,7 2,09 51, ,3 52,7 52,1 51,8 53,2 53,6 53,4 50 1,25 52, ,7 50,6 50,3 50, ,2 51,2 48,2 1,19 50, ,9 49, , ,2 51,7 48,4 1,75 50, ,8 48, ,9 49,5 50,6 49,4 47,2 1,30 48,7 53,1 62,7 53,4 56,6 63,3 54,1 65,3 53,4 60,4 Tabell Bakgrundsnivå uppmätt för varje mikrofonposition i mottagarrummet B 2 (kolumn markerad med bokstav), se avsnitt och Bilaga B i2 [db] Frekvens [Hz] A B C D E G H J St.avvik. [db] B 2 B 1,s B ,7 44,2 40,7 43,1 46,6 43,1 50,3 41,2 3,33 45,1 22, ,1 39,1 46,4 42,3 48,8 39,5 4,38 43,4 21,0 31,5 37,4 42, ,1 47,5 42,2 48,8 42,4 5,92 43,8 17, ,9 40,8 22,3 36,8 40,6 34,1 40,8 38,1 6,62 38,0 19, ,4 41,3 30,2 38,9 39,1 34,8 43,2 38,6 4,31 38,9 17, ,7 40,6 26,6 33,4 30,4 26, ,7 5,13 34,5 18, ,7 33,7 21,3 29,9 22,4 24,9 31,1 27,1 4,62 28,8 22, ,1 33, ,9 21,2 26,1 34,8 29,7 4,54 30,0 22, ,9 29,9 29,7 27, ,4 26,6 28,1 2,38 27,4 23, , ,1 21,6 22,1 18,2 24,3 23,8 2,43 22,3 28, , ,6 16,9 21,2 17,7 21,6 18,5 2,02 20,3 28,3 33,0 39,6 32,8 36,5 41,8 37,4 44,4 37,1 39,5 23,6 83

95 11.9 Ljudtrycksnivåskillnad mellan immissionsnivåer och Socialstyrelsens riktlinjer för lågfrekvent buller inomhus Tabell Skillnaden i ljudtrycksnivå mellan uppmätta immissionsnivåer och Socialstyrelsens riktlinjer för lågfrekvent buller inomhus. X, Andmyran och Sotared avser tersbandsnivåer då ekvivalentnivån uppgick till ca 40 db(a). Skillnad mellan immissionsnivåer och Socialstyrelsens inomhusriktlinjer [db] Frekvens [Hz] X Lillgrund Andmyran Rhede Sotared Castle River 31, ,5 3,5 5 7,5 5 13,

96 11.10 Indata från fältstudiens beräkningsmodell (Insul) Figur Beräkningen är gjord med avseende på fasadkonstruktionen i fältstudien och avser en 9,12 m 2 dubbelvägg: ytterpanel av 25 mm furu, 600 mm c/c regelsystem av 100 mm träreglar med 100 mm mineralull i regelsystemets luftspalt, innerpanel av 102 mm furu. 85

97 Figur Beräkningen är gjord med avseende på fasadkonstruktionen i fältstudien och avser ett 1,82 m 2 fönster. 86

98 11.11 Kalibrering av vindskydd Metod för kalibrering av vindskydd enligt rapport från Delta [53]. Den standard som avses med according to [1] är standard IEC [13]. 87