Mätning och beräkning av ljud från vindkraft
MÄTNING OCH BERÄKNING AV LJUD FRÅN VINDKRAFT VÄGLEDNING 2013-02-21 Mätning och beräkning av ljud från vindkraft Verksamhetsutövaren är skyldig att vidta åtgärder om ett vindkraftverk låter mer än vad som är tillåtet vid till exempel ett bostadshus. Här vägleder Naturvårdsverket om mätning och beräkning av ljudet från vindkraftverk. BESÖK: STOCKHOLM - V A L H A L L A V Ä G E N 195 – F O R S K A R E N S V Ä G 5, H U S U B P O S T : 106 48 S T O C K H O L M T E L : 010 -698 10 00 F A X : 010 -698 10 99 E-POST: [email protected] INTERNET: WWW.NATURVARDSVERKET.SE ÖSTERSUND NATURVÅRDSVERKET MÄTNING OCH BERÄKNING AV LJUD FRÅN VINDKRAFT VÄGLEDNING 2013-02-2 Innehåll INNEHÅLL Beräkningar 2 3 Ljudmätningar 3 Naturljud kan dölja ljudet från vindkraftverken 4 Upplevd störning av vindkraftsbuller, en jämförande studie av ljud från olika turbiner 5 Beräkningar av vindkraftsljud 5 Allmänt 5 Ljudutbredning över land 5 Ljudutbredning över hav 6 Andra beräkningsmetoder 6 Mer information 6 Bilagor 7 2 NATURVÅRDSVERKET MÄTNING OCH BERÄKNING AV LJUD FRÅN VINDKRAFT VÄGLEDNING 2013-02-2 Verksamhetsutövaren (den som är ansvarig för vindkraftverken) är ansvarig för att ljudnivån inte överskrider den angivna ljudnivån. När en anläggning fått tillstånd framgår ljudnivån av villkoren. Om det räcker med en anmälan framgår tillåten ljudnivå av de handlingar som hör till ärendet. Om det blir aktuellt att mäta ljud från etablerade verk är det viktigt att först noga tänka igenom syftet med mätningen, så att mätningarna ger de svar som önskas. Det finns två huvudprinciper: kontroll av ljudet som alstras vid vindkraftverket (emissionsmätning) eller bestämning av ljudnivån i en viss punkt i omgivningen (immissionsmätning). I många fall kan det vara lämpligt att kombinera dessa mätningar. Det är viktigt att mätningar och planering av eventuella åtgärder sker i samråd med boende och tillsynsmyndigheten. Beräkningar Vindstyrkan 8 m/s på 10 meters höjd vid markråhetslängden 0,05 meter är det referensvärde vid vilket ljudeffekten oftast anges enligt standard. Vid beräkningar används detta referensvärde. Det motsvarar en vindhastighet på 11,5 m/s på höjden 100 meter. Markråhet varierar med olika typer av terräng, se exempelvis sidan 25 i nedan nämnda rapport. Beräkningsmodellerna avser medvind. Vid motvind blir ljudnivån lägre, på stora avstånd mycket lägre. Vid vissa topografiska, metrologiska och vegetativa förhållanden är de använda modellerna mer osäkra. Läs mer om det i rapporten Ljud från vindkraftverk, reviderad utgåva av rapport 6241, koncept 20 april 2010, se nedan under Mer information. Rapporten "Ljud från vindkraftverk" beskriver olika modeller för att beräkna ljudets utbredning från vindkraftverk i olika situationer. Läs mer om beräkningar på sidan "Beräkningar av vindkraftljud", där finns även Excelbaserade beräkningsprogram som hjälp vid bedömningar av ljud från vindkraftverk. Ljudmätningar För mätningar av emissionen hos ett vindkraftverk används en metod som standardiserats av International Electortechnical Commission (IEC). Den finns närmare beskriven i rapporten Wind turbine generator systems – Part 11: Acoustic noise measurement techniques". IEC 61 400-11, second edition (Ed 2.1) 2006-1, se även svensk standard SS-EN 61 400-11. Immissionsmätningar bör utföras vid en vindstyrka vid navhöjd som motsvarar referensförhållanden (med navhöjd menas avståndet mellan marken 3 NATURVÅRDSVERKET MÄTNING OCH BERÄKNING AV LJUD FRÅN VINDKRAFT VÄGLEDNING 2013-02-2 och propellrarnas nav). I vissa fall kan det vara lämpligt att utföra mätningar även vid andra förhållanden. Råd och anvisningar ges i rapporten Mätning av bullerimmission från vindkraftverk. S. Ljunggren, 1998, Elforsk rapport 98:24 (se under Mer information). Nedan visas exempel på vindhastighet på olika höjder vid referensförhållanden och markråhetslängd 0,05 meter: Ref. förhållande Navhöjd 10 m 80 m 100 m 120 m 150 m Vindhastighet, m/s 8 11,1 11,5 11,8 12,1 Ett alternativ till bemannade mätningar är att använda långtidsregistrerande ljudnivåmätare som placeras ut under en längre tid för att fånga in ljudnivåerna vid olika meteorologiska förhållanden. Det är dock svårt att i efterhand sortera bort ovidkommande ljud från mätresultaten. För anmälnings- eller tillståndspliktiga verksamheter, inklusive verksamhet som har meddelats tillstånd utan att det föreligger tillståndsplikt, finns bindande bestämmelser i Naturvårdsverkets föreskrifter (NFS 2000:15) om genomförande av mätningar och provtagningar i vissa verksamheter (se under Mer information). Naturljud kan dölja ljudet från vindkraftverken Naturliga ljud, som vind i trädkronor eller bruset av vatten, döljer ofta ljudet av vindkraftverken. Undersökningar tyder på att vindkraftverken inte hörs om de har en ljudnivå som är minst 10 dB(A) lägre än bakgrundsljudet (se avsnittet om maskering i den reviderade utgåvan av Ljud från vindkraftverk). Normalt är det naturliga ljudkällor som kan dölja ljudet på detta sätt. Med naturliga ljudkällor menas till exempel vind i vegetation eller ljud från vågor vid en havsstrand. Även blåst mot hus och annan bebyggelse, kan leda till ljudnivåer som kan maskera ljudet från vindkraft. För att kunna bedöma om maskering av bakgrundsljud kan påverka hur ljudet från vindkraftverk uppfattas, krävs oftast utförliga utredningar baserade på lokala mätningar eller beräkningar samt att man bedömer inverkan av faktorer som vindhastighet, vindriktning, årstid, temperatur etcetera. 4 NATURVÅRDSVERKET MÄTNING OCH BERÄKNING AV LJUD FRÅN VINDKRAFT VÄGLEDNING 2013-02-2 Upplevd störning av vindkraftsbuller, en jämförande studie av ljud från olika turbiner Forskare från Kungliga tekniska högskolan, Karolinska institutet och Stockholms universitet har låtit bullerstörda personer som bor i närheten av vindkraftverk göra ljudinspelningar då de upplevde sig störda. Studien visade bland annat att de ljudparametrar som främst påverkade kortvarig störning var ljudstyrkan och A-vägda ljudnivåer visade högre korrelation än C-vägda ljudnivåer. Lyssningsförsök visade också att de bullerstörda personerna uppfattade vindkraftsljud som 4 dB mer störande än en referensgrupp. Beräkningar av vindkraftsljud I vår beräknas revideringen av rapporten Ljud från vindkraftverk ska beräknas. I rapporten visas beräkningarna i Excel-blad utifån från de beräkningsmodeller som redovisas i Naturvårdsverkets rapport 6241. Allmänt Beräkningarna i Excel-bladen utgår från de beräkningsmodeller som redovisas i Naturvårdsverkets rapport Ljud från vindkraft, reviderad utgåva av rapport 6241, koncept april 2010. Rapporten är under revidering och beräknas vara klar våren 2013. Markråhetslängd 0,05 m gäller i samtliga fall. Beräkningsmodellerna enligt Naturvårdsverkets rapport avser fri ljudutbredning i medvind, det vill säga då det blåser från vindkraftverk mot beräkningspunkten, och då ljudabsorptionen i luften är låg, i princip "worst case". Vid motvind, då det blåser från beräkningspunkten mot vindkraftverket, och vid negativ temperaturgradient erhålls normalt något lägre ljudnivåer än i verkligheten; vid stora avstånd betydligt lägre nivåer än de beräknade. Ljudutbredning över land I rapportens beräkningsmodeller för ljudutbredning över land förutsätts halvsfärisk ljudspridning (divergens) vid beräkning av geometrisk utbredningsdämpning. Hänsyn tas också till ljudabsorptionen i luft. Två olika beräkningsmodeller används i Excel-bladen: 5 NATURVÅRDSVERKET MÄTNING OCH BERÄKNING AV LJUD FRÅN VINDKRAFT VÄGLEDNING 2013-02-2 För avstånd upp till 1000 m: LA = LWA – 8 -20 log(r) - 0,005 r För avstånd över 1000 m: LA = LWA – 10 -20 log(r) - ∆La Ljudutbredning över hav I beräkningsmodellen i rapporten för ljudutbredning över hav förutsätts halvsfärisk ljudspridning upp till 700 meter och sedan cylindrisk ljudspridning. Hänsyn tas också till ljudabsorptionen i luft. Beräkningsmodellen för hav bedöms dock ge högre ljudnivåer än i verkligheten. I excel-bladen har därför en viss justering gjorts genom att avståndet för halvsfärisk ljudspridning utökats till 1000 meter: LA = LWA – 8 -20 log(r) – ∆La + 10 log (r/1000) Andra beräkningsmetoder Det finns även mer detaljerade beräkningsmodeller, till exempel Nord 2000, där hänsyn tas till många parametrar. Men det kräver också att flera data tas fram för beräkningarna, vilket kan vara omständligt att få fram och kräver kompetens och erfarenhet. Det har också visat sig att de enklare modellerna normalt ger beräkningsresultat med god noggrannhet, åtminstone när det gäller etableringar på land. Excel-bladen: Copyright, idé och utveckling: Lundmark Akustik & Vibration, telefon 08-751 58 30. Excel-bladet kan tankas ner från Naturvårdsverkets webbplats under Vägledningar/Ämnen/Buller/Vindkraft/Mätning Mer information Wind Turbine Noise and Natural Sounds: Masking, Propagation and Modeling, Doktorsavhandling Karl Bolin, KTH Naturvårdsverkets föreskrifter om genomförande av mätningar och provtagningar i vissa verksamheter: NFS 2000:15 (pdf 56 kB) Mätning av bullerimmission från vindkraftverk. S. Ljunggren, 1998, Elforsk rapport 98:24. 6 NATURVÅRDSVERKET MÄTNING OCH BERÄKNING AV LJUD FRÅN VINDKRAFT VÄGLEDNING 2013-02-2 Bilagor Projektrapport, Karl Bolin, KTH (pdf 782 kB) Ljud från vindkraft, reviderad utgåva av rapport 6241, koncept, 20 april 2010 (pdf 305 kB) 7 Projektrapport: Upplevd störning av vindkraftsbuller, en jämförande studie av ljud från olika turbiner Författare: Karl Bolin Marcus Wallenberg Laboratoriet, Institutionen för Farkost- och Flygteknik, Kungliga Tekniska Högskolan, Teknikringen 8, SE-100 44 Stockholm Tel: 08-790 80 17, Fax: 08-790 61 22, E-mail: [email protected] Mats E. Nilsson Gösta Ekmans Laboratorium, Psykologiska institutionen, Stockholm Universitet, SE106 91 Stockholm E-mail: [email protected] Gösta Bluhm Institutet för miljömedicin, Karolinska Institutet, Box 210, SE-171 77 Stockholm E-mail: [email protected] Sammanfattning Projektets syfte var att undersöka om ljud från skilda typer av vindkraftverk uppfattas olika störande och om speciella ljudkarakteristika påverkar hur störande de upplevs. Inspelningar utfördes av tio bullerstörda personer runt vindkraftverk under september och oktober år 2011. Beräkningar av psykoakustiska parametrar för ett urval av dessa inspelningar visade att högre nivåer av skärpa och lägre nivåer av tonalitet kunde observeras jämfört med tidigare ljudinspelningar vid vindkraftverk utan rapporterade störningar från närboende. Två lyssnings-experiment genomfördes också i detta projekt. Det första utfördes av den bullerstörda gruppen samt en referensgrupp och syftade till att jämföra A- respektive Cvägda ljudnivåers korrelationer med upplevd momentan störning av vindkraftsbuller. Resultaten tyder på att A-vägda ljudnivåer har högre korrelation till upplevd störning än Cvägda ljudnivåer samt att de bullerstörda uppfattar vindkraftsbuller som 4 dB mer störande än referensgruppen visavi ett referensljud. I det andra lyssningstestet undersöktes ett flertal ljudparametrars korrelation till upplevd momentan störning. Bland de akustiska parametrar som beskriver olika aspekter av ljud (frekvensinnehåll, tidsmönster, ljudstyrka), var mått relaterade till ljudstyrkan de viktigaste parametrarna för hur störande vindkraftsbuller upplevdes i lyssningsexperimenten. 1 (29) Karl Bolin KTH/Marcus Wallenberg Laboratoriet, Mats Nilsson SU/ Gösta Ekman Laboratoriet, Gösta Bluhm KI/ Institutionen för miljömedicin E-post: [email protected], [email protected], [email protected] Innehållsförteckning: 1. Introduktion ....................................................................................................................................... 3 1.1. Syfte ............................................................................................................................................... 3 2. Metod .................................................................................................................................................. 4 2.1 Lyssningsförsök 1........................................................................................................................ 5 2.1.1 Ljud i lyssningsförsöket....................................................................................................... 5 2.1.2 Undersökningsdeltagare ...................................................................................................... 7 2.1.3 Procedur ................................................................................................................................ 7 2.2 Inspelningar av vindkraftsljud i boendemiljö .......................................................................... 8 2.3 Lyssningsförsök 2........................................................................................................................ 8 2.3.1 Ljud i lyssningsförsöket....................................................................................................... 8 2.3.2 Undersökningsdeltagare ...................................................................................................... 9 2.3.3 Procedur ................................................................................................................................ 9 3. Resultat................................................................................................................................................ 9 3.1 Lyssningsförsök 1 ............................................................................................................................ 9 3.1.1 Reliabilitet hos deltagarnas lyssningbedömningar ........................................................... 9 3.1.2 Kvantifiering av upplevd störning ................................................................................... 10 3.1.3 Samband mellan upplevd störning och ljudnivå............................................................ 10 3.2 Inspelningar av vindkraftsljud i boendemiljö ........................................................................ 12 3.3 Lyssningsförsök 2...................................................................................................................... 14 3.3.2 Reliabilitet hos deltagarnas lyssningbedömningar ......................................................... 14 3.3.2 Kvantifiering av upplevd störning ................................................................................... 14 3.3.3 Samband mellan upplevd störning och olika akustiska mått ....................................... 14 4. Diskussion ........................................................................................................................................ 16 5. Slutsatser ........................................................................................................................................... 17 Referenser: ............................................................................................................................................ 18 Bilaga A: Instruktioner till försökspersoner. .................................................................................... 20 Bilaga B: Hörlurarnas prestanda ........................................................................................................ 21 Bilaga C: Beskrivning av psykoakustiska parametrar...................................................................... 22 Bilaga D: Ljudparametrar.................................................................................................................... 24 Bilaga E: Beäkning av PNE................................................................................................................ 29 2 (29) Karl Bolin KTH/Marcus Wallenberg Laboratoriet, Mats Nilsson SU/ Gösta Ekman Laboratoriet, Gösta Bluhm KI/ Institutionen för miljömedicin E-post: [email protected], [email protected], [email protected] Teckenförklaring: Förkortning Enhet Förklaring R2 Andel förklarad varians rms Medelavvikelse från linjär estimation av data Lp dB Ljudtrycksnivå utan vägningsfilter LA dB A-vägd ljudnivå LC dB C-vägd ljudnivå LALF dB A-vägd ljudnivå endast för tersband under 250 Hz PNE dB Pink Noise Equivalent (Motsvarande ljudnivå av rosa brus) N sone/phon Ljudstyrka (Loudness) R asper Grovhet (Roughness) S acum Skärpa (Sharpness) FS vacil Fluktuationsstyrka (Fluctuation strength) T tonal enhet Tonalitet (Tonality) 1. Introduktion Riksdagen har fattat beslut om att begränsa Sveriges klimatpåverkan (Proposition 2008/09:163). För att nå detta mål är vindkraftsenergin under kraftig utbyggnad i landet och har ett planeringsmål på 30 TWh elenergi år 2020. Vindkraft orsakar låga utsläppsnivåer av växthusgaser men påverkar miljön i närheten av anläggningarna, framförallt genom bullerstörning och visuell störning (Pedersen & Waye 2004; Pedersen & Waye 2007; Pedersen & Larsman 2008; Pedersen, v d Berg, Bakker & Bouma 2009). Jämförelser med andra bullerkällor visar att vid motsvarande ljudnivåer är en högre andel störda av vindkraftsbuller jämfört med andra bullerkällor (Hanssen et al 2011). Det finns riktlinjer i Sverige för att begränsa buller (Naturvårdsverket 2012). I riktlinjerna för vindkraftsbullret ingår ytterligare begränsningar om ljudet innehåller rena toner eftersom det då anses att bullret är mer störande. Denna rapport redovisar ett forskningsprojekt som haft till syfte att undersöka hur ljud från olika vindkraftverk uppfattas och om det finns speciella särdrag av ljudet (beräknade med hjälp av psykoakustiska parametrar) som gör dem störande. Studien är uppdelad i två olika lyssningsförsök samt inspelningar av vindkraftsbuller utförda av närboende när de ansåg sig störda. 