Uppdragsnr: 10122794 1 (5) Bilaga B7 PM Ljudutbredning från vindkraftverk 1 Teorin bakom ljud Ljud är tryckförändringar i t ex luft som uppfattas av vår hörsel. Ljudets styrka, ljudnivån, uttrycks i flera olika fysikaliska storheter såsom ljudtryck och ljudintensitet. Oftast anges ljudets styrka på en logaritmisk skala i enheten decibel (db). Ljudnivå mäts enligt en logaritmisk skala, vilket medför att en fördubbling av ljudnivån tekniskt sett motsvarar en ökning med 3 db. Det mänskliga örat kan uppfatta ljudnivåer mellan 0 och 130 db. Den lägsta ljudnivåförändringen ett mänskligt öra kan uppfatta är cirka 3 db. En ljudsänkning eller ökning under 3 db kan alltså en människa oftast inte uppfatta. För att den mänskliga hörseln ska uppfatta en ökning av ljudnivån som en fördubbling måste en ökning på 8 db uppkomma. Människans upplevelse av ljudet varierar inte enbart med ljudets styrka utan styrs även av ljudets frekvenssammansättning. Människans hörbara frekvensspann löper mellan ca 20 och 32 000 Hz. Det mänskliga örat är dock anpassat för att uppfatta ljud inom ett frekvensspann motsvarande mänskligt tal, dvs ljud inom frekvensspannet 125 till 8 000 Hz. Detta innebär att vi kan uppfatta betydligt lägre ljudstyrkor från ljud inom frekvensspannet 125 till 8 000 Hz, än ljud inom övriga frekvensintervall. Vid mätning och beräkning av ljudstyrkan görs av denna anledning en kompensation för ljudets frekvenssammansättning, så kallad frekvensvägning. Normalt används en frekvensvägning som medför att låga och mycket höga frekvenser dämpas, medan frekvenser mitt i människans hörselomfång förstärks eller lämnas opåverkade. När sådan frekvensvägning används anges ljudnivån i decibel-a (db(a)). I figur 1 nedan illustreras några vanligt förekommande ljud. Notera att ljudnivåer under 30 db(a) kan beskrivas som mycket låga ljudnivåer förknippade med omgivningar som människan i regel upplever som tysta. WSP Environmental Box 574 20125 Malmö Besök: Jungmansgatan 10 Tel: +46 40 35 42 00 Fax: +46 40 35 43 99 WSP Sverige AB Org nr: 556057-4880 Styrelsens säte: Stockholm www.wspgroup.se
Uppdragsnr: 10122794 2 (5) Figur 1: Ljud från några vanligt förekommande ljudkällor. 1 R:\Gemensamma_Uppdrag\1012 2794 GEAB Vindkraft Rävbacka\3_Dokument\38_Rapport\MKB\Bilagor\PM Ljud MKB GEAB Rb ver 2 TKG 100209.doc Mall: Pm - 2003.dot ver 1.0 2 Ljud från vindkraftverk Vindkraftverk avger dels ett mekaniskt ljud från växellådan eller generatorn och dels ett aerodynamiskt ljud när rotorn är i rörelse. Det mekaniska ljudet är idag i princip helt bortisolerat varför det aerodynamiska ljudet dominerar. Ljudet beskrivs ofta som ett svischande ljud med stora likheter med ljud som uppkommer av vind i vegetationen. Ljudnivån som uppkommer beror på vindens styrka samt utformningen av vindkraftverkets rotor. Med detta följer att olika vindkraftverk orsakar ljud med olika ljudnivåer vid en och samma vindhastighet. Respektive vindkraftsleverantör mäter och dokumenterar det ljud respektive vindkraft emitterar i direkt anslutning till verket. Detta benämns som verkets källljud. Från källan sprids sedan ljudet ut över dess omgivning. Omgivande atmosfär och materia dämpar ljudet vilket medför att ljudets styrka minskar med avståndet till mottagaren. Alltså beror ljudets spridning inte bara på dess ljudnivå utan även på vindriktning, markförhållande - såsom topografi och ytråhet - samt metrologiska förhållanden, såsom temperatur och fuktighet. Ljudnivån vid två olika mottagare kan alltså vara olika även om avståndet till källan är densamma och ljudet från en källa kan spridas olika långt beroende på om det uppkommer i slättlandskap eller skog. Förekommer flera ljudkällor i omgivningen uppkommer en maskeringseffekt. Detta innebär att vissa ljud inte upplevs lika märkbara på grund av att de överöstas av andra ljud. Ljudet från vindkraftverk kan till exempel maskeras av ljud från trafik, industrier m.m. men även av naturliga bakgrundsljud såsom vindsus och lövprassel. Dessa naturliga ljud ökar i ljudstyrka när vindhastigheten ökar och 1 WSP 2008, Ljud från vindkraftverk