1.1. Syfte Projektets syfte var att i lyssningsförsök och genom analys av inspelningar undersöka hur störande vindkraftsljud är i relation till ett antal konventionella akustiska mått (A- och Cvägd ljudnivå) och i relation till ett antal mer avancerade mått, så kallade psykoakustiska parametrar (ljudstyrka, skärpa, grovhet, fluktuationsstyrka och tonalitet, se bilaga C för ytterligare beskrivning). För detta syfte genomfördes inom projektet inspelningar av vindkraftsbuller av personer, som bor nära vindkraftverk och som upplever sig vara störda 3 (29) Karl Bolin KTH/Marcus Wallenberg Laboratoriet, Mats Nilsson SU/ Gösta Ekman Laboratoriet, Gösta Bluhm KI/ Institutionen för miljömedicin E-post: [email protected], [email protected], [email protected] av vindkraftsljud i sin boendemiljö. På detta sätt analyserade projektet vindkraftsljud som de boende själva identifierat som störande. Såväl de nya inspelningarna som tidigare genomförda inspelningar (Tari & Wetterblad 2012, Bolin et al 2012) användes i de två lyssningsförsök och akustiska analyser som redovisas i denna rapport. Båda lyssningsförsöken fokuserar på momentan störning och kortvariga stimuli och det bör poängteras att studierna inte undersöker långvarig störning av vindkraftsbuller. 2. Metod I projektet genomfördes inspelningar av vindkraftsljud och lyssningsförsök där personer bedömde hur störande de upplevde vindkraftsbuller. En unik aspekt av detta projekt är att det involverade personer som i sin boendemiljö är störda av vindkraftsljud. Dessa personer var dels med i lyssningsförsök där de bedömde olika vindkraftsljud (Lyssningsförsök 1) och dels bidrog de genom att spela in störande vindkraftsljud i sina hem. Projektet omfattar tre delar: (1) Ett första lyssningsförsök (Lyssningsförsök 1) baserat på inspelningar av vindkraftsljud genomförda i tidigare undersökningar. (2) Inspelningar av vindkraftsljud hemma hos boende som upplever sig störda av vindkraftsbuller. (3) Ett andra lyssningsförsök (Lyssningsförsök 2) baserat på de inspelningar som genomfördes i projektets andra del. Inspelningarna utfördes med två olika sorters inspelningsutrustning och deltagarna kontrollerade var och när de skedde. Längden på inspelningarna var cirka fem minuter och deltagarna antecknade om mätningarna var utförda inom- eller utomhus. Störningar från vinden är vanligt förekommande i inspelningar utomhus och den ena mätuppställningen var utrustad med ett vindskydd för att minska dessa störningar. Lyssningstesterna utformades för att undersöka så många olika ljud som möjligt, utan att bli alltför tidsödande och tröttsamma för testpersonerna samt underlätta jämförelser med tidigare forskningsresultat. För att uppfylla dessa kriterier användes kortvariga ljudpresentationer på fyra sekunder i första testet och tre sekunder i andra testet. Dessa tidsspann befinner sig inom det så kallade ”psykologiska nuet” och förutsätter därmed inte lagring och framtagning ur långtidsminnet, se Kuwano, 2000. Liknande stimulitider har använts av författarna i tidigare lyssningsexperiment (Bolin et al 2010, Nilsson 2007). Givetvis går det inte att likställa kortvariga ljudstimuli med långvarig exponering av buller som sker över månader och år. Bullerstörning under längre tid beror på en rad variabler som inte kan mätas i lyssningsförsök, till exempel effekten av att ljud inträffar vid vissa tidpunkter på dygnet, effekten av att ljudet sammanfaller med aktiviteter som kan störas av ljud, eller att ljudupplevelsen eventuellt samverkar med visuella intryck av vindkraftverken. Lyssningsstudier av den typ som här genomförts ger en bild av momentan störning, som främst beror på egenskaper hos ljudet (det vill säga, hur störande själva ljudet låter). Metodiken för projektets tre delar beskrivs nedan under avsnitt 2.1, 2.2 och 2.3. 4 (29) Karl Bolin KTH/Marcus Wallenberg Laboratoriet, Mats Nilsson SU/ Gösta Ekman Laboratoriet, Gösta Bluhm KI/ Institutionen för miljömedicin E-post: [email protected], [email protected], [email protected] 2.1 Lyssningsförsök 1 Lyssningsförsök 1 hade två syften: (1) Att jämföra hur väl vindkraftsljuds A-vägda respektive C-vägda ljudnivå korrelerade med störningsbedömningarna och (2) att jämföra bedömningar från personer som störs av vindkraftsbuller i sin hemmiljö med bedömningar av personer som inte har erfarenhet av vindkraftsbuller i sin boendemiljö. Detta försök designades i projektets början innan vindkraftsinspelningar genomförts och därför användes vindkraftsljud inspelade i tidigare projekt (Tari & Wetterblad 2012, Bolin et al 2012). Anledningen till att detta ansågs intressant var att A-vägning huvudsakligen används som riktlinjer för externbuller men vid C-vägning ges mer vikt åt lågfrekvent ljud vilket tidigare har visat sig öka med större storlek på verken (Möller & Pedersen 2011) och skulle därför möjligtvis vara ett alternativ eller komplement till riktlinjer i A-vägda ljudnivåer. 2.1.1 Ljud i lyssningsförsöket I försöket användes fem inspelningar av vindkraftsljud genomförda i tidigare projekt (se figur 1). Ljuden var inspelade på relativt nära avstånd till vindkraftsverken, 180 - 660 m (se tabell 1). Det är svårt att i lyssningsförsök använda inspelningar av vindkraftsljud på längre avstånd, eftersom bakgrundsljud då kan bli höga i förhållande till vindkraftsljudet och det är svårt att avgöra och separera vilken del av det inspelade ljudet som är genererat av vindkraftsverket och vilket som hör till bakgrunden. Av detta skäl justerades ljud inspelade på närmare avstånd, så att det efterliknande det förväntade ljudet på längre avstånd. Detta gjordes genom att beräkna effekten av geometrisk utbredning och atmosfäriska dämpning för tersband mellan 20 Hz och 20 kHz vid 1000 m och 2000 m ljudutbredning enligt ISO 9613 (ISO9613 1995) (med antagande om 20° C, 70% relativ fuktighet och 1 atm atmosfärstryck) och digitalt filtrera inspelningar därefter. Figur 1: Fotografi från binauralinspelning av ljud från vindkraftverk. 5 (29) Karl Bolin KTH/Marcus Wallenberg Laboratoriet, Mats Nilsson SU/ Gösta Ekman Laboratoriet, Gösta Bluhm KI/ Institutionen för miljömedicin E-post: [email protected], [email protected], [email protected] Ljud nr Antal vkv Effekt [MW] Avstånd [m] 1 1 0,85 180 2 3 2,0 300 3 2 2,0 470 4 1 2,0 660 5 1 0,85 220 Tabell 1: Data över inspelningsplatserna för de vindkraftsljud som användes i Lyssningsförsök 1. Tersbandsspektra från de fem olika originalinspelningarna kan observeras i figur 2. Ljuden är samtliga av bredbandig karaktär och saknar uppenbara tonala komponenter och de högsta tersbandsnivåerna observeras mellan 250 Hz och 500 Hz. Figur 2: Visar tersbandsspektra för ljuden vid imissionspunkten för de fem inspelningarna. Ljuden är representerade av 1 (-o-), 2 (-×-), 3 (-□-), 4 (-▪-) and 5 (-+-). Från originalinspelningar och avståndsjusterade inspelningar skapades 15 vindkraftsljud, vardera 4 s långt. För att varken favorisera A- eller C-vägning, justerades ljudnivån för några av ljuden (men med oförändrade relativa frekvensspektra) för att ge samma standardavvikelser (1,3 dB) för A- och C-vägda nivåer. De 15 ljuden presenterads vardera i åtta olika ljudnivåer med 2 dB steg mellan varje ljud, totalt fick alltså undersökningsdeltagarna bedöma 15 x 8 = 120 experimentljud. Den högsta ljudnivån för respektive experimentljud visas i tabell 2 (ett ljud med värdet 50 dB i tabell 2 presenterades alltså i nivåerna 50, 48, 46, 44, 42, 40, 38 och 36 dB). Dessutom presenterades ett antal skära brus i olika ljudnivåer (från 27,5 till 55 dB i 2,5 dBsteg). Dessa ljud utgjorde referensljud, vilka användes för att utrycka upplevd störning i dB 6 (29) Karl Bolin KTH/Marcus Wallenberg Laboratoriet, Mats Nilsson SU/ Gösta Ekman Laboratoriet, Gösta Bluhm KI/ Institutionen för miljömedicin E-post: [email protected], [email protected], [email protected] hos ett lika störande skärt brus (för mer information om hur dessa beräkningar utfördes, se Bilaga E). Inspelning +1 km +2 km Vägning LA LC LA LC LA LC Ljud 1 47,6 51,7 46,4 57,5 47,8 59,6 Ljud 2 48,3 54,4 47,0 55,3 47,6 57,2 Ljud 3 50,2 57,1 47,2 56,1 46,9 57,3 Ljud 4 50,4 56,6 48,8 56,3 46,7 55,3 Ljud 5 50,1 56,3 47,4 55,0 47,3 55,8 Tabell 2: Ljudnivåer (A- och C-vägda dB) för stimuli använda i lyssningsförsök 1. 2.1.2 Undersökningsdeltagare Två grupper av undersökningsdeltagare medverkade i försöket. (1) Den ena gruppen, kallad fältgruppen, utgjordes av 11 personer boende nära vindkraftsverk och som stördes av vindkraftsbuller i sina hem. Dessa personer utförde testet vid hembesök i samband med att ljudutrustning för inspelningar installerades i deras hem (se avsnitt 2.2). (2) Den andra gruppen, benämnd referensgruppen, bestod av tjugo anställda och studenter vid KTH. Tabell 3 redovisar de båda gruppernas ålder och könsfördelning. Grupp Antal män Antal kvinnor Medianålder Högsta ålder Lägsta ålder Fält 5 6 49 71 34 Referens 13 7 25 36 21 Tabell 3: Information om deltagare i Lyssningsförsök 1. 2.1.3 Procedur Varje deltagare testades individuellt och bedömde fyra serier av experimentljud och referensljud presenterade i slumpvis ordning. Ljuden spelades upp i hörlurar och deltagaren angav efter varje ljudpresentation hur störande han eller hon upplevde ljudet. Upplevd störning bedömdes med metoden fri magnitudestimation, där lyssnaren gör sina bedömningar genom att ange siffror som motsvarar hur störande ljudet upplevs (se Berglund 1991, Nilsson 2007; skriftliga instruktioner, se bilaga A). Fältgruppen testades i ett tyst rum i sin egen bostad. Hörlurar av typen Bose QuietComfort 15, med aktiv ljuddämpning av externt ljud användes för att undvika att försökspersonerna påverkades av ovidkommande externt ljud under testet. Referensgruppen bedömde ljuden i ett ljudlaboratorium vid KTH med hörlurar av typ AKG-501k. Experimentljuden korrigerades för hörlurarnas respektive inverkan på ljudens frekvensinnehåll (se bilaga B för data om hörlurarnas prestanda). 7 (29) Karl Bolin KTH/Marcus Wallenberg Laboratoriet, Mats Nilsson SU/ Gösta Ekman Laboratoriet, Gösta Bluhm KI/ Institutionen för miljömedicin E-post: [email protected], [email protected], [email protected] 2.2 Inspelningar av vindkraftsljud i boendemiljö Inspelningar av vindkraftsljud genomfördes i hemmet hos tio personer som var störda av vindkraftsbuller. De tio bostäderna låg kring åtta vindkraftsanläggningar, samtliga i Götaland, från Skåne i söder till Östergötland i norr. Inspelningsutrustningen placerades i hemmet hos deltagarna under en veckas tid. Personal från KTH instruerade deltagarna hur utrustning skulle användas och uppmanade dem sedan att spela in ljud så snart de upplevde sig störda av vindkraftsbuller. Inspelningar genomfördes både utomhus och inomhus på platser där de boende upplevde sig som störda. Inspelningarna utfördes under fem veckor i september och oktober år 2011. Två olika mätningsutrustningar användes. Det ena systemet bestod av en så kallad huvud-torso simulator (format som en människa med mikrofoner placerade i hörgångarna) för binauralinspelning av ljud (se figur 1). Denna inspelningsteknik möjliggör realistisk återuppspelning av ljudmiljöer i hörlurar och delar av dessa inspelningar användes i lyssningsförsök 2. Ett grafiskt gränssnitt som hanterade inspelningarna skapades under projektet och deltagarna startade inspelningarna genom att klicka på en knapp och gav sedan information om var inspelningarna utfördes till datorprogrammet. Inspelningarna pågick därefter i fem minuter varefter de automatiskt avslutades. Det andra systemet bestod av en så kallad ambsionicsmikrofon som möjliggör mycket realistisk återgivning av ljud med ett flertal högtalare. Mikrofonen var kopplad till en enhet för lagring av inspelningarna och inspelningarna startades och avslutades genom knapptryckningar på enheten. Inspelningsplats och tidpunkt noterades i ett formulär för dessa inspelningar. 2.3 Lyssningsförsök 2 Lyssningsförsök 2 syftade till att undersöka om upplevd störning av vindkraftsljud, inklusive de ljud som spelades in av boende kring vindkraftverk (se Avsnitt 2.2), kan förklaras av specifika akustiska egenskaper hos vindkraftsljud. För detta syfte beräknades ett antal så kallade psykoakustiska parametrar, som utvecklats inom forskning om ljudkvalitet. Dessa parametrar har bland annat använts inom produktutveckling, inte minst inom biloch flygindustrin, för att avgöra vilka egenskaper hos produktljud som bör åtgärdas för att göra dem mindre störande. De psykoakustiska parametrarna beräknas från detaljerad information om ljudens frekvensinnehåll och tidsmönster. En detaljerad beskrivning av de mått som användes ges i bilaga C. 2.3.1 Ljud i lyssningsförsöket I Lyssningsförsök 2 användes fem vindkraftsljud vid mätplatser beskrivna i tabell 4. Två ljud (nr 1 och 2) återanvändes från Lyssningsförsök 1 (motsvarande ljud i Lyssningsförsök 1 var nr 4 och 5) samt tre utvalda ljudfiler (nr 3-5 i tabell 4) från projektets mätningar. I likhet med Lyssningsförsök 1 användes skärt brus som referensljud. Anledningen till att använda äldre inspelningar var att undersöka om det fanns skillnader i hur dessa upplevdes jämfört med inspelningarna från projektet. Det skära bruset inkluderades för att möjliggöra jämförelser med Lyssningstest 1. 8 (29) Karl Bolin KTH/Marcus Wallenberg Laboratoriet, Mats Nilsson SU/ Gösta Ekman Laboratoriet, Gösta Bluhm KI/ Institutionen för miljömedicin E-post: [email protected], [email protected], [email protected] Ljud nr Antal vkv Effekt [MW] Avstånd [m] 1 1 2,0 660 2 1 0,85 220 3 4 2,3 500 4 19 2,0 1000 5 1 2,0 700 Tabell 4: Data över inspelningsplatserna för de vindkraftsljud som användes i Lyssningsförsök 2. De fem inspelade ljuden presenterades i åtta olika ljudnivåer med 2 dB steg mellan varje ljud från 34 dB till 48 dB i 2 dB steg och skärt brus spelades upp i tio olika ljudnivåer från 27,5 till 55 dB i 2,5 dB-steg. Dessa ljud utgjorde referensljud, vilka användes för att utrycka upplevd störning i dB hos ett lika störande skärt brus (för beräkningar, se Bilaga E). 2.3.2 Undersökningsdeltagare Fjorton personer deltog i lyssningsförsöket varav nio var kvinnor, medianåldern var 28 år, den yngsta 22 år och den äldste 63 år. Deltagarna rekryterades bland studenter och personal vid KTH. Projektets budget medgav tyvärr inte att deltagarna som utförde mätningarna inkluderades som försökspersoner i denna lyssningsstudie. 2.3.3 Procedur Varje deltagare testades individuellt och bedömde fyra serier av de sex experimentljuden presenterades i slumpvis ordning. Ljuden spelades upp i hörlurar och deltagaren angav efter varje ljudpresentation hur störande han eller hon upplevde ljudet. Upplevd störning bedömdes med samma metod som i Lyssningsförsök 1 (avsnitt 2.1). Ljuden bedömdes i ett ljudlaboratorium vid KTH med hörlurar av typ AKG-501k, med samma korrigering som i Lyssningsförsök 1 (se bilaga B). 3. Resultat 3.1 Lyssningsförsök 1 3.1.1 Reliabilitet hos deltagarnas lyssningbedömningar För att bedöma reliabiliteten i deltagarnas skattningar korrelerades medelvärden för varje deltagares två första med medelvärden för de två sista skattningarna av varje ljud. Reliabiliteten var god, korrelationskoefficienterna varierade från 0.45 till 0,91 (medel = 0.65). Undantaget var två personer i fältgruppen, som hade korrelationskoefficienter på 0,04 och 0,17. Dessa personers bedömningar var alltså inte repeterbara, möjligen därför att de hade misstolkat instruktionen. Av detta skäl uteslöts dessa två lyssnares svar från de analyser som redovisas nedan. 9 (29) Karl Bolin KTH/Marcus Wallenberg Laboratoriet, Mats Nilsson SU/ Gösta Ekman Laboratoriet, Gösta Bluhm KI/ Institutionen för miljömedicin E-post: [email protected], [email protected], [email protected] 3.1.2 Kvantifiering av upplevd störning I lyssningsförsöket användes skära brus som referensljud. Syftet med detta var att kunna utrycka skattningar av upplevd störning i ljudnivåer hos lika störande skärt brus (PNE, Pink Noise Equivalent sound level). Den främsta fördelen med detta är effekten av olikheter i hur enskilda lyssnare använder skattnigsskalor minimeras, eftersom lyssnarnas bedömning relateras till ett referensljud som bedömts med samma skattningsmetod (Kuwano, et al., 1989; Berglund, 1991; Nilsson, 2007). Det enda antagande som görs är därför att om en lyssnare tilldelat två ljud ungefär samma värden så upplever han eller hon de två ljuden som ungefär lika störande. För detaljer, se Bilaga E. 3.1.3 Samband mellan upplevd störning och ljudnivå Figur 3 visar medelskattningar av upplevd störning, utryckt som medelvärden av PNE, som en funktion av A-vägd ljudnivå (övre diagrammet) och C-vägd ljudnivå (nedre diagrammet). Två aspekter av figuren är särskilt framträdande: (1) De två lyssnargrupperna skiljer sig åt (kryss och fyrkanter sammanfaller inte), och (2) Spridningen i PNE för en given nivå är mindre för A-vägd (övre diagrammet) än för C-vägd ljudnivå (nedre diagrammet). Dessa resultat diskuteras nedan. 1) Fältgruppen (fyrkanter) visar uppenbarligen en ökad störning av vindkraftsljud jämfört med referensgruppen (kryss). Skillnaden verkar vara något mer uttalad för låga ljudnivåer av vindkraftsljud medan resultaten ser ut att konvergera vid högre ljudnivåer. Den genomsnittliga PNE-nivån var 4,3 dB högre för fältgruppen jämfört med referensgruppen. Detta kan tyda på en ökad känslighet för vindkraftsljud i fältgruppen jämfört med referensgruppen. Det skall dock betonas att försöksgrupperna bestod av ett fåtal personer och att endast fem olika vindkraftsinspelningar jämfördes. Dock anses resultaten peka i en intressant riktning eftersom kvantitativa skillnader mellan olika grupper kan observeras vilket inte är möjligt med konventionella metoder med magnitudestimation som saknar referensljud. 2) För en given ljudnivå, är spridningen i PNE mindre för A-vägd än för C-vägd ljudnivå. Detta tyder på att A-vägd ljudnivå är en bättre prediktor av upplevd störning än C-vägd ljudnivå. Skillnaden kan kvantifieras genom att anpassa en linjär funktion till sambandet och utrycka den sammantagna spridningen längs linjen som andel förklarad varians (R2) eller som medelavvikelse från linje (rms-avvikelse). R2 är ett relativ mått på anpassningen, och varierar från 0.0 (inget samband mellan ljudnivå och störning) till 1.0 (perfekt samband, alla punkter ligger perfekt på en linje). Den genomsnittliga avvikelsen i y-led från linjen anges av rms-avvikelsen, och är alltså ett mått med enheten PNE (dB). 10 (29) Karl Bolin KTH/Marcus Wallenberg Laboratoriet, Mats Nilsson SU/ Gösta Ekman Laboratoriet, Gösta Bluhm KI/ Institutionen för miljömedicin E-post: [email protected], [email protected], [email protected] Figur 3: Graferna visar skattad störning (utryckt i PNE) som en funktion av A-vägd ljudnivå (LA) i det övre och C-vägd ljudnivå (LC) i den nedre figuren. Resultat från referensgruppen visas som (x) och fältgruppen som (□). Som framgår av tabell 5 är kurvanpassningen bättre (högre R2-värden, lägre rms-avvikelser) för A- än för C-vägda nivåer i båda grupperna, vilket indikerar att A-vägda ljudnivå är något bättre som indikator på upplevd störning av vindkraftsbuller. Ytterligare en modell testades, som förutom A-vägd ljudnivå också inkluderar skillnaden mellan A- och C-vägd ljudnivå (LC-LA). LC-LA är ett mått på den relativa andelen ljudenergi i den lågfrekventa delen av ljudets spektrum. Detta mått har använts i tidigare studier av störning av vägtrafikbuller (Nilsson, 2007; Nilsson et al., 2009) och där visats sig förklara en viss andel av variationen i upplevd störning som inte förklaras av A-vägd ljudnivå. För resultaten i denna rapport, förklarade dock LC-LA en relativt liten del av variationen i upplevd störning (R2 ökade endast marginellt). Detta kan bero på att variationen i lågfrekvent innehåll mellan de olika vindkraftsljuden var litet, och att LC-LA därför inte bidrog med att förklara variation i störning mellan olika vindkraftsljud. 11 (29) Karl Bolin KTH/Marcus Wallenberg Laboratoriet, Mats Nilsson SU/ Gösta Ekman Laboratoriet, Gösta Bluhm KI/ Institutionen för miljömedicin E-post: [email protected], [email protected], [email protected] Lyssnargrupp Fältgrupp Referensgrupp R2 rms-avvikelse (dB) PNE = a + bLA 0,92 2,2 PNE = a + bLC 0,86 3,3 PNE = a + bLA+ c[LC-LA] 0,93 2,2 PNE = a + bLA 0,89 3,0 PNE = a + bLC 0,71 4,1 PNE = a + bLA+ c[LC-LA] 0,91 2,9 Linjär regressionsmodell Fotnot. PNE: upplevd störning, utryckt i ljudnivå (dB) hos lika störande skört brus; LA: A-vägd ljudnivå, LC: C-vägd ljudnivå, LCLA = skillanden mellan C- och A-vägd ljudnivå. R2: Andel förklarad varians; rms-avvikelse: Genomsnittlig avvikelse i PNE från den linjära modellen. Tabell 5: Kurvanpassning (R2, rms-avvikelse) för tre linjära modeller av sambandet störning (PNE) och A-vägd eller C-vägd ljudnivå, separat för fältgruppen och referensgruppen. 3.2 Inspelningar av vindkraftsljud i boendemiljö Inspelningar hos boende störda av vindkraftsbuller genomfördes för att undersöka om dessa ljud hade speciella akustiska egenskaper som kan förklara upplevd störning. För detta syfte genomfördes inte bara konventionella beräkningar av A- och C-vägd ljudnivå, utan också mätningar av så kallade psykoakustiska parametrar som beskriver egenskaper hos ljud som inte fångas av de konventionella måtten. I detta avsnitt redovisas analyser av de ljud som användes i Lyssningsförsök 2 (för samtliga mätresultat se bilaga D). Korrelationer med upplevelseskattningar från detta lyssningsförsök ges i avsnitt 3.3. De psykoakustiska parametrar som undersöktes var: 1. Ljudstyrka, N, (engelskans loudness) i enheterna sone och phon. 2. Skärpa, S, (engelskans sharpness) i enheten acum. 3. Fluktuationsstyrka, FS, (engelskans fluctuation strength) i enheten vacil. 4. Grovhet, R, (engelskans roughness) i enheten asper 5. Tonalitet, T, (engelskans tonality) i enheten tonal enhet Dessa parametrar utgår i samtliga fall utom ett (tonalitet) ifrån modeller beskrivna av Zwicker & Fastl (Zwicker & Fastl, 1999). En utförligare beskrivning av beräkningar av dessa parametrar och vilken mjukvara som använts ges i bilaga C. Tabell 6 ger korrelationskoefficienter (R) mellan samtliga mått, samt medelvärde (M) och standardavvikelse (σ) för vardera mått. Som framgår av tabellen är korrelationerna mellan måtten för ljudstyrka (LA,LC & N) höga, vilket innebär att de mäter liknande aspekt hos ljuden. De övriga korrelationerna är betydligt lägre vilket innebär att sambandet mellan 12 (29) Karl Bolin KTH/Marcus Wallenberg Laboratoriet, Mats Nilsson SU/ Gösta Ekman Laboratoriet, Gösta Bluhm KI/ Institutionen för miljömedicin E-post: [email protected], [email protected], [email protected] parametrarna är litet och att de därmed beskriver olika aspekter av ljuden. De relativa skillnaderna (dynamiken) för de olika parametrarna fås genom att dividera standardavvikelserna med medelvärdena för respektive parameter. De olika parametrarnas inbördes dynamik varierar mellan 34 % och 10 %, med relativt hög variation i de psykoakustiska parametrarna som inte beskriver ljudstyrkan. Denna icke marginella dynamik underlättade undersökningar om i vilken utsträckning dessa variationer kan förklara variation i upplevd störning av de olika vindkraftsljuden. Dessa samband redovisas i avsnitt 3.3 (fig. 6). Parameter LA LC LALF N FS R S T LA LC LALF N FS R S T M σ σ/M 1 0,96 0,83 0,95 0,41 0,29 0,17 0,08 41,3 4,8 12 % 1 0,92 0,85 0,31 0,10 0,05 0,15 49,4 4,9 10 % 1 0,66 0,34 0,13 0,18 0,32 32,3 5,2 16 % 1 0,37 0,43 0,44 0,13 56,4 6,4 11 % 1 0,12 0,24 0,16 0,14 0,04 30 % 1 0,41 0,17 0,23 0,04 18 % 1 0,62 0,59 0,20 34 % 1 0,05 0,01 20 % Tabell 6: Korrelationskoefficienter mellan de undersökta akustiska parametrarna samt medelvärde (M) och standardavvikelse (σ). En jämförelse med tidigare publicerade psykoakustiska för vindkraftsbuller i (Persson & Öhrström 2002) påbörjades under projektet eftersom det ansågs intressant att analysera om ljudkaraktärer från vindkraft har ändrat sig i och med utvecklingen av betydligt större verk. Tyvärr visade det sig att det ej var möjligt att jämföra de psykoakustiska parametrarna eftersom tidigare publicerade data verkar ha förväxlat ljudstyrkeenheterna sone och phon vilket leder till förvanskningar av övriga beräknade parametrar. Dessutom bör det noteras att inspelningsmetodiken skiljer sig mellan de två projekten. Mikrofonerna var monterade på en horisontell platta lagd på marken vid inspelningarna rapporterade i Persson & Öhrström medan mikrofonerna var monterade på 1.7 m höjd i detta projekt. Fördelen med att spela in ljud i markhöjd är att störningar från vinden i mikrofonerna minskar men nackdelen är att ljudet från markreflektionen inte blir densamma som vid högre höjder p.g.a. interferens. 13 (29) Karl Bolin KTH/Marcus Wallenberg Laboratoriet, Mats Nilsson SU/ Gösta Ekman Laboratoriet, Gösta Bluhm KI/ Institutionen för miljömedicin E-post: [email protected], [email protected], [email protected] 3.3 Lyssningsförsök 2 3.3.2 Reliabilitet hos deltagarnas lyssningbedömningar På samma sätt som i Lyssningsförsök 1, bedömdes reliabiliteten i deltagarnas skattningar genom att korrelera medelvärden för varje deltagares två första med medelvärden för de två sista skattningarna av varje ljud. Reliabiliteten var genomgående god, korrelationskoefficienterna varierade från 0.55 till 0,88 (medel = 0,72). Samtliga lyssnares skattningar togs därför med i de analyser som redovisas nedan. 3.3.2 Kvantifiering av upplevd störning Upplevd störning kvantifieras på samma sätt som i Lyssningsförsök 1 (se avsnitt 3.1.2), och utrycktes alltså som PNE, det vill säga, som ljudnivå hos lika störande skärt brus. 3.3.3 Samband mellan upplevd störning och olika akustiska mått Figur 4 visar PNE på y-axeln som funktion av olika ljudparametrar (x-axeln) samt korrelationskoefficienter mellan PNE och respektive ljudparameter. De fyra översta graferna talar för att den perceptuella störningen är proportionell mot olika mått av ljudstyrka med R2– värden mellan 0,91 och 0,55. Det finns ingen tydlig skillnad mellan tidigare inspelningar (blåa markörer) och inspelningar av bullerstörda (röda +) i dessa fyra grafer beroende på att ljudstyrkan modifierades till liknande storleksordning för alla ljuden. För de återstående ljudkvantiteterna, fluktuationsstyrka, grovhet, skärpa och tonalitet, visas inte någon tydlig trend med avseende på PNE och låga R2-värden (0,00-0,13) antyder att det saknas ett linjärt samband mellan dessa parametrar och hur störande ljuden ansågs i testerna. Det är uppenbart att ljud inspelade av bullerstörda hade högre skärpa och lägre tonalitet än tidigare inspelningar. Dessa indikationer bör dock tolkas med mycket stor försiktighet på grund av de fåtal stimuli som har använts. Vidare hade skärpa och tonalitet lägst R2-värden av samtliga parametrar vilket antyder att de inte betraktades som viktiga för hur störande ljuden ansågs i lyssningstesten. 14 (29) Karl Bolin KTH/Marcus Wallenberg Laboratoriet, Mats Nilsson SU/ Gösta Ekman Laboratoriet, Gösta Bluhm KI/ Institutionen för miljömedicin E-post: [email protected], [email protected], [email protected] Figur 4: Visar intra-individuell störning PNE (på y-axeln) som funktion av de åtta beräknade ljudkvantiteterna på x-axeln. Ringar motsvarar ljud från test 1 och + markerar ljud från test 2 där tidigare inspelningar är blåfärgade medan inspelningar av bullerstörda är rödfärgade. R2 värdet redovisas för respektive linjär regression i graferna. 15 (29) Karl Bolin KTH/Marcus Wallenberg Laboratoriet, Mats Nilsson SU/ Gösta Ekman Laboratoriet, Gösta Bluhm KI/ Institutionen för miljömedicin E-post: [email protected], [email protected], [email protected] 4. Diskussion Metodiken att låta bullerstörda personer runt vindkraftverk själva utföra inspelningar fungerade generellt sett bra. Instruktioner på plats samt skriftliga manualer om mätutrustningen var i de flesta fall tillräckliga för att försökspersonerna själva skulle kunna sköta mätningarna. För binauralmätningarna användes inte vindskydd för mikrofonerna, anledningen var att det sådana vindskydd även påverkar ljudet i mätningarna . I det andra lyssningstestet fanns alternativet att använda flerkanaliga högtalarsystem, dock valdes hörlursuppspelningar. Anledningen var att detta gav en betydande tidsbesparing jämfört med ambisonicuppspelningar och därmed kunde fler testpersoner undersökas samt att det förenklade jämförelser mellan de två olika testen. Testmetodiken med presentation av ljud i ambisonicmiljö ger givetvis en ökad ekologisk validitet eftersom testpersoner befinner sig i en mer realistisk, om än mindre kontrollerad lyssningsmiljö där bland annat huvudrörelser kan användas för att lokalisera ljuden. I Lyssningstest 1 användes även hörlurar vilket var naturligt med tanke på att tidigare inspelningar var gjorda med binauralhuvud. Detta gjorde det möjligt för fältgruppen att ingå i experimentet och att observera skillnader mellan kortvarig störning orsakad av vindkraftsbuller i denna grupp jämfört med referensgruppen. Skillnaderna i PNE mellan fältgruppen och referensgruppen i Lyssningstest 1 indikerar att fältgruppen var mer känslig för vindkraftsbuller än för skärt brus. Detta är en intressant observation som belyser att fältgruppen kan göra åtskillnad mellan det skära bruset och vindkraftsbullret och uppfattar det senare som mer störande jämfört med försökspersonerna i referensgruppen trots att det inte var de egna verken de lyssnade på. Från beräkningarna av inspelningarnas psykoakustiska parametrar kunde det observeras att inspelningarna utförda av bullerstörda hade högre skärpa och lägre tonalitet jämfört med vindkraftsbuller från tidigare projekt, dessa indikationer bör tolkas mycket försiktigt eftersom endast ett fåtal ljud analyserades och vid Lyssningsexperiment 2 (med en icke bullerstörd grupp) saknade dessa variabler signifikant betydelse för hur störande ljud ansågs vara. Möjligtvis var de bullerstörda mer känsliga för dessa ljudparametrar. Tidigare test med (artificiella) amplitudmodulationer av vindkraftsbuller (Lee et al 2011) visade ett samband mellan upplevd störning och amplitudmodulationer. De aktuella testresultaten indikerar dock att jämfört med ljudnivån på vindkraftverken är parametern fluktuationsstyrka (som korrelerar med modulationen) av mindre betydelse för hur störande testpersonerna uppfattade vindkraftsbuller. Det kan noteras att uppenbara amplitudmodulationer saknades i de stimuli som användes här eftersom sådana var svåra att finna i inspelningarna utförda före och under projektet. Orsaken till avsaknaden kan vara att modulationer är ett intermittent fenomen och uppkommer i olika omfattning vid olika verk och att dessa hann avta innan testpersonerna startade inspelningarna. Tidigare undersökningar tyder på att de främst uppstår på längre avstånd från verken än vad som undersökts i denna rapport (v d Berg 2004, DiNapoli 2011, Larsson 2012). Detta innebär att frågeställningen om modulationer i vindkraftsljud och dess inverkan på störning ej kunnat besvaras under projektet. Det kan diskuteras om tiden för ljudstimuli i lyssningsförsöken är tillräcklig för försökspersonerna att bedöma olika ljudparametrar eller om längre stimulitider skulle ge andra resultat. Denna frågeställning har inte undersökts i denna rapport och författarna känner heller inte till någon systematisk undersökning av detta förutom försök av Kuwano 2000 där kontinuerliga utvärderingar av bullerstörning visade högst korrelation med 16 (29) Karl Bolin KTH/Marcus Wallenberg Laboratoriet, Mats Nilsson SU/ Gösta Ekman Laboratoriet, Gösta Bluhm KI/ Institutionen för miljömedicin E-post: [email protected], [email protected], [email protected] ljudstimuli inom ca tre sekunder, dock bör noteras att de försöken ej utvärderade vindraftsbuller. Sammanfattningsvis tyder resultaten från lyssningstesterna som genomfördes på att ljudstyrkan är den mest avgörande faktorn för hur störande försökspersonerna uppfattade vindkraftsbuller. Experimenten har inkluderat ljudupptagningar utförda av bullerstörda vilket tidigare inte är studerat. Projektet har varit nydanande när det kommer till inspelningsmetodiken där de bullerutsatta själva fick spela in ljuden vid egna valda tillfällen, något som oss veterligt inte tidigare har gjorts för vindkraftsbuller eller annan bullerkälla. Vidare har ljudparametrar av vindkraftsbuller undersökts som tidigare bara har blivit rapporterade från betydligt äldre verk (Persson Waye & Öhrström 2002). 5. Slutsatser Följande slutsatser och erfarenheter kan anses uppnåtts i projektet: 1. De ljudparametrar som främst påverkade kortvarig störning av vindkraftsbuller gäller ljudstyrkan. Ytterligare undersökta akustiska parametrar; fluktuation, tonalitet, grovhet och skärpa, verkade inte ha varit av större betydelse för hur störande vindkraftbuller uppfattades i de lyssningsförsök som utfördes under projektet. 2. A-vägda ljudnivåer visade högre korrelation till störning än C-vägda ljudnivåer. 3. Försöket att låta närboende själva spela in när de ansåg sig störda föll väl ut. Deltagarna försåg projektet med mätningar som förhoppningsvis kan komma till ytterligare användning i kommande studier. 4. Boende vid vindkraftverk som var störda av buller uppfattade ljudet som ca 4 dB mer störande än en referensgrupp som normalt inte är exponerade för vindkraftsbuller. 