Uppdragsnr: 10122794 3 (5) därmed ökar maskeringseffekten. Generellt brukar man säga att när vindhastigheten överstiger 8 m/s på 10 meters höjd över mark maskeras ljudet från vindkraftverken av naturliga bakgrundsljud. 3 Ljud med lägre frekvens än 20 Hz är kallat infraljud och uppfattas inte av det mänskliga örat. Dock kan sådant ljud framkalla obehagskänslor vid kontinuerlig exponering. Forskning som bedrivs visar att infraljud som uppkommer från vindkraftverk är så pass lågt att de är helt utan betydelse ur störningspunkt för människor. 4 3 Konsekvenser och rekommendationer Oönskat ljud är allmänt benämnt som buller. Buller kan vid kontinuerlig exponering uppfattas som obehagligt för människor och i värsta fall orsaka stress och ohälsa. Studier tyder på att den faktiska störningen från ljud från vindkraftverk är subjektiv och kan förutom ljudnivån bero på den allmänna inställningen till vindkraftsetableringen samt huruvida vindkraftverken syns vid mottagaren eller inte. Överlag konstateras dock att med ökad ljudnivå ökar antalet störda personer. 5 Några särskilt fastställda riktvärden för ljud från vindkraftverk finns inte. Enligt praxis tillämpas emellertid det av Naturvårdsverket rekommenderade riktvärdet för externt industribuller nattetid. 6 Riktvärdet utomhus nattetid vid bostäder är 40 db(a) i ekvivalent ljudnivå och 55 db(a) för momentana ljud. Utanför arbetslokaler för ej bullrande verksamhet gäller 50 db(a). Utifrån tre domslut från miljööverdomstolen år 2009, skall riktvärden fortsättningsvis tolkas som begränsningsvärden. Riktvärdena för vindkraft kan jämföras med vägtrafiken där riktvärdet för ekvivalent ljudnivå utomhus vid bostäder är 55 dba och för maximal ljudnivå vid uteplatser är 70 dba. Detta kan även jämföras med ljudnivån från andra källor i vår vardagliga omgivning, se figur 1. Karakteristiskt för vindkraftverk till skillnad från en förbipasserande bil är att ljudet pågår kontinuerligt vilket sannolikt är ett av skälen till att man valt en hög säkerhetsmarginal genom att rekommendera riktvärdet 40dB(A), en nivå som alltså för annat externt industribuller endast rekommenderas nattetid. Som jämförelse kan man lyssna på ett modernt kylskåp som ofta avger ett ljud på cirka 40 db(a). 4 Beräkningsmetoder R:\Gemensamma_Uppdrag\1012 2794 GEAB Vindkraft Rävbacka\3_Dokument\38_Rapport\MKB\Bilagor\PM Ljud MKB GEAB Rb ver 2 TKG 100209.doc Mall: Pm - 2003.dot ver 1.0 4.1 Naturvårdsverkets modell från 2001 Naturvårdsverket beskriver i sin rapport Ljud från vindkraftverk rapport 6241 från 2001 en beräkningsmodell för ljudutbredning. Rapporten är idag reviderad men den nya versionen finns ännu endast som koncept. Beräkningsmodellen använder de källjud som är fastställda av respektive vindkraftverksleverantör och en generell definition av markytans beskaffenhet för att definiera ljudstyrkans avtagande med avståndet. Källjudet ska vara beskrivet som en frekvensuppdelad ljudnivå i db(a). 3 Naturvårdsverket 2009, Ljud från vindkraftverk reviderad utgåva av rapp 6241, NV dnr 382-6897-07 Rv. 4 Naturvårdsverket 2009, Ljud från vindkraftverk reviderad utgåva av rapp 6241, NV dnr 382-6897-07 Rv. 5 Pedersen, Eja; 2007, Human response to wind turbine noise perception, annoyance and moderating factors 6 Naturvårdsverkets Externt Industribuller Allmänna råd (RR 1978:5)