5. Analysen av de mätningar som utfördes av närboende bullerstörda visade att de skiljde sig från resultaten från tidigare inspelningar genom en högre nivå av Zwicker-storheten skärpa och en lägre nivå av tonalitet. Tack till Författarna riktar sin tacksamhet till alla försökspersoner och medarbetare som deltagit i projektet, utfört mätningar, deltagit i lyssningsförsök och hjälp till med frakt och riggning av mätutrustningen. Ett stort tack riktas även till Naturvårdsverket för de beviljade medel ur Miljöforskningsanslaget som gjorde det möjligt att utföra projektet samt till Henning Theorell som hjälpte författarna med att finna deltagare till studien som var bullerstörda av vindkraft. 17 (29) Karl Bolin KTH/Marcus Wallenberg Laboratoriet, Mats Nilsson SU/ Gösta Ekman Laboratoriet, Gösta Bluhm KI/ Institutionen för miljömedicin E-post: [email protected], [email protected], [email protected] Referenser: Berglund B., Quality assurance in environmental psychophysics. In S.J. Bolanowski & G.A. Gescheider (Eds.), Ratio Scaling of Psychological Magnitudes–In Honor of the Memory of S.S. Stevens. Hillsdale: Erlbaum; 140-162, 1991 Bolin K., Khan S., Nilsson M. E., The potential of natural sounds to mask wind turbine noise, Acta Acoustica united with Acustica, 96, 131-137, 2010 Bolin K., Kedhammar A., Nilsson M.E., The Influence of Background Sounds on Loudness and Annoyance of Wind Turbine Noise, Acta Acoustica united with Acustica, 98, 741-748, 2012 Di Napoli C., Long distance amplitude modulation of wind turbine noise. Proceedings från Wind Turbine Noise, Rom, 2011 Hanssen S.A., Vos H., Eisses A.R. & Pedersen E., A comparison between exposure-response relationships for wind turbine annoyance and annoyance due to other noise sources, J. Acoust. Soc. Am., 130, pp 3746-3753, 2011 Kuwano S., Namba S. & Miura H., Advantages and disadvantages of A-weighed sound pressure level in relation to subjective impression of environmental noises, Noise Control Eng., 33, pp 107-115, 1989 Kuwano S. Temporal aspects in the evaluation of environmental noise. In D. Cassereau (Ed.), Inter Noise 2000 (Vol. Keynote lectures, pp. 109-119). Poughkeepsie, NY: Noise Control Foundation. 2000 Lee S., Kim K., Choi W., & Lee S., Annoyance caused by amplitude modulation of wind turbine noise, Noise Control Eng. J., 59, pp 38-46, 2011 Larsson C., Ljudutbredning påverkan av väder och vind, presentation vid Nationella Vindkraftskonferensen, Kalmar, http://www.natverketforvindbruk.se/Global/Nationella%20Vind/2012/F%C3%B6 rdjupningar/Tema%20Ljud/Larsson_Nat_Vk-konf_Kalmar_2012.pdf , 2012 Möller H. & Pedersen C. S., Low-frequency noise from large wind turbines, J. Acoust. Soc. Am., 129, pp 3727-3744, 2011 Naturvårdsverket 2012, http://www.naturvardsverket.se/sv/Start/Verksamhetermed-miljopaverkan/Buller/Vindkraft/Matning-och-berakning-av-ljud-franvindkraft/Berakningar-av-vindkraftsljud/ Nilsson M.E., A-weighted sound pressure level as an indicator of short-term ljudstyrka or annoyance of road-traffic sound. Journal of Sound and Vibration, 302, pp 197–207, 2007 Nilsson, M.E., Alvarsson, J., Rådsten-Ekman, M., & Bolin, K, Loudness of fountain and road traffic sounds in a city park. Proceedings of the Sixteenth International Congress on Sound and Vibration. Krakow, Poland: International Congress on Sound and Vibration., 2009 Zwicker E. & Fastl H., Psychoacoustics- Facts and Models, 2nd ed, Berlin Heidelberg, 1999 ISO9613 International Organization for Standardization, Switzerland, Attenuation of sound during propagation outdoors- Part 1: Atmospheric absorption, 1995 Naturvårdsverket, Pedersen, E., & Waye, K. P., Perception and annoyance due to wind turbine noise - a doseresponse relationship. J. Acoust. Soc. Am., 116(6), 3460-3470, 2004 18 (29) Karl Bolin KTH/Marcus Wallenberg Laboratoriet, Mats Nilsson SU/ Gösta Ekman Laboratoriet, Gösta Bluhm KI/ Institutionen för miljömedicin E-post: [email protected], [email protected], [email protected] Pedersen, E., & Waye, K. P., Wind turbine noise, annoyance and self-reported health and well-being in different living environments. Occupational and Environmental Medicine, 64(7), 480486., 2007 Pedersen, E., & Larsman, P., The impact of visual factors on noise annoyance among people living in the vicinity of wind turbines. Journal of Environmental Psychology, 28(4), 379-389, 2008 Pedersen, E., van den Berg, F., Bakker, R., & Bouma, J., Response to noise from modern wind farms in The Netherlands. Journal of the Acoustical Society of America, 126(2), 634-643, 2009 Persson Waye K. & Öhrström E., Psycho-acoustic characters of relevance for annoyance of wind turbine noise, Journal of Sound and Vibration, 250, pp 65-73, 2002 Proposition 2008/09:163, En sammanhållen klimat- och energipolitik – Energi, http://www.regeringen.se/content/1/c6/12/27/85/65e0c6f1.pdf Tari A. & Wetterblad V., Lågfrekvent buller hos vindkraftverk och trafik, Examensarbete vid Marcus Wallenberglaboratoriet, KTH, 2012 van den Berg G.P. , Effects of the wind profile at night on wind turbine sound, Journal of Sound and Vibration, 277, pp. 955-970. 2004 19 (29) Karl Bolin KTH/Marcus Wallenberg Laboratoriet, Mats Nilsson SU/ Gösta Ekman Laboratoriet, Gösta Bluhm KI/ Institutionen för miljömedicin E-post: [email protected], [email protected], [email protected] Bilaga A: Instruktioner till försökspersoner. Instruktion I det här försöket kommer du att få lyssna till ett antal ljud. Din uppgift är att bedöma hur störande du upplever dessa ljud. Tänk dig att du sitter i en trädgård och kopplar av. Hur störande skulle ljuden upplevas i denna situation? Du gör bedömningarna genom att ange siffror som du tycker överensstämmer med din upplevelse av hur störande ljuden låter. Du får använda vilka siffror du vill men du skall alltid gå tillväga på följande sätt: Det första ljudet du hör ger du en siffra som du tycker passar för hur störande ljudet låter. Följande ljud ger du sedan siffror som motsvarar förhållandena mellan störupplevelserna. Exempel: Om du ger det första ljudet siffran 60 och du upplever det andra ljudet som dubbelt så störande så svarar du 120, om nästa ljud upplevs som en tredjedel så störande som det andra ljudet så svarar du 40, o.s.v. Du bestämmer själv vilka siffror du vill använda. Alla positiva tal får användas, såväl heltal som decimaltal. Efter varje ljud skriver du in ditt svar på datorn. Det är viktigt att du lyssnar på hela ljudet innan du gör din bedömning. Vi skall först köra en övningsomgång där du får prova att bedöma några ljud. De ljud du får höra under provomgången är representativa för de ljud som du kommer att få höra under själva försöket. Observera att det inte finns några rätta eller felaktiga svar. Vi är intresserade av hur just du upplever dessa ljud. Försök därför att inta en så naiv attityd som möjligt och svara spontant enligt hur du verkligen upplever de olika ljuden. Har du några frågor? Instruction In this test you will listen to different sounds. Your task is to judge how annoying you perceive these noises. Imagine you are sitting in a garden and relaxing. How annoying would you perceive the noises in that situation? Judge the annoyance by assigning numbers you think correspond to your degree of annoyance from the noises. You may use any positive numbers you want, integers as well as non-integers. You should always do like this: The first noise you hear you assign a number that corresponds to your perceived annoyance. The following noises should is than a ratio from the earlier number. Example: If the first noise is assigned 60 and you perceive the second nose as twice as annoying assign 120 to the second noise, if next noise is perceived as a third as annoying as the second assign 40 and so fourth. You decide which positive numbers to use. After each noise type your judgment on the computer. It is important that you listen to the entire noise before you make your decision. We will begin with a test session where you may judge a couple of noises. These noises are representative of the noises in the actual test. Please note that there are no correct or incorrect answers. We are interested of your perception of these noises. Therefore try to assume a naive attitude and judge the noises as spontaneously as possible. Do you have any questions? 20 (29) Karl Bolin KTH/Marcus Wallenberg Laboratoriet, Mats Nilsson SU/ Gösta Ekman Laboratoriet, Gösta Bluhm KI/ Institutionen för miljömedicin E-post: [email protected], [email protected], [email protected] Bilaga B: Hörlurarnas prestanda Ljuddämpning för Bose QuietComfort 15 uppmätt i MWLs efterklangsrum och en bredbandig bullerkälla (Bruel & Kjaer) ger dämning i olika frekvenser som kan observeras i figur A1: Figur A1: Dämpning i dB för indirekt infallande ljud för hörlurar Bose QuietComfort 15. Figur A2 ger frekvenssvarsfunktionen för Bose QuietComfort 15. Figur A2: Frekvenssvarsfunktion för hörlurarna. Frekvenssvarsfunktionen för AKG501k erhölls från tidigare publicerade resultat för AKG500 från Möller H, Hammershöi D, Jensen C. B. och Sörensen M. F., Transfer characteristics of Headphones Measured on Human Ears, Journal of Audio Engineering Society, vol. 43, pp 203-217, 1995 och kontakt med företaget AKG som försäkrat att skillnaden i frekvenssvarsfunktion mellan modellerna är marginell. 21 (29) Karl Bolin KTH/Marcus Wallenberg Laboratoriet, Mats Nilsson SU/ Gösta Ekman Laboratoriet, Gösta Bluhm KI/ Institutionen för miljömedicin E-post: [email protected], [email protected], [email protected] Bilaga C: Beskrivning av psykoakustiska parametrar Psykoakustiska parametrar har analyserats på KTH/MWL i MATLAB-baserade mjukvaror samt med hjälp av det kommersiella programmet MTS Sound Quality 3.7.5. Följande mått, som nedan beskrivs i detalj, beräknades: 1. Ljudstyrka, N, (engelskans loudness), 2. Skärpa, S, (engelskans sharpness) i enheten acum, 3. Fluktuationsstyrka, FS, (engelskans fluctuation strength) i enheten vacil, 4. Grovhet, R, (engelskans roughness) i enheten asper, 5. Tonalitet, T, (engelskans tonality) i enheten tonal enhet 1. Ljudstyrka, N (i enheten sone), beräknas som integralen av specifik ljudstyrka N’ för de 25 olika kritiska banden, z med enheten Bark som ungefär motsvarar tersbandsfrekvenser i den fysiska rymden. Uttrycket för ljudstyrka kan ses i ekvation (1) nedan 24 Bark N= ∫ N ' ( z )dz, 0 ETQ ( z ) N ' ( z ) = 0,08 E 0 0 , 23 0 , 23 E ( z ) − 1 sone 0,5 + 0,5 ETQ ( z ) Bark (1) där ETQ(z) är excitations tröskeln i tystnad, E0 är excitationen som korresponderar till referensintensiteten I0 =10-12 W/m2. 2. Skärpa, S (i enheten acum), ges också av en integral av N’ över z men i detta fall viktad med en faktor, g(z)z, och normerat med ljudstyrka, uttrycket ges i ekvation (2) som S = 0,11 ∫ N ' g ( z ) z dz acum (2) N Hörselorganet uppfattar temporala förändringar av ljud, ∆L, så kallade fluktuationer olika beroende på med vilken frekvens, fmod, fluktuationerna sker. För långsamma förändringar registreras de enskilda cyklerna och ljudet blir modulerat, hörselns känslighet för denna typ av förändringar är maximal för 4 Hz och beskrivs av den psykoakustiska storheten. 3. Fluktuationsstyrka, FS (i enheten vacil), som ges i ekvation (3). Amplitudmodulationer som ofta diskuteras i vindkraftsbullersammanhang återges av FS och därför är detta ett mått som anses intressant i detta projekt. FS = 0,008∫ ∆L / dB Bark dz ( f mod / 4 Hz ) + (4 Hz / f mod ) vacil (3) 4. För fluktuationer med frekvenser över 15 Hz hörs enskilda cykler mindre och en mer kontinuerlig känsla uppkommer som beskrivs av ljudets Grovhet, R (i enheten asper), som beskriver hur hörselorganet uppfattar fluktuationer över 15 Hz. För att beräkna R används formel (4) R = 0,3 f mod kHz ∆L( z ) dz ∫ dB / Bark asper (4) 22 (29) Karl Bolin KTH/Marcus Wallenberg Laboratoriet, Mats Nilsson SU/ Gösta Ekman Laboratoriet, Gösta Bluhm KI/ Institutionen för miljömedicin E-post: [email protected], [email protected], [email protected] 5. Tonalitet, T, är ett mått som beskriver andelen av toner, d.v.s. smalbandiga toppar i frekvensspektra. Den ansågs vara intressant att analysera eftersom tonala komponenter generellt anses orsaka ökande störningar vilket har resulterat i ett +5 dB tillägg för tonala vindkraftsbuller enligt Naturvårdsverkets riktlinjer. Eftersom flera beräkningsalgoritmer för denna storhet finns redovisade så kan denna storhet endast jämföras om samma beräkningsmetod används. I denna rapport är det tonalitet som beräknas i programvaran MTS Sound Quality 3.7.5 som avses och används. De matematiska uttryck som beräknar Tonalitet i datorprogrammet finns redovisade i (Terhart E. et al, 1982)1. 1 E. Terhardt, G. Stoll, & M. Seewann, Algorithm for extraction of pitch and pitch salience from complex tonal signals, J. Acoust. Soc. Am. 71, 679 (1982) 23 (29) Karl Bolin KTH/Marcus Wallenberg Laboratoriet, Mats Nilsson SU/ Gösta Ekman Laboratoriet, Gösta Bluhm KI/ Institutionen för miljömedicin E-post: [email protected], [email protected], [email protected] Bilaga D: Ljudparametrar Tabell med resultat från lyssningsförsök (||A||) akustiska mätningar och använda i principal-komponents-uppdelning och regressionsanalys (avsnitt 3.2 och 3.3). Vkv nr ||A|| Lasil (dB) LA (dB) LC (dB) LALF Loud (dB) (phon) (vacil) Fluct str Roughess Skärpa Tonalitet (asper) (acum) (t.u.) Test 1 Imission 1 2 3 4 0,61 30,2 33,6 43,1 27,3 48,7 0,26 0,25 0,62 0,048 0,66 31,1 35,6 45,1 29,3 51,6 0,22 0,26 0,64 0,048 0,85 35,3 37,6 47,1 31,3 54,3 0,21 0,26 0,65 0,049 0,91 36,3 39,6 49,1 33,3 56,9 0,19 0,26 0,66 0,049 0,95 37,3 41,6 51,1 35,3 59,4 0,18 0,27 0,67 0,050 1,14 39,7 43,6 53,1 37,3 61,8 0,17 0,27 0,68 0,051 1,32 41,1 45,6 55,1 39,3 64,1 0,17 0,28 0,69 0,052 1,43 42,6 47,6 57,1 41,3 66,4 0,17 0,28 0,70 0,052 0,64 30,3 34,3 40,4 23,8 49,7 0,15 0,25 0,72 0,046 0,71 32,6 36,3 42,4 25,8 52,5 0,14 0,25 0,73 0,046 0,74 33,5 38,3 44,4 27,8 55,2 0,19 0,25 0,73 0,046 0,85 35,5 40,3 46,4 29,8 57,7 0,15 0,26 0,74 0,046 0,88 36,5 42,3 48,4 31,8 60,2 0,14 0,26 0,75 0,046 1,08 39,3 44,3 50,4 33,8 62,5 0,13 0,27 0,76 0,046 1,17 40,0 46,3 52,4 35,8 64,7 0,12 0,27 0,76 0,046 1,35 42,5 48,3 54,4 37,8 66,9 0,14 0,28 0,77 0,046 0,62 30,0 36,2 43,1 25,6 49,0 0,11 0,24 0,56 0,048 0,68 31,5 38,2 45,1 27,6 51,7 0,10 0,24 0,56 0,047 0,80 34,6 40,2 47,1 29,6 54,2 0,09 0,25 0,56 0,049 0,92 36,7 42,2 49,1 31,6 56,7 0,09 0,25 0,56 0,051 1,02 38,0 44,2 51,1 33,6 59,1 0,08 0,26 0,56 0,051 1,15 40,0 46,2 53,1 35,6 61,4 0,08 0,26 0,56 0,052 1,26 41,4 48,2 55,1 37,6 63,6 0,08 0,27 0,55 0,051 1,38 42,2 50,2 57,1 39,6 65,8 0,07 0,27 0,56 0,051 0,67 31,7 36,4 42,6 22,5 49,5 0,17 0,23 0,58 0,065 0,72 32,8 38,4 44,6 24,5 52,2 0,16 0,23 0,58 0,066 0,86 36,0 40,4 46,6 26,5 54,8 0,15 0,24 0,58 0,066 0,90 36,4 42,4 48,6 28,5 57,3 0,14 0,24 0,58 0,067 1,03 38,6 44,4 50,6 30,5 59,6 0,13 0,25 0,57 0,068 24 (29) Karl Bolin KTH/Marcus Wallenberg Laboratoriet, Mats Nilsson SU/ Gösta Ekman Laboratoriet, Gösta Bluhm KI/ Institutionen för miljömedicin E-post: [email protected], [email protected], [email protected] 5 Test 1 1km 1 2 3 1,15 39,9 46,4 52,6 32,5 61,9 0,13 0,26 0,58 0,068 1,27 41,0 48,4 54,6 34,5 64,2 0,13 0,26 0,58 0,068 1,39 42,5 50,4 56,6 36,5 66,4 0,12 0,27 0,58 0,068 0,61 29,3 36,1 42,3 25,2 49,7 0,17 0,26 0,58 0,044 0,68 31,6 38,1 44,3 27,2 52,4 0,13 0,26 0,58 0,045 0,76 33,6 40,1 46,3 29,2 55,0 0,12 0,26 0,58 0,045 0,83 34,4 42,1 48,3 31,2 57,4 0,13 0,27 0,58 0,045 0,93 36,8 44,1 50,3 33,2 59,7 0,12 0,27 0,58 0,046 1,11 39,0 46,1 52,3 35,2 62,1 0,11 0,28 0,58 0,046 1,27 41,1 48,1 54,3 37,2 64,3 0,11 0,28 0,59 0,046 1,41 42,3 50,1 56,3 39,2 66,5 0,11 0,29 0,59 0,047 0,49 25,1 32,4 43,5 28,1 44,8 0,27 0,24 0,43 0,041 0,61 29,3 34,4 45,5 30,1 47,6 0,24 0,24 0,43 0,041 0,71 31,8 36,4 47,5 32,1 50,3 0,22 0,24 0,44 0,042 0,73 32,7 38,4 49,5 34,1 52,9 0,21 0,25 0,44 0,043 0,87 35,6 40,4 51,5 36,1 55,4 0,21 0,25 0,44 0,044 1,05 37,6 42,4 53,5 38,1 57,9 0,20 0,26 0,45 0,045 1,18 39,2 44,4 55,5 40,1 60,3 0,19 0,26 0,46 0,046 1,25 40,1 46,4 57,5 42,1 62,7 0,17 0,27 0,47 0,046 0,50 25,5 33,0 41,3 25,6 46,3 0,15 0,24 0,53 0,046 0,56 27,9 35,0 43,3 27,6 49,2 0,14 0,24 0,53 0,046 0,65 30,8 37,0 45,3 29,6 51,8 0,15 0,24 0,53 0,046 0,75 33,1 39,0 47,3 31,6 54,4 0,15 0,25 0,53 0,046 0,84 34,9 41,0 49,3 33,6 56,9 0,13 0,25 0,53 0,046 0,93 36,9 43,0 51,3 35,6 59,2 0,13 0,26 0,54 0,047 1,10 39,7 45,0 53,3 37,6 61,6 0,12 0,26 0,54 0,047 1,37 41,4 47,0 55,3 39,6 63,8 0,11 0,27 0,55 0,048 0,45 24,0 33,2 42,1 25,4 44,7 0,13 0,18 0,49 0,042 0,55 27,3 35,2 44,1 27,4 47,5 0,12 0,18 0,48 0,043 0,61 29,4 37,2 46,1 29,4 50,2 0,11 0,19 0,47 0,045 0,68 31,7 39,2 48,1 31,4 52,7 0,10 0,19 0,47 0,048 0,80 34,7 41,2 50,1 33,4 55,2 0,10 0,20 0,47 0,050 0,96 37,0 43,2 52,1 35,4 57,5 0,11 0,20 0,47 0,049 1,05 38,3 45,2 54,1 37,4 59,9 0,10 0,21 0,47 0,050 1,15 39,3 47,2 56,1 39,4 62,2 0,09 0,21 0,47 0,050 25 (29) Karl Bolin KTH/Marcus Wallenberg Laboratoriet, Mats Nilsson SU/ Gösta Ekman Laboratoriet, Gösta Bluhm KI/ Institutionen för miljömedicin E-post: [email protected], [email protected], [email protected] 4 5 Test 1 2 km 1 2 3 0,55 28,0 34,8 42,3 23,2 46,5 0,18 0,17 0,49 0,060 0,62 30,1 36,8 44,3 25,2 49,2 0,16 0,18 0,48 0,062 0,67 31,9 38,8 46,3 27,2 51,8 0,15 0,18 0,48 0,063 0,80 34,5 40,8 48,3 29,2 54,3 0,16 0,18 0,48 0,064 