Uppdragsnr: 10122794 4 (5) Beräkningen utgår från en ljudutbredning enligt ett värsta scenario där man antar att samtliga bostäder i beräkningen ligger i vindriktningen från vindkraftverken. Med andra ord antas att en maximal utbredning uppkommer i samtliga riktningar vid ett och samma tillfälle. Vidare utgår beräkningen från de förutsättningar som råder när det blåser 8 m/s på 10 meters höjd ovan mark. Detta är då ljudet från vindkraftverk upplevs som tydligast, i relation till förekomsten av maskeringseffekter från naturliga bakgrundljud. Vidare antas inga maskeringseffekter uppkomma från artificiella ljud såsom trafik och industrier i beräkningarna. Erhållet resultat anger ljudnivån i valda beräkningspunkter, lämpligen bostäder, samt en karta över ljudutbredningen. Beräkningsmodellen har visat sig ge en generell men bra bild över ljudutbredningen i ett slättlandskap varför den lämpar sig väl för sådana områden. Det finns dock begränsade möjligheter att noggrant prediktera ljudutbredningen då ingen hänsyn tas till topografi, markytans variation av beskaffenhet och flera meteorologiska parametrar. Det är heller inte känt hur väl denna beräkningsmetod stämmer i kuperad terräng. Kuperad terräng kan både skapa avskärmning av ljudet och ge konkava ytor som ökar ljudnivån jämfört med plan mark. Vidare beaktas inte dämpning orsakad av ljudutbredning över skogsmark med porös yta. För att ta hänsyn till dessa fenomen nämner Naturvårdsverket beräkningsmodellen Nord2000. 7 R:\Gemensamma_Uppdrag\1012 2794 GEAB Vindkraft Rävbacka\3_Dokument\38_Rapport\MKB\Bilagor\PM Ljud MKB GEAB Rb ver 2 TKG 100209.doc Mall: Pm - 2003.dot ver 1.0 4.2 Nord2000 Beräkningsmodell Nord2000 är gemensamt framtagen av de nordiska länderna med finansiering av bland annat Naturvårdsverket. Beräkningsmodellen tar hänsyn till inverkan från vind, temperatur, markegenskaper, höjdskillnader i terrängen i form av skärmning och förstärkningar. Olika vindhastighets- och temperaturgradienter kan väljas. Av denna anledning är modellen väl anpassad för att beräkna ljudutbredning i kuperad och skogsbeklädd terräng. Modellen tar större hänsyn till de faktorer som påverkar den faktiska ljudutbredningen och anses bättre spegla ljudutbredningen än vad beräkningsmodellen från 2001 gör, enligt ovan. 8 Beräkningen utgår från motsvarande förhållande som Naturvårdsverkets modell från 2001, dvs. en antagen vindstyrka på 8 m/s på 10 meters höjd över marken. I revideringen av Naturvårdsverkets rapport Ljud från vindkraftverk rapport 6241 från 2009 benämns Nord2000 som en mer detaljerad modell där fler akustiska fenomen tas hänsyn till vilka inte Naturvårdsverkets modell från 2001 gör. Nord2000 är således bättre lämpat vid beräkning av ljudutbredningen i områden med kuperad terräng och varierande markbeskaffenhet såsom skogsområden. I bilaga B7:1 redovisas erhållna beräkningsresultat från genomförd Nord2000-beräkning för det aktuella projektet. 5 Möjliga skyddsåtgärder vid en vindkraftetablering I dagens moderna vindkraftverk finns styrsystem som möjliggör en reducering av ett vindkraftverks ljudemission i efterhand. Rotorns hastighet kan reduceras så att mindre ljud uppkommer vid de kritis- 7 Naturvårdsverket 2009, Ljud från vindkraftverk reviderad utgåva av rapp 6241, NV dnr 382-6897-07 Rv. 8 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 (PDF: 480 KB), Lyngby 2002 B. Plovsing, J. Kragh, Nord2000. Comprehensive Outdoor Sound Propagation Model