0,88 36,4 42,8 50,3 31,2 56,7 0,16 0,19 0,48 0,065 0,96 37,3 44,8 52,3 33,2 59,1 0,16 0,19 0,48 0,065 1,11 39,3 46,8 54,3 35,2 61,4 0,15 0,20 0,49 0,065 1,31 41,5 48,8 56,3 37,2 63,7 0,14 0,21 0,49 0,064 0,48 25,1 33,4 41,0 24,9 45,3 0,17 0,23 0,49 0,050 0,52 26,2 35,4 43,0 26,9 48,0 0,13 0,24 0,48 0,048 0,61 29,3 37,4 45,0 28,9 50,7 0,13 0,24 0,48 0,048 0,73 32,4 39,4 47,0 30,9 53,1 0,11 0,24 0,48 0,050 0,77 33,0 41,4 49,0 32,9 55,5 0,12 0,25 0,48 0,051 0,92 36,6 43,4 51,0 34,9 57,9 0,11 0,25 0,48 0,052 1,01 37,2 45,4 53,0 36,9 60,2 0,11 0,26 0,48 0,052 1,21 39,8 47,4 55,0 38,9 62,5 0,11 0,26 0,49 0,052 0,54 27,2 33,8 45,6 30,3 45,8 0,14 0,19 0,38 0,045 0,62 29,5 35,8 47,6 32,3 48,5 0,15 0,17 0,38 0,047 0,77 33,4 37,8 49,6 34,3 51,1 0,25 0,16 0,38 0,049 0,89 35,4 39,8 51,6 36,3 53,6 0,24 0,17 0,39 0,050 1,04 37,1 41,8 53,6 38,3 56,2 0,23 0,17 0,39 0,050 1,16 38,7 43,8 55,6 40,3 58,7 0,20 0,17 0,40 0,050 1,17 38,7 45,8 57,6 42,3 61,0 0,19 0,18 0,41 0,050 1,33 40,6 47,8 59,6 44,3 63,3 0,17 0,18 0,43 0,051 0,50 25,7 33,6 43,2 27,7 46,6 0,23 0,21 0,46 0,046 0,58 28,5 35,6 45,2 29,7 49,3 0,19 0,22 0,46 0,046 0,70 31,8 37,6 47,2 31,7 51,9 0,18 0,22 0,46 0,046 0,76 33,1 39,6 49,2 33,7 54,5 0,17 0,23 0,46 0,046 0,93 36,3 41,6 51,2 35,7 56,9 0,16 0,23 0,47 0,048 0,99 36,4 43,6 53,2 37,7 59,3 0,14 0,24 0,48 0,048 1,07 38,1 45,6 55,2 39,7 61,7 0,15 0,24 0,49 0,049 1,29 40,5 47,6 57,2 41,7 64,0 0,13 0,25 0,50 0,049 0,48 25,0 32,9 43,3 26,7 44,3 0,10 0,18 0,44 0,042 0,54 27,5 34,9 45,3 28,7 47,0 0,10 0,18 0,43 0,045 0,62 29,4 36,9 47,3 30,7 49,6 0,10 0,15 0,42 0,049 26 (29) Karl Bolin KTH/Marcus Wallenberg Laboratoriet, Mats Nilsson SU/ Gösta Ekman Laboratoriet, Gösta Bluhm KI/ Institutionen för miljömedicin E-post: [email protected], [email protected], [email protected] 4 5 Test 2 1 2 0,66 30,9 38,9 49,3 32,7 52,1 0,11 0,14 0,42 0,051 0,79 33,7 40,9 51,3 34,7 54,6 0,12 0,15 0,42 0,052 0,89 35,7 42,9 53,3 36,7 57,0 0,10 0,15 0,42 0,052 1,04 37,4 44,9 55,3 38,7 59,4 0,10 0,15 0,42 0,052 1,09 38,7 46,9 57,3 40,7 61,7 0,09 0,16 0,43 0,053 0,45 24,0 32,7 41,3 22,6 43,1 0,17 0,13 0,45 0,048 0,58 28,7 34,7 43,3 24,6 45,9 0,16 0,12 0,44 0,051 0,61 29,7 36,7 45,3 26,6 48,5 0,16 0,12 0,43 0,054 0,66 30,9 38,7 47,3 28,6 51,1 0,19 0,12 0,43 0,055 0,81 34,5 40,7 49,3 30,6 53,6 0,15 0,13 0,42 0,057 0,94 36,1 42,7 51,3 32,6 56,1 0,15 0,13 0,43 0,057 0,95 36,8 44,7 53,3 34,6 58,4 0,13 0,14 0,43 0,058 1,09 38,9 46,7 55,3 36,6 60,9 0,12 0,14 0,44 0,058 0,45 23,5 33,3 41,8 26,0 44,8 0,10 0,23 0,44 0,046 0,52 26,0 35,3 43,8 28,0 47,5 0,11 0,21 0,44 0,046 0,57 27,4 37,3 45,8 30,0 50,1 0,10 0,18 0,43 0,047 0,72 32,0 39,3 47,8 32,0 52,5 0,12 0,19 0,43 0,049 0,79 33,7 41,3 49,8 34,0 54,9 0,12 0,19 0,43 0,051 0,90 35,5 43,3 51,8 36,0 57,2 0,11 0,19 0,43 0,051 0,97 35,1 45,3 53,8 38,0 59,6 0,11 0,20 0,43 0,052 1,18 39,1 47,3 55,8 40,0 61,9 0,10 0,20 0,44 0,050 0,53 25,5 34,0 41,1 23,1 45,8 0,12 0,24 0,57 0,055 0,60 27,1 36,0 43,1 25,1 48,6 0,10 0,24 0,56 0,055 0,66 28,9 38,0 45,1 27,1 51,3 0,09 0,24 0,56 0,054 0,74 30,6 40,0 47,1 29,1 53,9 0,09 0,25 0,56 0,055 0,83 32,0 42,0 49,1 31,1 56,4 0,08 0,25 0,56 0,057 0,96 34,2 44,0 51,1 33,1 58,8 0,08 0,26 0,56 0,058 1,13 36,4 46,0 53,1 35,1 61,1 0,08 0,26 0,56 0,058 1,20 37,5 48,0 55,1 37,1 63,3 0,08 0,27 0,56 0,058 0,67 28,8 34,0 40,1 20,2 46,0 0,23 0,23 0,58 0,062 0,71 29,7 36,0 42,1 22,2 48,9 0,20 0,23 0,58 0,062 0,82 31,7 38,0 44,1 24,2 51,6 0,18 0,23 0,58 0,062 0,92 33,3 40,0 46,1 26,2 54,2 0,17 0,24 0,57 0,063 1,01 34,9 42,0 48,1 28,2 56,7 0,16 0,24 0,57 0,065 1,11 36,2 44,0 50,1 30,2 59,1 0,16 0,25 0,57 0,065 27 (29) Karl Bolin KTH/Marcus Wallenberg Laboratoriet, Mats Nilsson SU/ Gösta Ekman Laboratoriet, Gösta Bluhm KI/ Institutionen för miljömedicin E-post: [email protected], [email protected], [email protected] 3 4 5 1,19 37,2 46,0 52,1 32,2 61,4 0,15 0,25 0,57 0,065 1,24 37,9 48,0 54,1 34,2 63,7 0,15 0,26 0,58 0,065 0,69 29,5 36,3 42,2 24,9 53,7 0,16 0,22 1,17 0,028 0,83 32,1 38,3 44,2 26,9 56,5 0,14 0,23 1,18 0,028 0,94 34,0 40,3 46,2 28,9 59,0 0,13 0,23 1,19 0,029 0,99 34,6 42,3 48,2 30,9 61,5 0,13 0,24 1,21 0,030 1,19 37,4 44,3 50,2 32,9 63,8 0,12 0,24 1,22 0,031 1,33 39,0 46,3 52,2 34,9 66,1 0,11 0,24 1,22 0,032 1,38 39,5 48,3 54,2 36,9 68,3 0,11 0,25 1,23 0,032 1,53 41,0 50,3 56,2 38,9 70,5 0,11 0,25 1,24 0,032 0,72 29,9 38,5 46,9 29,3 55,4 0,12 0,24 0,81 0,028 0,81 31,8 40,5 48,9 31,3 58,1 0,11 0,24 0,83 0,029 0,96 34,4 42,5 50,9 33,3 60,6 0,11 0,24 0,85 0,029 1,04 35,4 44,5 52,9 35,3 63,0 0,10 0,25 0,86 0,030 1,29 38,5 46,5 54,9 37,3 65,3 0,10 0,25 0,88 0,029 1,34 39,1 48,5 56,9 39,3 67,5 0,09 0,26 0,90 0,029 1,48 40,5 50,5 58,9 41,3 69,7 0,09 0,27 0,91 0,029 1,59 41,5 52,5 60,9 43,3 71,8 0,09 0,27 0,92 0,029 0,62 27,8 34,0 39,9 24,4 50,1 0,07 0,22 0,87 0,035 0,65 28,7 36,0 41,9 26,4 53,0 0,14 0,22 0,89 0,036 0,71 29,7 38,0 43,9 28,4 55,7 0,13 0,23 0,91 0,036 0,87 32,8 40,0 45,9 30,4 58,2 0,12 0,23 0,92 0,036 1,00 34,7 42,0 47,9 32,4 60,7 0,10 0,23 0,94 0,036 1,11 36,2 44,0 49,9 34,4 63,0 0,10 0,24 0,95 0,035 1,26 38,0 46,0 51,9 36,4 65,2 0,09 0,24 0,97 0,035 1,35 39,0 48,0 53,9 38,4 67,4 0,09 0,25 0,99 0,036 28 (29) Karl Bolin KTH/Marcus Wallenberg Laboratoriet, Mats Nilsson SU/ Gösta Ekman Laboratoriet, Gösta Bluhm KI/ Institutionen för miljömedicin E-post: [email protected], [email protected], [email protected] Bilaga E: Beäkning av PNE Figur E1 visar principen bakom beräkningar av PNE. Kryssen visar en lyssnares genomsnittliga skattning (Rskärtbrus) av olika ljudnivåer av skärt brus, dessa estimeras med en linjär funktion, ln(Rskärtbrus) = a + bLA (sambandet med ljudnivå är approximativt linjärt efter logaritmisk-transformation av Rskärtbrus). Denna approximation användes sedan för att utrycka en skattning av vindkraftsljud (fyrkant) i decibel, genom att beräkna [ln(Rvkljud)-a]/b, där Rvkljud är en genomsnittlig skattning av ett vindkraftsljud. I figurens exempel har vindkraftsljudet en akustik nivå = 30 dBA (LAeq), men en störningsnivå (= 26 dBA (PNE). Det vill säga, lyssnaren bedömde vindkraftsljudet som lika störande som ett skärt brus med nivån 26 dBA. Figur E1: Illustrerar hur skattningar av skärt brus (+) approximeras av en funktion (-). Fyrkanten beskriver en skattning av vindkraftsljud med ljudnivån 30 dB som uppfattas som lika störande som ca 26 dB skärt brus. 29 (29) Karl Bolin KTH/Marcus Wallenberg Laboratoriet, Mats Nilsson SU/ Gösta Ekman Laboratoriet, Gösta Bluhm KI/ Institutionen för miljömedicin E-post: [email protected], [email protected], [email protected] NV dnr 382-6897-07 Rv Ljud från vindkraftverk Reviderad utgåva av rapport 6241 Koncept 20 april 2010 NATURVÅRDSVERKET Naturvårdsverket Tel: 08-698 10 00, fax: 08-20 29 25 E-post: [email protected] Postadress: Naturvårdsverket, 106 48 Stockholm Internet: www.naturvardsverket.se Rapport: Ljud från vindkraftverk Beräkningsmodell i Excel "Ljud från landbaserade vindkraftverk" ISBN 91-620-6249-2 ISSN 0282-7298 Beräkningsmodell i Excel "Ljud från havsbaserade vindkraftverk" ISBN 91-620-6250-2 ISSN 0282-7298 © Naturvårdsverket 2010 NATURVÅRDSVERKETS RAPPORT 5933 Ljud från vindkraftverk – koncept Förord I föreliggande rapport beskrivs utifrån aktuell kunskap, olika aspekter på ljud från vindkraftverk. Det gäller hur det alstras, utbreder sig, maskeras och kan åtgärdas. I rapporten redovisas också modeller för hur ljud från vindkraftverk bör beräknas i olika situationer och vilken precision och osäkerhet som finns vid beräkningen. De nu redovisade modellerna bygger på material som ursprungligen fanns i ”Buller från vindkraftverk”, bilaga 3 [S. Ljunggren och G. Lundmark] och som sedan bearbetades och kompletterades av prof. Sten Ljunggren, Institutionen för Byggnadsteknik, KTH, och som 2001 gavs ut som Naturvårdsverkets rapport 6241, Ljud från vindkraft. Modellerna i rapporten finns också som användarvänliga program för beräkning i Excel, framtagna av Gunnar Lundmark, Lundmark Akustik & Vibration. Inför denna nya utgåva av rapporten har revideringen av modellen för utbredning till havs gjorts av professor Mats Åbom, KTH. Det nya maskeringsavsnittet har skrivits av teknisk doktor Karl Bolin, KTH. Teknisk doktor Martin Almgren, ÅF Ingemansson, har slutligen bidragit med kompletteringar av olika slag. Den nya, reviderade, ”Ljud från vindkraftverk”, rapport 5933, ersätter den gamla rapporten. Rapporten ges ut gemensamt av Naturvårdsverket, Energimyndigheten och Boverket. 3 NATURVÅRDSVERKETS RAPPORT 5933 Ljud från vindkraftverk – koncept Innehåll FÖRORD 3 INNEHÅLL 4 SAMMANFATTNING 6 LJUDALSTRING Aerodynamiskt ljud 7 7 Mekaniskt ljud 7 Ljuddata 7 Karaktär på ljudet från vindkraftverk 9 Rena toner 9 Amplitudmodulering 9 Lågfrekvent dunkande ljud 10 Infraljud 10 Bestämning av ljuddata för ett vindkraftverk 10 Omräkning av ljuddata till aktuell plats 10 LJUDUTBREDNING Geometrisk utbredningsdämpning 12 12 Vindförhållanden – vindgradient - markdämpning 12 Temperaturförhållanden (temperaturgradient) 13 Absorption i luften 14 Ljudutbredning över vatten på stora avstånd 15 Varför hörs bullerkällor så tydligt på natten? 17 MASKERING 18 BERÄKNING AV LJUDIMMISSION Precision och säkerhetsmarginal 22 22 En tillbakablick 23 Bestämning av aktuell ljudeffektnivå 24 Beräkning av ljudutbredning 27 Ljudutbredning över land på avstånd upp till 1000 m 27 Ljudutbredning över land på avstånd över 1000 m 27 Ljudutbredning över hav 28 Samtidig ljudimmission från flera aggregat 29 EXEMPEL PÅ LJUDBERÄKNINGAR 30 4 NATURVÅRDSVERKETS RAPPORT 5933 Ljud från vindkraftverk – koncept Landbaserat aggregat, kort avstånd 30 Landbaserat aggregat, långt avstånd 31 Havsbaserade aggregat 31 DATA SOM BEHÖVS Allmänt 33 33 Maskinuppgifter 33 Beräkningar och redovisningar 34 Emissionsmätningar 35 Immissionsmätningar 35 Möjligheter att minska ljud från befintligt vindkraftverk 36 Efterhandsåtgärder för att sänka ljudnivån 36 Sänkning av varvtal eller begränsning av drifttid 36 Inverkan av naturligt vindbrus på subjektiva störningar 36 BILAGA 1. NÅGRA AKUSTISKA BEGREPP Ljud - buller - infraljud 37 37 Ljudnivå 38 Addition av ljudnivåer 39 Frekvensspektra 40 Ljudeffektnivå 41 KÄLLFÖRTECKNING 42 5 NATURVÅRDSVERKETS RAPPORT 5933 Ljud från vindkraftverk – koncept Sammanfattning I kapitel ”Ljudalstring” beskrivs hur ljud från vindkraftverk alstras och vilken karaktär ljudet har. Här berörs också hur ljudet från ett aggregat kan bestämmas och hur ljuddata kan omräknas till en viss plats. I kapitlet ”Ljudutbredning” redovisas hur ljud från vindkraftverk sprids i omgivningen under olika förhållanden exempelvis markens beskaffenhet och påverkan från vind och temperatur. Även topografin påverkar ljudutbredningen, men i de förenklade beräkningsmodellerna angivna i denna rapport, försummas den inverkan. Topografiska höjdskillnader ger oftast en sänkning av ljudnivån, men kan i enstaka fall med konkava terrängytor ge en höjning med några decibel. I kapitlet ”Maskering” diskuteras under vilka förhållanden ljud från vindkraftverk kan maskeras av andra ljud i omgivningen exempelvis brus från träd. I kapitel ”Beräkning av ljudimmission från vindkraftverk” redovisas beräkningsmodeller för ljudimmission För markbaserade vindkraftverk redovisas två modeller, en för korta och en för långa avstånd. För havsbaserade aggregat redovisas en modell som är framtagen för ljudutbredning på stora avstånd. De presenterade modellerna förväntas ge i genomsnitt rätt värde för de givna förutsättningarna, varför ingen säkerhetsmarginal ingår i beräkningsformlerna. Exempel på tillämpning av modellerna redovisas i kapitlet ”Exempel på ljudberäkningar”. I kapitlet ”Redovisning av ljudimmission kring vindkraftverk – vilka data behövs?” listas vilka uppgifter, som behövs för att göra en beräkning av ljudutbredning för ett visst verk på en viss plats. Här anges också hur dessa beräkningar kan presenteras. I kapitlet ”Kontroll och åtgärder vid befintliga verk” anges vilka uppföljande mätningar som kan göras vid befintliga verk. Olika åtgärder för att minska störningar berörs också. I Bilaga 1 förklaras några akustiska begrepp och ljud från vindkraftverk jämförs med andra ljudkällor. 6 NATURVÅRDSVERKETS RAPPORT 5933 Ljud från vindkraftverk – koncept Ljudalstring Vindkraftverk alstrar dels aerodynamiskt ljud som framför allt kommer från bladen (ett svischande ljud), dels mekaniskt ljud från främst växellådan (ett skorrande mekaniskt ljud, ibland med hörbara toner). Det har förekommit att även generator, kraftelektronik, kylfläktar och pumpar gett ljud med tydliga toner. Mekaniska ljud och ljud från generator etc är numera sällsynta. Aerodynamiskt ljud Hos moderna serietillverkade aggregat är normalt det aerodynamiska ljudet från bladen dominerande. Det bestäms i huvudsak av bladspetshastigheten, bladens form (inte minst bakkantens tjocklek) och turbulensen i luften. Det aerodynamiska ljudet har ungefär samma karaktär som naturligt vindbrus. Det är därför inte ovanligt att ljudet från ett vindkraftverk vid kraftig vind överröstas av det naturliga vindbruset från träd och buskar och därigenom blir omöjligt att uppfatta. Detta fenomen kallas maskering. Mekaniskt ljud Mekaniskt ljud är normalt svagare än det aerodynamiska ljudet, men upplevs ofta som mer störande eftersom det har en helt annan karaktär än vindbruset. Det mekaniska ljudet bestäms till stor del av detaljkonstruktionen av växel, infästningar mm. Ljudutstrålningen kan ske via maskinhus och torn (speciellt när tornet är utformat som en stålcylinder) samt i vissa fall via nav och blad. Då det gäller förekomst av mekaniskt ljud är vindkraftverk av olika fabrikat erfarenhetsmässigt olika. Moderna serietillverkade aggregat ger sällan problem med mekaniskt ljud. För vindkraftverk placerade i havet kan mekaniska ljud fortplantas ut i vattnet, men ljudet är ofta svagt i förhållande till ljud från fartyg och naturligt förekommande undervattensljud. Ljuddata Tillverkare av vindkraftverk kan normalt redovisa och garantera ljuddata i form av en ljudeffektnivå, LWA, ref . Ljudeffekten bestäms vid olika vindhastigheter i navhöjd. Ofta anges ljudeffekten vid den vindstyrka som motsvarar 8 m/s på höjden l0 m. I vindkraftbranschen används ofta ordet källjud istället för ljudeffektnivå för att särskilja det från ljudtrycksnivå. Förklaringar av de akustiska fackuttrycken finns i Bilaga 1 i slutet av denna rapport. I figur 1 redovisas av fabrikanter redovisade ljudeffektnivåer som funktion av den elektriska märkeffekten för vanliga vindkraftverk d.v.s. aggregat med horisontell axel och med rotorn på uppströmssidan av tornet. De redovisade kurvorna är regressionslinjer som erhållits från mätta värden på ett antal aggregat och där mätningarna är gjorda på samma sätt. Regressionslinjerna är framtagna vid olika tillfällen och man ser i diagrammet en tydligt sjunkande tendens för ljudeffektnivån. En jämförelse mellan de båda övre kurvorna visar 7 NATURVÅRDSVERKETS RAPPORT 5933 Ljud från vindkraftverk – koncept sålunda att nivån i genomsnitt sjönk med 5 dB under den aktuella treårsperioden. Dessa båda kurvor har erhållits från mätningar utförda i Danmark och avser därför troligen enbart danska aggregat. Ljudeffektnivåerna märkta 2002 – 2006 är resultat av ljudemissionsmätningar utförda enligt IEC 61400-11 [IEC] och är relaterade till verklig elektrisk uteffekt. 115 110 LWA vid 8 m/s på 10 m höjd 1982 - 1984 105 1985 - 1987 2002 - 2006 100 1991 95 90 0,01 0,1 1 10 Elektrisk effekt, MW Figur 1 Utveckling hos vindkraftverkens ljudalstring. Figuren visar A-vägd ljudeffektnivå som funktion av elektrisk uteffekt vid 8 m/s på 10 m höjd. Den övre heldragna kurvan avser aggregat mätta 1982-84; den heldragna kurvan därunder aggregat mätta 1985-87 [M. Ohlrich, J. Jakobsen och B. Andersen]. Den heldragna kurvan därunder är framtagen år 1991 med hjälp av fabrikantuppgifter [S. Ljunggren och Gunnar Lundmark, 1995]. Värdena märkta 2002 – 2006 är fabrikantuppgifter mätta enligt referens [IEC] sammanställda av Martin Almgren, ÅFIngemansson 2008. Vindkraftverk idag, 2009, regleras normalt med både bladvinkelinställning (pitchreglering) och varvtalsreglering. Reglering kan ofta göras för att ge en lägre ljudalstring på bekostnad av den elektriska effekten. När det är vindstilla står rotorn stilla. När vinden börjar blåsa finns mät- och reglersystem som vrider turbinhuset med rotorn så att den vänds mot vinden och rotorn börjar snurra. Vid en vindhastighet om 3 – 4 m/s börjar vindkraftverket producera elektrisk ström och ljudet kan bli märkbart intill vindkraftverket. Ljudemissionen ökar med ökande vindhastighet upp till 8, 9 eller 10 m/s. Däröver kan ljudemissionen sjunka något eller vara konstant vid ökande vindhastigheter. När vindhastigheten blir mycket hög, kanske 22 – 24 m/s stängs elproduktionen av och rotorn bromsas in för att minska risken för skada. I en del vindkraftverk finns kylfläktar som kan avge ljud även då det inte blåser. 