Uppdragsnr: 10122794 5 (5) ka vindhastigheterna, vilket tar sig i uttryck i vindkraftverkets så kallade källjud. Dock sker detta på bekostnad av vindkraftverkets energiproduktion då man inte låter rotorn löpa fritt med konsekvensen att verket inte kan nyttja den maximala vindenergin vid dessa kritiska vindhastigheter. Varje vindkraftverksmodell kan justeras i ett antal fördefinierade reduktionslägen, vilket leder till att varje vindkraftverksmodell har ett visst antal standardkälljud. Med andra ord kan vindkraftverket inte reduceras till vilket källjud som helst utan detta är fördefinierat av respektive verks leverantör. För att nyttja områdets vindresurser på bästa möjligaste sätt bör denna åtgärd inte vidtas om det inte i efterhand kan visas vara nödvändigt. 6 Bilageförteckning B7:1. Ljudberäkning (Nord2000) R:\Gemensamma_Uppdrag\1012 2794 GEAB Vindkraft Rävbacka\3_Dokument\38_Rapport\MKB\Bilagor\PM Ljud MKB GEAB Rb ver 2 TKG 100209.doc Mall: Pm - 2003.dot ver 1.0
Bilaga B7:1 Ljudberäkning med Nord2000 Resultat och Indata Meteorologiska data Parameter Värde Källa Årsmedeltemp 7,5 grader C WindPRO Säve mätstation Luftfuktighet 80% Statistik årsbok för Göteborg 2008 (1) Lufttryck 1013 mbar% Standardvärde Nord2000 Vindhastighet 8 m/s NV Vindhastighet std 15 % av Medelvärde (2) Standardvärde Nord2000 Vindhöjd 10 m NV Vindriktning samtliga NV Temperatur gradient 0 [grader C/m] Standardvärde Nord2000 Temperatur gradient standardavvikelse 0 S [graderc/m] Standardvärde Nord2000 Turbulens (vind) 0,12 [m3/4/s2] Standardvärde Nord2000 (1) http://www4.goteborg.se/prod/sk/statistik/statistikr5.nsf (2) minimum 0,5 m/s Områdesbeskrivning Nivåkurvor Utifrån GSD Höjddata, Metria, Lantmäteriet Ytråhet Råhetsklass Råhetslängd Bakgrund 3 0,4 Insjö 0,2 0,0024 Jordbrukslandskap öppet 1 0,003 Jordbrukslandskap generellt 2,5 0,2 Tät bebyggelse 3 0,4 Vindkraftverk Beskrivning X Y Z Hub height Källjud NORDEX N90/2500 LS 1300151 6412483 182,7 100 104,5 dba NORDEX N90/2500 LS 1300695 6411995 194 100 104,5 dba NORDEX N90/2500 LS 1300091 6412031 175,2 100 104,5 dba NORDEX N90/2500 LS 1299624 6410157 180 100 104,5 dba NORDEX N90/2500 LS 1300349 6411640 186 100 104,5 dba NORDEX N90/2500 LS 1299497 6407730 169 100 104,5 dba NORDEX N90/2500 LS 1299530 6408179 165 100 104,5 dba NORDEX N90/2500 LS 1299108 6408013 159,6 100 104,5 dba Källjud 104,5 dba Frekvens Lwa 63 89,2 125 94,5 250 99,1 500 98,2 1000 95,5 2000 96,7 4000 91,5 8000 78,4
Bilaga B7:1 Bostäder Nummer X Y Z Leq (db(a)) 1 1296958 6412048 115 29,1 2 1297310 6413116 90,9 27,1 3 1297377 6412880 94,6 28,3 4 1297056 6413243 88,9 27,1 5 1300787 6410594 157,9 31,5 6 1300921 6409264 135 32,1 7 1301044 6411179 159,6 37,8 8 1299990 6410650 131,1 38,6 9 1297893 6410710 114,7 27,4 10 1299160 6410792 175,4 37,4 11 1299078 6410325 161,6 37,8 12 1298380 6409816 115 33,9 13 1298480 6408571 108,5 35,6 14 1300287 6407676 149,6 26,6 15 1299679 6408753 157,1 39,4 16 1300969 6407975 140,3 35,2 17 1300277 6407928 150 38,5 18 1300317 6407950 150 38,6 19 1300391 6408032 141,9 37,3 20 1300567 6409710 132,9 33,6 21 1301308 6412969 125 36,4 22 1301363 6412669 135,4 36,6 23 1297953 6411674 119,8 21,5 24 1297744 6412180 99,3 28,3 25 1299444 6412886 110 38,1 26 1299049 6412797 88,4 35,2 27 1298284 6414135 102,8 28,1 28 1297999 6414470 90,5 19,3 29 1296867 6413925 81,8 26,0 30 1297554 6414416 59,5 23,1 31 1297608 6414421 56,9 24,7 32 1297246 6414460 67,5 25,1 33 1297155 6414437 73,2 20,6 34 1297317 6414520 59 24,0 35 1296918 6414076 82,4 25,9 36 1297461 6414083 69 24,7 37 1297575 6414321 68,4 24,3 38 1297555 6414329 69,1 24,6 39 1297835 6414358 67,2 17,3 40 1297889 6414161 71,4 25,9 41 1297606 6413859 70,2 27,0 42 1297269 6413324 99,2 27,9 43 1297256 6413234 93,6 27,8 44 1298300 6413855 117,4 28,7 45 1298452 6413882 110,1 30,7 46 1298139 6413715 87,5 27,8 47 1298087 6413235 76,5 28,0 48 1298526 6413008 90 32,9 49 1300801 6413002 115,1 37,9 50 1299070 6411070 179,1 36,3 51 1298021 6411849 106,2 31,8 52 1299199 6411840 106,1 38,6 54 1299844 6407235 170,1 38,1 55 1299686 6408723 158,33 40,0 56 1299617 6408764 155,46 39,7 57 1299715 6408797 154,52 37,9