8 NATURVÅRDSVERKETS RAPPORT 5933 Ljud från vindkraftverk – koncept Karaktär på ljudet från vindkraftverk En dominerande del av ljudet i ett vindkraftverk är av aerodynamiskt ursprung och alstras vid bladens passage genom luften. Detta ljud är av bredbandig karaktär och upplevs vanligen som ett svischande ljud. Ljudet kan beskrivas som ett bredbandigt brus där det mest framträdande frekvensområdet är 63 – 4000 Hz. Fysikaliskt har ljudet stora likheter med det ljud som alstras av vinden i vegetation av olika slag. Ofta förekommer också amplitudmodulationer och sällsynt ett dunkande ljud vid vindkraftverk, se vidare nedan. Tidigare har det inte varit ovanligt att vindkraftverk alstrar hörbart maskinellt ljud. Detta ljud hade då vanligen sitt ursprung i växellådan. Hörbart maskinellt ljud har fysikaliskt karaktären av rena toner vilket ofta upplevs som ett malande ljud. Maskinellt ljud är i dag ovanligt vid serietillverkade aggregat. Rena toner Förekomst av ”rena toner” eller tydligt hörbara tonkomponenter är negativt på flera sätt. Framför allt upplevs dessa som mer störande än "normalt" ljud. Det kan, även om det numera är ganska sällsynt, inträffa att vindkraftverk alstrar buller i form av rena toner. Detta är inte något speciellt för vindkraftverk, utan kan också förekomma exempelvis utanför bullriga industrier. I Naturvårdsverkets skrift ”Externt industribuller – Allmänna råd” [Naturvårdsverket, 1983] anges därför att om ljudet innehåller ofta återkommande impulser eller hörbara tonkomponenter skall kraven på ljudnivå skärpas med 5 dB(A)-enheter. Denna skärpning är aktuell även för vindkraftverk, se Naturvårdsverkets vägledning. Närvaro av rena toner kan också ha en annan negativ effekt. Ljud som innehåller rena toner är nämligen lätta att uppfatta även vid närvaro av annat ljud. Detta medför därför att ljud från ett vindkraftverk som innehåller rena toner inte så lätt maskeras av det naturliga vindbruset. För ett otränat öra kan det vara svårt att avgöra om ett ljud innehåller rena toner eller ej. Det finns därför en objektiv metod för detta i ljudemissionsmätningsstandarden enlig IEC [IEC] eller i ISO 1996-2:2007 bilaga C. Analysen av tonernas hörbarhet ska ske för ljud vid bostaden eller annat ljudkänsligt område. Med ISO 1996-2 beräknas ett tillägg Kt som läggs till uppmätt ljudnivå. Ett tillägg på 5 dB motsvarar en sänkning av riktvärdet med 5 dBA, t ex från 40 till 35 dBA vid förekomst av rena toner. Om det beräknade tillägget blir mindre än 5 dB motsvarar det sänkning av riktvärdet på motsvarande sätt. Tillägg större än 5 dB bör inte tillämpas. Amplitudmodulering På korta avstånd från ett aggregat varierar alltid aggregatets styrka med tiden allteftersom bladen roterar. Ofta är ljudnivån som högst när ett av bladen är som närmast lyssnaren eller när ett blad sveper ner genom luftlager med olika vindhastighet. 9 NATURVÅRDSVERKETS RAPPORT 5933 Ljud från vindkraftverk – koncept Denna typ av s k amplitudmodulation kan också inträffa på större avstånd. Mycket litet är känt om hur viktig denna effekt är i praktiken. Det är dock sannolikt att modulationen ökar ljudets hörbarhet och därmed minskar möjligheten till maskering och tenderar att göra ljudet mer störande. Lågfrekvent dunkande ljud Det är väl känt att vindkraftverk, på vilka rotorn är placerad i lä om tornet kan ge ett kraftigt lågfrekvent dunkande ljud. Aggregat med läplacerad rotor är därför mycket sällsynta numera. Gjorda studier har visat att även vissa aggregat med lovartplacerad rotor kan ge likartade störningar [K.P. Shepherd och H. H. Hubbard]. Europeiska maskintillverkare är medvetna om detta och därför är detta fenomen sällsynt i Sverige. Infraljud Mätningar av infraljudsnivåerna från normala typer av vindkraftaggregat har visat på så låga nivåer att de är helt utan betydelse ur störningssynpunkt för människor [H. Remmers och K. Betke samt Leventhall ]. Bestämning av ljuddata för ett vindkraftverk Det finns flera metoder för hur man bestämmer ljuddata från ett vindkraftverk. En av de äldsta av dessa härstammar från danska Miljöstyrelsen, och framgår i sin nuvarande form [Bekendtgørelse]. Nyare metoder har därför tagits fram, se IEC 61400-11 [IEC]. Den internationella standarden IEC 61400-11 finns i svensk version SS-EN 61 400-11, men den svenska standarden dröjer. Den svenska är dock en exakt kopia av den internationella. Vindkrafttillverkare anlitar numer oftast ackrediterade mätlaboratorier för bestämning av ljudemissionen. Normalt bestäms ljudalstringen för en aggregattyp genom mätning på ett enda aggregat. Eftersom ljudalstringen varierar något från aggregat till aggregat är det klart att resultatet från en enda mätning är behäftat med en viss osäkerhet. Detta problem har lösts genom att man deklarerar ljuddata genom en speciell internationellt standardiserad procedur. Deklarerade ljuddata innefattar då en så stor säkerhetsmarginal att man vid en kontrollmätning ytterst sällan får en högre bullervärden än vad som är deklarerat. Omräkning av ljuddata till aktuell plats Ljuddata hänför sig normalt till en vindhastighet på 8 m/s mätt på 10 m höjd. Anledningen till detta är att 10 m är en referenshöjd inom meteorologin. Det är dock naturligtvis inte vindhastigheten på denna höjd som är bestämmande för ljudalstringen, utan i stället ett medelvärde av vindhastigheten över vindkraftverkets rotor. Det har visats att detta medelvärde kan approximeras med den vindhastighet som råder vid aggregatets nav, d.v.s. vid rotorns mitt. Normalt ökar vindhastigheten med höjden över marken. Vid navet blåser det alltså betydligt kraftigare än på 10 m höjd. Detta är en effekt som tas hänsyn till vid re- 10 NATURVÅRDSVERKETS RAPPORT 5933 Ljud från vindkraftverk – koncept dovisningen av ljuddata. Det skall dock observeras att skillnaden i vindhastighet på navhöjd respektive 10 m höjd beror på hur terrängen är beskaffad. De ljuddata som redovisas av en fabrikant förutsätter att terrängen är förhållandevis slät. Om terrängen däremot är kuperad, blir skillnaden i vindhastighet vid navhöjd respektive 10 m större. Detta hade stor betydelse för den äldre sortens vindkraftverk där ljudalstringen i dB ökade linjärt med ökande vindhastighet. Så är dock inte fallet med dagens (2010) verk. Om man vid en ljudimmissionsberäkning alltid väljer maximal av tillverkaren deklarerad ljudeffekt är man på den säkra sidan. Med god kunskap om vindhastighetens höjdberoende vid aktuell lokalisering och tänkt vindkraftverks ljudemission vid olika vindhastighet och effektproduktion kan noggrannare bestämning av ljudeffekten vid driftsmedelvärdet av vindhastigheten göras. Vid en ljudemissionsmätning enligt IEC 61400-11 [IEC], dvs bestämning av ett aggregats ljudeffekt, bestäms först ljudeffekten vid verklig vindhastighet över rotorn. Vindhastigheten bestäms ur den producerade elektriska effekten och ett samband mellan elektrisk effekt och vindhastighet vid navhöjd. Därefter sker en omräkning till referensförhållanden som motsvarar markråhetslängden 0,05 m till vindhastigheten på 10 m höjd under antagande av en logaritmisk vindhastighetsprofil. Verklig uppskattad råhetslängd vid mätplatsen används då som indata. Likadant ska ske vid ljudimmissionsmätning enligt Elforsk 98:24 [S. Ljunggren, 1998]. Vindhastigheten vid navhöjd bestäms ur den producerade elektriska effekten och ett samband mellan elektrisk effekt och vindhastighet vid navhöjd. Därefter räknas vindhastigheten om till 10 m höjd under antagande av en logaritmisk vindhastighetsprofil. Vindhastighet vid navhöjd finns således både vid ljudemissionsmätning och ljudimmissionsmätning. I undantagsfall finns inte tillräckligt bra data för elproduktionen. Data ska finnas som medelvärden i de korta tidsperioder för vilka ljudmätningen görs, normalt 1 – 10 minuter. Ibland finns inte heller sambandet mellan producerad elektrisk effekt och vindhastighet vid navhöjd. 11 NATURVÅRDSVERKETS RAPPORT 5933 Ljud från vindkraftverk – koncept Ljudutbredning Ljudnivån avtar med avståndet från ett vindkraftverk. Detta beror i första hand på att ljudenergin fördelas över ett allt större område. Denna typ av nivåminskning kan kallas geometrisk utbredningsdämpning. Ljudutbredningen påverkas även av de meteorologiska förhållandena, främst vindförhållanden och lufttemperatur. Det är här vindstyrkans och lufttemperaturens variation med höjden som har betydelse (de s k vind- och temperaturgradienterna). Dessutom påverkas ljudutbredningen av markens egenskaper, i form av så kallad markdämpning. För vindkraftverk där bullerkällan är placerad på hög höjd över marken, upp till cirka 100 meter (2008) och kanske högre, blir dock markdämpningen kraftigt beroende av de meterologiska förhållandena. Därför diskuteras markdämpning här tillsammans med vindförhållandena. Geometrisk utbredningsdämpning På avstånd större än ca 100 m från vindkraftverket kan man räkna med att ljudenergin sprids över en halvsfär som blir större allt eftersom avståndet ökar. Vid en avståndsfördubbling ökar halvsfärens area 4 gånger. Detta medför att ljudnivån (som är en logaritmisk storhet som närmast beskriver störintrycket) blir 6 dB lägre per avståndsfördubbling. Den geometriska utbredningsdämpningen är huvudorsaken till att ljudnivån blir allt lägre då man avlägsnar sig från ett vindkraftverk. Vindförhållanden – vindgradient - markdämpning På hög höjd över mark är vindhastigheten tämligen konstant över stora höjdintervall. Nära marken bromsas vinden upp av markens skrovlighet. Vid ljudutbredning nedströms vindkraftverket, d.v.s. i medvind, adderas vindhastigheten till ljudvågens normala utbredningshastighet, och ljudvågorna får en ljudutbredningshastighet som ökar med höjden över marken. Detta medför att ljudvågorna tenderar att böjas ner mot marken. Marken får i detta fall bara en liten inverkan på ljudutbredningen. Uppströms vindkraftverken blir förhållandena de omvända, d.v.s. ljudvågorna tenderar att böjas uppåt. Ljudvågorna träffar markytan med en flack infallsvinkel vilket resulterar i en markdämpning. Ljudnivån blir därför lägre uppströms än nedströms. I vissa fall kan ljudnivån uppströms bli väldigt låg, på grund av att en "ljudskugga” bildas. 12 NATURVÅRDSVERKETS RAPPORT 5933 Ljud från vindkraftverk – koncept Figur 2. Ljudutbredning kring ett vindkraftverk vid närvaro av vindhastighetsgradient. Mätningar och beräkningar av ljudnivå vid vindkraftverk utföres normalt endast för medvindsfallet. Vid motvind blir beräkningsosäkerheten betydligt större, speciellt på stora avstånd. Mätresultat varierar betydligt mera mellan olika mättillfällen vid motvind än vid medvind. I de fall då en vindriktning är förhärskande och en bostad ligger uppströms vindkraftverket kan hänsyn tas till detta. Den beräkningsmodell som finns redovisad i ”Noise Immission from Wind Turbines.” [J. Kragh et. al. ,1998] rekommenderas för detta fall, se även Nord2000 som är en vidareutveckling. Temperaturförhållanden (temperaturgradient) Ljudets utbredningshastighet ökar med ökande lufttemperatur. Temperaturens variation med höjden över marken bestäms bland annat av strålningsförhållandena, som främst är beroende av solhöjd över horisonten och molnighet. Dagtid vid klart väder är det vanligt att lufttemperaturen avtar med höjden över mark, s.k. negativ temperaturgradient. Då tenderar ljudvågorna att böjas uppåt, vilket medför extra dämpning av ljudnivån då man avlägsnar sig från källan. Nattetid framför allt under klara, vindstilla nätter är det vanligt att lufttemperaturen ökar med höjden över marken, s k temperaturinversion. Detta medför att ljudvågorna böjs neråt. Ljudkällor kan då höras på stora avstånd. Vid vissa tillfällen uppkommer en höjdinversion. Temperaturen minskar först med höjden för att sedan öka inom ett högre luftskikt. Då kan ljud breda ut sig över mycket stora avstånd med liten dämpning. Vid molnigt väder är det vanligt att lufttemperaturen inte varierar särskilt mycket med höjden över mark. Temperaturgradienten har störst betydelse för ljudutbredningen då det är vindstilla och vid mycket svag vind. Vindförhållandena får därför oftast större betydelse än temperaturförhållandena för ljudutbredningen vid vindkraftverk. 13 NATURVÅRDSVERKETS RAPPORT 5933 Ljud från vindkraftverk – koncept Figur 3. Illustration av ljudvågornas avböjning vid positiv (a) (kallare högre upp) och negativ temperaturgradient (b) (varmare högre upp). Reflekterade strålgångar har streckats i diagrammet [C. Larsson, 1994 och 1:1997].Skillnaderna mellan hur vind- och temperaturförhållandena ser ut över land och över hav är av största betydelse för ljudutbredningen. Man kan förvänta sig att havsbaserade vindkraftverk hörs tydligare under vår och sommar när vattnet är kallt och temperaturen i luften är högre. Den gränsyta som bildas mellan havs- och landpåverkade skikt är också av betydelse för vindkraftverk. Kanalisering av vinden längs dalgångar i fjällterräng ger också upphov till speciella ljudutbredningsförhållanden som bör beaktas. Absorption i luften Ljudabsorptionen i luften varierar med frekvens, fuktighet och temperatur på ett komplicerat sätt. Denna typ av dämpning är störst för höga frekvenser. Nära vindkraftverket kan det "svischande” ljudet från bladen ha en nästan väsande karaktär. På större avstånd blir ljudet dovare samtidigt som nivån blir lägre. Detta beror på att frekvensspektret förändras på grund av luftabsorptionen. Luftdämpningen avtar med ökande relativ fukthalt. För svenska förhållanden finns värden redovisade [C. Larsson, 1997] och i Naturvårdsverkets rapport 5417, finns typiska luftabsorptionsvärden angivna för olika platser i Sverige. Vid översiktliga 14 NATURVÅRDSVERKETS RAPPORT 5933 Ljud från vindkraftverk – koncept beräkningar och vid tillfällen när aggregatets frekvensspektrum inte är känt antas luftabsorptionen vara 5 dB/km. Det skall observeras att detta värde egentligen är för högt med tanke på enbart luftabsorptionen. Utförda mätningar har dock visat att även marken ger en viss nivåsänkande effekt. Värdet på 5 dB/km inkluderar inverkan av markeffekten. Det är i och för sig möjligt att ta hänsyn till markeffekten på annat sätt, men genom valet av 5 dB/km erhålls samma modell för ljudutbredningen som länge använts i Danmark. Ljudutbredning över vatten på stora avstånd Vatten är akustiskt sett synnerligen hårt. Detta innebär att en ljudvåg som faller in mot en vattenyta reflekteras mycket effektivt. Ljudutbredningen från ett havsbaserat vindkraftverk blir därför i princip annorlunda än kring ett markbaserat aggregat, se figur 4. I medvindsfallet kommer ljudstrålarna att böjas av ned mot vattenytan. Eftersom vattenytan reflekterar strålarna mycket effektivt får man på stora avstånd det utbredningsmönster med multipelreflexer som visas i figuren. Detta medför att ljudstrålarna i huvudsak utbreder sig inom ett skikt närmast vattnet och att den geometriska utbredningsdämpningen blir väsentligt mindre än vid utbredning över land. Över vatten bör man därför räkna med en dämpning av 3 dB per avståndsdubbling i stället för 6 dB, som används över land. I praktiken måste man dock förvänta sig att denna idealiserade bild kommer att störas av inverkan av vågorna på vattenytan. Bilden kan också störas av att temperaturens och vindens variation med höjden inte motsvarar ett perfekt medvindsfall över hela skiktet där ljudutbredning sker. Det är för närvarande inte känt i vilken omfattning detta påverkar utbredningsdämpningen. - Figur 4. Ljudutbredning på stora avstånd över vatten. När ljudutbredningen sker över en vattenyta kommer vatten- och lufttemperaturen däremot att ha en avgörande betydelse. Ljudnivån blir lägre under hösten på grund av ljudutbredning i kall luft över varmt vatten, se figur 5. Ljudvågorna böjs av uppåt. För en person, som står på marken, kommer inte vindkraftverken att kunna höras lika långt. Under vår-försommar när vattnet är kallare än luften kommer 15 NATURVÅRDSVERKETS RAPPORT 5933 Ljud från vindkraftverk – koncept ljudet att böjas ner och fångas in i ett mycket grunt skikt närmast vattenytan. Vindkraftverken kommer då att kunna höras betydligt längre bort. Skiktets tjocklek kan variera mellan ungefär 200 – 1000 meter. Det är medelhöjden i detta skikt som ger brytpunkten i modellen. a b Figur 5. Schematisk figur över ljudutbredning under a: höst, förvinter och b: vår, försommar. 16 NATURVÅRDSVERKETS RAPPORT 5933 Ljud från vindkraftverk – koncept Varför hörs bullerkällor så tydligt på natten? Under sommarhalvårets kvällar kan man höra ljud på långa avstånd Några timmar innan solnedgången börjar en markinversion byggas upp. Med markinversion menas att temperaturen ökar med höjden över marken. Det innebär att vindhastigheten minskar eller det blir helt vindstilla nära marken. Ett vanligt talesätt är att det mojnar mot kvällen. Högre upp vid navet på vindkraftverket blåser det lika mycket som tidigare. Ljudalstringen fortsätter och vindhastighetsskillnaderna mellan denna vind på navhöjd och ingen eller liten vind vid marken ger istället en ansamling av ljud nära marken. Det är lätt att förstå att eventuella maskeringsljud minskar kraftigt. Lövbrus försvinner. Vågskvalp kan förekomma så vida inte en motriktad vind exempelvis landbris uppkommer [C. Larsson, 1999]. Dessutom inverkar det förhållandet att bakgrundsnivån från andra källor, t ex trafik, arbetsmaskiner, fåglar, människor etc. är låg på natten, vilket medför att andra ljud kan bli mer framträdande. 17 NATURVÅRDSVERKETS RAPPORT 5933 Ljud från vindkraftverk – koncept Maskering Vid maskering av vindkraftsbuller bör hänsyn tas till naturligt bakgrundsljud. För närvarande finns det inte kunskap om hur kombinationer av vindkraftsbuller och andra artificiella bullerkällor påverkar upplevelsen av vindkraftsbuller. Det finns dock exempel på vindkraftverk utmed motorväg, där vindkraftljudet inte är hörbart trots att det är 40 dBA. För att bestämma ljudnivån på det maskerande ljudet bör antingen mätningar eller om möjligt beräkningar utföras. Naturliga bakgrundsljud alstras framförallt av vegetation och vågor, även av forsande vatten. Trädens ljudalstring orsakas av vinden och ökar därmed med ökande vindstyrka men havets brus är korrelerat till våghöjden. Ljudnivåer för olika typfall av dessa ljudkällor visas i tabell 1 och 2. Alltså beror beräkningar av maskering på vindhastigheten när vegetationsljud finns vid immissionsplatsen. I kustmiljöer beror däremot maskeringen av våghöjden och därmed bör ljudemissionen från vindkraftverket anpassas efter denna och inte efter vindhastigheten. Det förekommer dock tillfällen, då det är vindstilla eller mycket låg vind vid marken samtidigt som vindhastigheten på vindkraftverkets navhöjd är åtskilliga m/s högre. Denna kraftigare vindhastighetsgradient kan också förstärkas genom förekomst av ”low level jet”, som är maximum i vertikala led av vinden i de lägsta 500 – 100 metrarna. Det har också visats att bergknallar kan ge lä för vissa vindriktningar varvid den naturliga bakgrundsnivån kan bli förhållandevis låg. Denna effekt kan uppträda i kuperad terräng. I dessa fall blir vindkraftverket mer hörbart och risken för störning ökar. Maskering definieras som ”processen när ett ljuds hörtröskel höjs p.g.a. närvaron av andra ljud”. Denna process ska däremot inte blandas samman med vid vilka förhållanden vindkraftsljud är störande. Angående total maskering d.v.s. när vindkraftsljudet blir ohörbart i omgivningar med naturligt bakgrundsljud visar tester och modeller att denna gräns varierar beroende på vilken typ av bakgrundsljud som är aktuellt samt om vindkraftsljudet är amplitudmodulerat (motsvarande enstaka vindkraftverk eller vindkraftspark på kortare avstånd än 2 km) eller inte amplitudmodulerat (vindkraftpark på längre avstånd). Amplitudmodulering yttrar sig som det svischande ljud man kan höra nära ett verk där det kommer ett ”svisch” vid varje bladpassage. Om maskering påverkar störningar från vindkraftbuller har i dagsläget inte explicit utretts. Undersökningar [K Bolin] tyder dock på att vindkraftverken inte hörs om ljudet från vindkraftverken har en ljudnivå som är 10 dB(A) lägre än bakgrundsljudet. Som underlag för bedömning av bakgrundsljud rekommenderas långtidsmätningar på den aktuella platsen. Det är dock viktigt att undvika att andra källor än det naturliga (vindrelaterade) bakgrundsljudet inkluderas d.v.s. andra bullerkällor 18 NATURVÅRDSVERKETS RAPPORT 5933 Ljud från vindkraftverk – koncept bör bestämmas separat och subtraheras. Ett sätt att minska inverkan av momentana ljudtoppar från fordonspassager och andra källor är att bestämma LA,90-nivån i tioeller femminutersperioder. Det är den nivå som överskrids 90% av mättiden. Ljudet från vindkraften är relativt konstant under en tio- eller femminutersperiod, medan ljudet från en enstaka fordonspassage eller fågelläte är kortvarigt. Alternativt kan vind- eller våghöjdsdata kombineras med de modeller som utvecklats vid Tekniska Högskolan i Stockholm (KTH) [O. Fégeant, 2001; K. Bolin; ,P. Appelqvist] som kan nyttjas för att prediktera bakgrundsbuller. En sådan beräkning kräver dock information om den vegetation som finns i ett visst område. Ljud från barrträd och lövträd skiljer sig markant från varandra [O. Fégeant, 2001; K. Bolin; P. Appelqvist]. Det beror förutom antalet träd och trädhöjd även på vindhastigheten och andra meteorologiska parametrar. I tabell 1 visas resultat från simuleringar för olika skogskanter. Ljudemission från lövskog minskar när löven faller av, därför bör beräkningar utföras både för träd med och utan löv. Ljudnivåer från träd utan löv är låga och därmed uppstår inte någon markant maskerande effekt. Barrträd uppvisar inte variationer och därför är maskeringen oberoende av årstid. Art Gran Tall Asp Björk Ek Leq,A, dB(A), H=10m, skogskant 49 47 58 51 46 Leq,A, dB(A), H=20m, skogskant Leq,A, dB(A), H=10m, enstaka träd Leq,A, dB(A), H=20m, enstaka träd 57 34 42 55 32 39 65 43 53 58 36 46 53 31 41 Tabell 1: Typiska ljudnivåer 20 m från källan med trädhöjd H, vindhastigheten på 10 m höjd är 5 m/s. För att beräkna ljudimmissionen vid godtycklig vindhastighet, U i m/s, ska följande formel användas: Leq , A (U ) = Leq, A,tabell + 10 log(0.2 ⋅U )3 (1) I de fall då vågbrus maskerar vindkraftverket bör våghöjden bestämma tillåten ljudnivå från vindkraftverket (vid ”maskeringsfall”). Vågbrus beror på våghöjden, som brukar anges som signifikant våghöjd Hs [10]. Mätningar av ljud vid olika våghöjder visas i tabell 2. Våghöjder och vågriktning kan erhållas från SMHI:s vågbojar eller från mjukvara som kan prediktera våghöjd och riktning. Våghöjd, Hs, m Leq,A 0.15 30 0.5 47 0.7 50 Tabell 2: Typiska immissionsnivåer ca 20 m från strandkant. 19 1.0 57 1.5 62 2.0 69 NATURVÅRDSVERKETS RAPPORT 5933 Ljud från vindkraftverk – koncept LA90,10min percentilen bör användas som maskerande ljudnivå. När denna ska beräknas bör 3 dB subtraheras från tabell 1 och 2. Stora vegetationsområden och stränder bör betraktas som en linjekälla (geometriska spridningsdämpningen blir 3 dB per distansdubblering) medan mindre områden bör betraktas som en punktkälla (geometriska spridningsdämpningen blir 6 dB per distansdubblering). Vid platser med låg vindhastighet och därmed lågt vegetationsljud bör speciell försiktighet iakttas. I dessa lägen bör vindhastighet och bakgrundsljud för aktuell position avgöra maskeringspotential, inte vindförhållandena vid vindkraftverket eftersom vindhastigheterna vid vindkraftverket och immissionspunkten inte nödvändigtvis är desamma. Bakgrundsljudet bör bestämmas dels vid referensvindhastigheten 8 m/s på 10 m höjd, men även vid de vindhastigheter som täcks in av driftsmedelvärdet för vinden och den vindhastighet vid vilken maximal ljudemission sker enligt ljudemissionsmätning för verket. För att beräkna maskeringen av vindkraftljud i naturliga bakgrundsljud bör följande algoritm användas: 1) 2) 3) Bestämning av bakgrundsljud: a) Mätning av bakgrundsljud (förslagsvis LA90,10min) som funktion av vindhastighet eller våghöjd beroende på typen av bakgrundsljud. b) Beräkning av bakgrundsljud (LA90) för vindhastigheter mellan i detta fall 5 m/s till 12 m/s. Subtrahera 3 dB från LA,eq-nivån för att få LA,90 nivån samt beräkna avståndsdämpning enligt ovanstående text om metod 1b har använts. Subtrahera 10 dB(A) från ljudnivån LA90 av bakgrundsljudet för att erhålla en nivå av vindkraftljudet som troligen inte hörs Exempel: Vindkraftverk ska byggas i ett område. Aktuell immissionspunkt är en bostad belägen 40 m från en skogskant med ca 10 m höga björkar. När hörs troligen inte vindkraftverket? 1) Alternativ 1 b) används. Miljön överensstämmer med ett typfall från tabell 1, därför anses mätningar ej nödvändiga. Enligt tabell 1 är ljudnivån LAeq=51 dB(A) vid U10=5 m/s. Beräkna ljudnivån från ekvation (1) för vindhastigheter mellan 5 m/s och 12 m/s. U10 (m/s) LA,eq 5 51 6 53 7 55 8 57 20 9 59 10 60 11 61 12 62 NATURVÅRDSVERKETS RAPPORT 5933 Ljud från vindkraftverk – koncept 2) Kompensera LAeq till LA90 d.v.s. subtrahera 3 dB(A) samt beräkna avståndsdämpningen i detta fall en avståndsdubbling från 20 m i tabell till 40 m, subtrahera alltså ytterligare 3 dB(A) (linjekälla, se ovan). U10 (m/s) LA,90 3) 5 45 6 47 7 49 8 51 9 53 10 54 11 55 12 56 Subtrahera i ovanstående tabell med 10 dB(A) för att visa vid vilka ljudnivåer ljudet från vindkraftsverken (LA,eq,Vkv) troligen inte hörs. U10 (m/s) LA,eq,Vkv 5 35 6 37 7 39 8 41 21 9 43 10 44 11 45 12 46 NATURVÅRDSVERKETS RAPPORT 5933 Ljud från vindkraftverk – koncept Beräkning av ljudimmission I det följande redovisas beräkningsmodeller för ljudimmission. För landbaserade vindkraftverk redovisas två modeller, en för korta och en för långa avstånd. För havsbaserade aggregat redovisas en modell som är avsedd för stora avstånd. Beräkningsmodellerna gäller för alla typer av vindkraftverk. Modellerna överensstämmer med dem som redovisades i den tidigare rapporten 6241 ”Ljud från vindkraftverk”[Naturvårdsverket. 2001], med undantag för modellen för ljudutbredning över vatten och modellen för omräkning av ljudeffekt vid olika markråhet. För beräkning av ljudutbredning på stora avstånd över hav kan modellerna för vindkraft på land ge en underskattning av ljudnivån för vissa väderförhållanden. En speciell modell för ljudutbredning över vatten fanns därför beskriven i Rapport 6241. Baserat på bl a nya mätningar från Kalmarssund [M. Boué; M. Åbom and M. Boué] visas här en omarbetning av modellen för ljudutbredning över vatten. Den viktigaste ändringen ligger i att det avstånd där spridningen i modellen övergår från sfärisk till cylindrisk är ändrat. Det kan här påpekas att den modifierade modellen bygger på mätningar från ett område i Östersjön (Kalmarssund) och en viss tid av året (i juni månad). Vid försöken som ligger till grund för revisionen av modellen användes en ljudkälla på höjden 30 m över vattenytan och ljudet mättes vid 80, 200 och 400 m på 9,75 km avstånd. Dagens vindkraftverk (2009) har navhöjder på 80 – 100 m, vilket innebär förutsättningarna ändrats vilket bör observeras. Erfarenheter från mätningar och upplevelser av ljud från nya havsbaserade vindkraftverk kan ge ytterligare underlag för utveckling av modellen. Viktigt vid bedömning av ljudimmission från vindkraft liksom från alla externa ljudkällor är insikten att transmissionsförhållandena i atmosfären varierar väldigt mycket över tiden. Vid mätningarna i Kalmarsund varierade ljudnivån med ±35 dB. De modeller som beskrivs här ger en uppskattning av en förväntad genomsnittlig immissionsnivå. För att bedöma risken för störning måste även maskering, dvs att vindkraftljud kan döljas av andra ljudkällor, beaktas. Särskilt intressant är här s k naturligt (vindalstrat) bakgrundsljud som vindsus från vegetation samt vågbrus. Ett särskilt avsnitt om detta ingår i denna rapport. Precision och säkerhetsmarginal Modellerna för ljudutbredning över mark förväntas i genomsnitt ge rätt värde. Någon säkerhetsmarginal ingår sålunda inte i beräkningsformlerna. Avvikelserna från fall till fall har studerats och visats uppgå till maximalt ±1 dB vid ljudutbredning över relativt slät mark [J. Kragh, et al, 1998]. Det är inte känt hur väl formlerna stämmer i kuperad terräng. Kuperad terräng kan skärma av ljudet, vilket ger en lägre ljudnivå, men konkava ytor i starkt kuperad terräng kan ge en ökning av ljudnivån jämfört med plan mark. Beräkningsmodellen Nord2000 tar hänsyn till detta 22 NATURVÅRDSVERKETS RAPPORT 5933 Ljud från vindkraftverk – koncept fenomen [B. Plovsing, 2001; Nord2000, 2002 och Sondergaard & Plovsing, 2009]. Ytterligare fenomen som kan beaktas av mer detaljerade beräkningsmodeller är dämpning orsakad av ljudutbredning över skogsmark med porös yta, träd som sprider ljudet och ljudreflektion i hårda ytor som sjöar och bergsytor. Leverantörernas uppgifter på ljudeffekt från aggregaten har erfarenhetsmässigt visat sig vara tillförlitliga. Erfarenheterna avser dock aggregat placerade på slät mark. Det är inte känt hur väl uppgivna ljuddata stämmer i kuperad terräng. Modellen för ljudutbredning över vatten är som nämnts uppbyggd på grundval av ett fåtal mätresultat. Som alternativ till en beräkning kan mätningar av ljudutbredningen utföras. Sådana mätningar måste avse relevanta meteorologiska situationer, vilket naturligtvis måste dokumenteras väl. I varje enskilt fall måste behovet av säkerhetsmarginal bedömas med utgångspunkt från hur känslig ljudsituationen är, terrängförhållandena, m.m. En tillbakablick De första riktlinjerna för hur ljudimmission från vindkraftverk kan beräknas publicerades i början på 1980-talet av danska Miljöstyrelsen. Enligt denna skrift avses med ljudimmission den A-vägda ljudtrycksnivån, LA, i aktuell punkt (immissionspunkten) vid en vindhastighet av 8 m/s mätt på 10 m höjd. I samma skrift gavs också en enkel formel för beräkningen av ljudimmissionen, L A = LWA - 8 - 20 ⋅ log(r) - 0,005 ⋅ r, L WA = aggregatets A-vägda ljudeffektnivå vid 8 m/s (d.v.s. ett mått på hur mycket akustisk effekt som aggregatet avger), r = avståndet i meter från observationspunkt till vindkraftverkets nav. Den sista termen i formeln representerar luftabsorptionen, det vill säga den oundvikliga absorption som alltid uppträder när ljud utbreder sig i luften. Det skall observeras att värden beräknade på detta sätt gäller i medvind, det vill säga när vinden blåser från aggregatet mot beräkningspunkten (inom ±45 grader). Vid andra vindriktningar, erhålls andra nivåer. Tvärs vindriktningen är nivåer vanligtvis ungefär desamma som i vindriktningen men med större fluktuationer, medan nivån i motvind vanligtvis är något eller mycket lägre på stora avstånd. Valet av medvind för beräkningarna är helt i överensstämmelse med svensk och nordisk praxis. Anledningen till att man valt medvindsfallet som referens är framför allt att eventuella kontrollmätningar då får bättre noggrannhet . På senare tid har stora framsteg gjorts vad beträffar mätning av ljudeffektnivån hos vindkraftverk. Nya mätprocedurer ger säkrare värden och möjlighet att ta åtmin- 23 NATURVÅRDSVERKETS RAPPORT 5933 Ljud från vindkraftverk – koncept stone en viss hänsyn till hur den aktuella terrängen är beskaffad, se referens [5]. Resultat från långtidsmätningar av luftabsorptionen har publicerats vilket gör att också ljudutbredningen kan beräknas på ett säkrare sätt [C. Larsson, 1997]. Vidare har ljudutbredningsmätningar utförts vilka givit en god uppfattning om markens inverkan, åtminstone på relativt plan mark. För relativt korta avstånd över mark anges i modellen för ljudutbredning över land på avstånd upp till 1000 m samma faktor för luftabsorptionen som i den ovan nämnda danska modellen. Detta ger en överskattning av luftdämpningen, som dock på aktuella avstånd kompenseras av markens inverkan. Det kan kommenteras att valet av denna konstruktion i hög grad motiveras av en önskan att få samma beräkningsmodell som i Danmark. Bestämning av aktuell ljudeffektnivå Erforderliga uppgifter För att kunna beräkna ljudförhållandena i omgivningen av ett eller flera vindkraftverk fordras följande data: • A-vägd ljudeffekt (LWA) normalt baserad på en referenshastighet av 8 m/s på höjden 10 m, men även baserat på vindhastigheter 6 – 10 m/s på 10 meters höjd. • Vid stora avstånd mellan aggregat och mottagare (mer än 1000 m) fordras dessutom uppgifter om hur ljudeffekten är fördelad över oktavbanden mellan 63 Hz- 4000 Hz. • Uppgifter om beskaffenheten hos terrängen så att råhetslängden kan uppskattas. Ljudeffektnivåns variation med vindhastigheten är av betydelse vid förhållanden då markråhetslängden avviker från standardlängden 0,05 m. • Avstånd och riktning från vindkraftverken till beräkningspunkten. Ljuddata bestämda av tillverkare enligt aktuell standard, dvs enligt IEC [IEC], avser ett referensfall där den s k råhetslängden är 0,05 m. Utgångspunkten är den uppmätta ljudeffektnivån LWA (apparent sound power level enligt IEC) som svarar mot en antagen logaritmisk vindprofil med 8 m/s på en höjd av 10 m. Detta värde skall korrigeras beroende på beskaffenheten hos terrängen omkring aggregatet samt till den vindhastighet som svarar mot önskat driftsfall. Terrängen karaktäriseras därvid genom sin råhetslängd z0, vilken kan uppskattas ur tabell 1. 24 NATURVÅRDSVERKETS RAPPORT 5933 Ljud från vindkraftverk – koncept Tabell 1: Markråhetslängd Markråhetslängd, z0, i m Typ av terräng Förortsbebyggelse, landsortsstäder, skogsbälten Många träd och/eller större buskar 0,3 Jordbruksområden med få byggnader, träd, etc, Flygplatser eller områden med utspridda träd och byggnader 0,05 Vattenytor (sjöar, fjärdar, öppet hav) Bar mark Slät yta av snö, sand eller klippt gräs Landningsbana på en flygplats 0,01 Markråhetslängden för skog har tidigare ansetts vara 0,3 m, men det anses numera vara för lågt och torde ligga på 0,5 -1,0 m. (H Bergström 2009). Vid stora nivåskillnader i terrängen kan värdet 0,3 användas. I de fall terrängens råhetslängd varierar i olika riktningar sett från aggregatet, bestäms först det vinkelområde som är mest kritiskt för ljudimmissionen. Råhetslängden z0 bestäms därefter för motsvarande sektor i motsatt riktning. Vid beräkning med Nord2000 [Nord2000], som är en mer detaljerad modell, inverkar råhetslängden även på vindhastighetsgradienten mellan källa och mottagare, vilket i sin tur påverkar ljudutbredningsdämpningen. Om ljudeffektnivån för vindkraftverket ökar linjärt med ökande vindhastighet fås den korrigerade ljudeffektnivån LWA ,korr ur sambandet LWA, korr = LWA + k ⋅ Δvh där LWA är den mätta ljudeffektnivån enligt IEC [IEC], Faktorn k är ljudnivåns beroende av vindhastigheten (på 10 m höjd) i dB(A)/m/s enligt tillverkarens specifikation. Inverkan av ytråheten Δvh beräknas enligt ⎛ ln (H / z0 ) ln (h / 0,05) ⎞ Δvh = vh ⎜⎜ ⋅ − 1⎟⎟ ⎝ ln (h / z0 ) ln (H / 0.05) ⎠ där råhetslängden z0 bestäms enligt tabellen ovan, H är aggregatets navhöjd, h är 10 m. 25 NATURVÅRDSVERKETS RAPPORT 5933 Ljud från vindkraftverk – koncept Vid kontrollmätning enligt IEC [IEC] på befintliga vindkraftverk skall i första hand vinddata baseras på aggregatens aktuella produktion och vindeffektkurva. I andra hand nyttjas data från anemometrar i navhöjd och i sista hand data från markbaserade mätmaster med höjden 10 m. Dessa rekommendationer är särskilt viktiga för fallet med vindkraftverk i skogsområden. Det är inte alltid korrekt att anta att faktorn k är en konstant, t ex 1,0 dB/m/s. För moderna vindkraftverk ökar ljudeffekten med vindhastigheten upp till ca 8 eller 10 m/s (mätt på 10 m höjd). Däröver är ljudeffekten ungefär konstant eller kan till och med avta något. Vid beräkningen bör därför maximal uppmätt ljudeffektnivå (eller maximal garanterad ljudeffektnivå) användas i beräkningen i stället för den korrigerade ljudeffekten. Korrektionen med en konstant k leder till att vindkraftverk i skogsterräng får för hög ljudemission enligt beräkning. Ljudemissionen för vindkraftverk bestäms vanligtvis för verk som står på plan slät mark. Om ett verk placeras i kuperad skogig terräng bör man vara medveten om att det kan innebära att luftens anströmning mot rotorn blir mer turbulent och ojämn. Det är för närvarande oklart om det kan leda till högre ljudalstring, vilket man bör vara observant på i planeringen av anläggningen. Skogen ökar mängden friktionsskapad turbulens (=mekaniskt skapad turbulens) jämfört med över ett slättlandskap. Turbulensen varierar över skog. Turbulensintensitet kan användas för att beskriva det, den definieras som vindhastighetens standardavvikelse dividerad med medelvindhastigheten, På 50 m höjd är typiska medelvärden på turbulensintensiteten över skog 0,20-0,25, medan värdena på 100 m höjd ligger på 0,15-0,20 och på 150 m höjd under 0,15. Men mycket stora variationer finns i turbulensintensiteten vid enskilda tillfällen, inom hela höjdintervallet från 50-150 m, från i princip nästan laminär strömning med mycket låg turbulensintensitet (<0.04) till episoder med extremt hög turbulensintensitet (>0.35). Detta sammanhänger delvis med en variation av turbulensintensiteten med vindhastigheten, men framförallt beror skillnaderna på olikheter i atmosfärens termiska skiktning, d.v.s. hur temperaturen varierar med höjden. Instabil skiktning då temperaturen avtar med ökande höjd leder till stor termisk produktion av turbulens och därmed hög turbulensintensitet, medan stabil skitning med kallast närmast marken leder till låg turbulensintensitet som en följd av termisk dämpning av turbulensen. Skogslandskapets påverkan på turbulensen kan sträcka sig upp till flera hundra meters höjd under dagförhållanden med instabil skiktning [H. Bergström]. 26 NATURVÅRDSVERKETS RAPPORT 5933 Ljud från vindkraftverk – koncept Beräkning av ljudutbredning Beräkningarna utförs normalt i två steg. Först beräknas ljudnivån för varje aggregat för sig hos mottagaren (närmaste bostad). Därefter adderas bidragen från varje aggregat samman enligt den formel, som anges i nästa avsnitt. Ljudutbredning över land på avstånd upp till 1000 m Denna beräkningsmodell är användbar vid lokalisering av enstaka aggregat. Ljudnivån i immissionspunkten, LA, beräknas på följande sätt LA = LWA, korr − 8 − 20 ⋅ log(r ) − 0,005 ⋅ r där r är avståndet i meter från immissionspunkten till mitten på navet på vindkraftverket. Ljudutbredning över land på avstånd över 1000 m Denna modell kan bli aktuell vid lokalisering av grupper med ett större antal aggregat. I detta fall beräknas ljudtrycksnivån i immissionspunkten, LA, som L A = LWA , korr − 10 − 20 ⋅ log( r ) − Δ L a där ( ) ( ΔLa = 10 ⋅ log Σ10( Li + Ai )/10 − 10 ⋅ log Σ10( Li + Ai −r⋅ai )/10 ) och där Li = oktavbandsvärden 1 för ljudeffektnivå från och med 63 Hz till och med 4000 Hz (L1 är nivån vid 63 Hz och L7 nivån vid 4000 Hz) enligt tillverkarens specifikation eller uppmätta. Notera att oktavbandsvärdena ska vara ovägda Ai = A-vägningen vid samma frekvenser. Denna ges av följande tabell Frekvens Hz 63 125 250 500 1000 2000 4000 Ai, dB -26 -16 -9 -3 0 +1 +1 1 Dessa värden beskriver ljudeffektens fördelning som funktion av frekvensen och kan även ges som en nivå relativt ett givet frekvensband. 27 NATURVÅRDSVERKETS RAPPORT 5933 Ljud från vindkraftverk – koncept ai = luftabsorptionen i oktavband per meter som ges av följande tabell (schablonmetod). För en exaktare skattning tillämpas SS-ISO 9613-1 [SS-ISO] baserat på medeltemperatur och medelfuktighet vid mätplatsen för olika årstider. Frekvens Hz ai, dB 63 125 250 500 1000 2000 4000 0,0001 0,0003 0,0006 0,0014 0,0032 0,0079 0,0220 r = avståndet i meter från immissionspunkten till mitten på navet på vindkraftverket. I Naturvårdsverkets rapport 5417, Metod för immissionsmätning av externt industribuller [Naturvårdsverket, 2005] finns i appendix 6 en tabell med luftabsorption för olika platser i Sverige. Ljudutbredning över hav På grund av avsaknaden av markdämpning kommer ljudspridningen i medvindsriktningen att tendera mot ett fält som sprider sig över en cylindrisk yta och avtar långsammare än över land. Detta gör att för avstånd större än cirka 700 meter gäller [M. Boué; M. Åbom and M. Boué]: La = LWA, korr − 8 − 20 ⋅ log(r ) − ΔLa + 10 ⋅ log(r / 700) där ( ) ( ΔLa = 10 ⋅ log Σ10( Li + Ai )/10 − 10 ⋅ log Σ10( Li + Ai −r⋅ai )/10 ) och där Li = oktavbandsvärden för ljudeffektnivån från och med 63 Hz till och med 4000 Hz (L1 är nivån vid 63 Hz och L7 nivån vid 4000 Hz), enligt tillverkarens specifikation eller uppmätta, Ai = A-vägningen vid samma frekvenser, Frekvens Hz 63 125 250 500 1000 2000 4000 Ai, dB -26 -16 -9 -3 0 +1 +1 28 NATURVÅRDSVERKETS RAPPORT 5933 Ljud från vindkraftverk – koncept ai = luftabsorptionen i oktavband per meter (schablonmetod). För en exaktare skattning tillämpas SS-ISO 9613-1 [SS-ISO] baserat på medeltemperatur och medelfuktighet vid mätplatsen för olika årstider. Frekvens Hz ai, dB 63 125 250 500 1000 2000 4000 0,0001 0,0003 0,0006 0,0014 0,0032 0,0079 0,0220 r = avståndet i meter från immissionspunkten till mitten på navet på vindkraftverket. För avstånd kortare än 700 meter kan formeln för korta avstånd över land tillämpas. Siffran 700 meter bygger på ett medelvärde över alla vindriktningar och kommer från mätningar utförda av KTH [M. Boué; M. Åbom and M. Boué] i Kalmarssund under perioden juni 2005 och juni 2006. Om ljudet från havsbaserade aggregat först utbreds över vatten och sedan över ett stycke land tillämpas formel över vatten fram till strandkant. Därefter tillämpas formeln för land (r > 1000 m) med LWA, korr = LA (strandkant) och termen 20 ⋅ log(r ) utbytt mot 20 ⋅ log(r / rstrandkant ) . I formeln för utbredningsdämpning byts r mot Δr = r - rstrandkant. Vid övergången vatten-land uppstår en reflexion av ljud som för låga frekvenser kan uppgå till c:a 3 dB [L. Johansson]. En eventuell sådan effekt är inkluderad i de data som utgör underlaget för modellen, dvs i värdet 700 meter för brytpunkten, varför ingen ytterligare korrektion bör göras. Samtidig ljudimmission från flera aggregat I detta fall beräknas ljudnivån LAj från vardera aggregatet j. Den totala ljudnivån LA,tot adderas därefter samman enligt formeln ( LA, tot = 10 ⋅ log Σ10 LAj / 10 ) 29 NATURVÅRDSVERKETS RAPPORT 5933 Ljud från vindkraftverk – koncept Exempel på ljudberäkningar Nedan visas exempel på hur de olika dämpningsmekanismerna bidrar till den totala ljudutbredningsdämpningen (vi förutsätter en ljudeffektnivå motsvarande ett 1.5MW aggregat) i en punkt på avståndet 300 m från ett vindkraftverk. Landbaserat aggregat, kort avstånd Aggregatet förutsätts ha en ljudeffektnivå på 99 dB(A) vid 8 m/s mätt enligt referens [5]. Navhöjden är 60 m. Antag att ljudeffektnivån har ett vindhastighetsberoende på k = 1,0 dB per m/s. Närmaste granne bor på 300 m avstånd från aggregatet. Området i motsatt riktning bedöms ha en markråhet om z0 = 0,3 m. Ljudeffektnivån korrigeras först enligt avsnitt ”Bestämning av aktuell ljudeffektnivå”, d.v.s. ⎛ ln (H / z0 ) ln (h / 0,05) ⎞ Δvh = ⎜⎜ ⋅ − 1⎟⎟ ⎝ ln (h / z0 ) ln (H / 0,05) ⎠ Med vh = 8, H = 60, h = 10 och z0 = 0,3 blirΔvh =1,0 m/s. Den korrigerade ljudeffektnivån blir således 99+1 x 1 = 100 dB(A) om ljudeffektnivån ökar linjärt med ökande vindhastighet från 8 m/s och uppåt. Ljudnivån på 300 m avstånd kan nu beräknas med formeln: LA = LWA, korr − 8 − 20 ⋅ log(r ) − 0,005 ⋅ r där r är avståndet till aggregatets nav, r = (3002 + 602 ) = 305,94 m. Insättning ger LA = 40,9 dB(A). På större avstånd sjunker nivån relativt långsamt med avståndet. Sålunda blir på 330 m avstånd: r = (330 2 + 60 2 ) = 335,41 m och nivån LA = 39,8 dB. På 360 m avstånd blir analogt r = 364,97 m och LA =39,0 dB(A). 30 NATURVÅRDSVERKETS RAPPORT 5933 Ljud från vindkraftverk – koncept Landbaserat aggregat, långt avstånd I detta fall förutsätts en grupp av 10 aggregat och ett avstånd till närmaste granne är 1100,1120,1140,1160,1180,1200,1220,1240,1260 och 1280 m. Aggregaten och terrängsituationen förutsätts vara desamma som i föregående exempel. Aggregatet förutsätts ha följande relativa (referens 1 kHz oktaven) spektrumfördelning. Frekvens, Hz Lp, dB 63 10 125 2 250 2 500 0 1000 0 2000 -5 Luftabsorptionen beräknas här enligt formeln: ( ) ( ΔLa = 10 ⋅ log Σ10( Li + Ai )/10 − 10 ⋅ log Σ10( Li + Ai −r⋅ai )/10 ) Insatta värden ger här för vardera aggregatet: Avstånd ΔLa LA 1100 1120 1140 1160 1180 1200 1220 1240 1260 1280 3,0 3,1 3,1 3,1 3,2 3,2 3,3 3,3 3,4 3,4 26,2 26,0 25,8 25,6 25,4 25,2 25,0 24,8 24,6 24,5 Insättning av dessa värden i formeln för addition av nivåer ger den totala nivån från samtliga aggregat till LA = 35,3 dB(A), om ljudeffektnivån ökar linjärt med ökande vindhastighet från 8 m/s och uppåt. Havsbaserade aggregat I detta fall förutsätts 50 aggregat med data enligt ovan. I detta fall bedöms “markråheten” vara 0,01. Den aktuella ljudeffekten blir därför 98,5 dB(A). För en översiktlig handberäkning kan man använda ett genomsnittligt avstånd till närmast störkänsliga punkt. Detta förutsätts här vara 10 km. 31 NATURVÅRDSVERKETS RAPPORT 5933 Ljud från vindkraftverk – koncept Luftabsorptionen beräknas åter enligt formeln: ( ) ( ΔLa = 10 ⋅ log Σ10( Li + Ai )/10 − 10 ⋅ log Σ10( Li + Ai −r⋅ai )/10 ) vilket här ger ΔLα = 12,9 dB. Ljudnivån från ett aggregat på 10 km avstånd kan nu beräknas enligt formeln: LA = LWA, korr − 8 − 20 ⋅ log(r ) − ΔLa + 10 ⋅ log(r / 700) Med en ljudeffekt på 98,5 dB(A) blir ljudnivån 9,1 dB(A). Den totala nivån från 50 aggregat kan beräknas enligt formeln: ( LA, tot = 10 ⋅ log Σ10 LAj / 10 ) vilket här ger ( ) LA, tot = 10 ⋅ log 50 ⋅ 109,1/10 = 26dB( A) 32 NATURVÅRDSVERKETS RAPPORT 5933 Ljud från vindkraftverk – koncept Data som behövs Vid lokalisering av vindkraftverk är ljudet en viktig fråga och för att kunna göra en bedömning av ljudutbredning och eventuella störningar behövs följande uppgifter. Allmänt Redovisning på karta (lämplig skala: 1:10 000) av läge för vindkraftverket(en), bebyggelse, frilufts- och rekreationsområden samt terrängförhållanden samt de markråhetsklasser som omger vindkraftsgruppen. • Avstånd till närliggande bostäder och andra känsliga områden i meter. • Uppgifter om förhärskande vindriktning kan också vara av intresse. • Vid beräkning med detaljerade modeller såsom General Prediction Method och Nord2000 (se ref-lista sist i rapp), behövs information om höjdlinjer i terränger och marktyper (t ex mjuk mark eller hård mark) Maskinuppgifter • Fabrikat • Typ • Typgodkännande • Märkeffekt • Navhöjd • (Startvind) • Varvtal (ett eller flera) • Ljuddata, LWA,ref dB(A) re 1 pW (vid 8 m/s och mätt enligt IEC [IEC]) • Förekomst av toner • Ljudeffektens variation med vindhastigheten i dB vid olika vindhastigheter eller en faktor k i dB per m/s • Ljuddata enligt mätrapport:………… • Om aggregatet har mer än ett varvtal redovisas ljuddata mätta vid olika varvtal • Bakgrundsnivå från andra ljudkällor 33 NATURVÅRDSVERKETS RAPPORT 5933 Ljud från vindkraftverk – koncept Beräkningar och redovisningar Beräknad ljudnivå vid de närmaste bostäderna och ev. rekreationsområden och andra ljudkänsliga områden redovisas. Inom områden där verken etableras etappvis, görs en samlad ljudnivåredovisning för varje tillkommande verk eller grupp av verk. Beräkningarna utförs i normalfallet för medvindsförhållanden, d.v.s. "värsta" fall. Redovisningen bör avse vindstyrkan 8 m/s på höjden 10 m, och bör kompletteras med det driftsfall som ger högst ljudeffekt. Ljudnivån på olika avstånd från vindkraftverket kan också redovisas på karta där ljudnivåer på 45, 40 och 35 dB(A) framgår. 34 NATURVÅRDSVERKETS RAPPORT 5933 Ljud från vindkraftverk – koncept Kontroll och åtgärder vid befintliga verk När det blir aktuellt att mäta ljud från etablerade verk är det viktigt att först noga tänka igenom syftet med mätningen. I praktiken finns det då två huvudprinciper: antingen vill man kontrollera ljudalstringen hos ljudkällan eller också vill man bestämma ljudnivån i en viss punkt i omgivningen. I det första fallet gör man då en emissionsmätning och i det andra en immissionsmätning. Emissionsmätningar För mätning av emissionen hos ett vindkraftverk finns det noggranna instruktioner. I Sverige liksom i de flesta andra länder används en metod som standardiserats av IEC [IEC]. Metoden går i korthet ut på att man mäter på ett standardiserat avstånd från mittpunkten på tornets bas. Detta avstånd är lika med tornhöjden plus radien hos rotorn. Mikrofonen placeras på en speciell mätskiva som läggs på marken. Eftersom vindhastigheten är liten närmast marken minimeras därigenom inverkan av det vindbrus som alstras i mikrofonen. Man mäter sedan i en punkt nedströms aggregatet kompletterat med punkter i ytterligare tre riktningar om ljudet blir olika i olika riktningar. Ur dessa mätresultat kan ljudeffektnivån beräknas. En kontroll av förekomsten av rena toner görs också. Immissionsmätningar Immissionsmätningar är svåra att utföra kring vindkraftverk. Anledningen är att det naturliga vindbruset gör det svårt att med säkerhet bestämma enbart aggregatets ljud. Man måste därför vanligtvis göra på så sätt att man först bestämmer ljudnivån från både aggregat och samtliga andra ljudkällor i den aktuella punkten. Därefter stängs aggregatet av och ljudnivån bestäms igen. Därefter kan ljudnivån från enbart aggregat beräknas. Det är då viktigt att de båda mätningarna görs vid samma vindstyrka på mätplatsen. Mätningen ska göras vid flera vindhastigheter. Normalt utför man i Sverige immissionsmätningarna under speciella vind- och temperaturgradientförhållanden. Hur detta går till framgår av ”Mätning av bullerimmission från vindkraftverk.” [S. Ljunggren, 1998]. Enligt denna metod bestäms ljudtrycksnivån vid olika vindhastigheter. Ursprungligen var tanken att nivån vid 8 m/s på 10 m höjd skulle rapporteras, men nivån kan redovisas även vid andra vindhastigheter. Det finns också en metod som specificerar hur mätningar kan utföras under andra väderleksförhållanden, [S. Ljunggren, 1997]. Ljudutbredningen kring vindkraftverk placerade på slät mark är förhållandevis väl studerad. Beräkningar av ljudutbredningen kan därför utföras med god precision. I sådana fall där bakgrundsnivån är hög och marken plan kan det därför vara vettigt att ersätta en immissionsmätning med en emissionsmätning. Emissionsmätningar är betydligt enklare och billigare att utföra för enstaka verk på plan mark. Om det rör 35 NATURVÅRDSVERKETS RAPPORT 5933 Ljud från vindkraftverk – koncept sig om många verk i en vindkraftpark eller angränsande parker, blir metoden med emissionsmätning mycket kostsam eftersom ljudbidraget från alla verk bör bestämmas. Möjligheter att minska ljud från befintligt vindkraftverk Vid lokaliseringen av vindkraftverk är det viktigt att göra en ljudprognos för den aktuella platsen. Det är också viktigt att föra in ljudkrav i kontraktet med leverantören. De ljuddämpande åtgärder som kan bli aktuella i efterhand beror på om det aerodynamiska eller det mekaniska ljudet dominerar. Ett första steg vid ljudproblem är därför att identifiera störkällorna. Efterhandsåtgärder för att sänka ljudnivån Alstringen av aerodynamiskt ljud kan i vissa fall sänkas genom ändring av styrningen av driften, exempelvis ändring av bladvinkel. Det finns inga generella regler för hur detta kan utföras utan kontakt måste tas med tillverkaren i varje enskilt fall för att undersöka vilka åtgärder, om några, som kan bli aktuella. Mekaniskt ljud från ett aggregat kan bero på slitage eller ett haveri av någon komponent. Även i detta fall är kontakt med tillverkaren den naturliga startpunkten för en renovering. Sänkning av varvtal eller begränsning av drifttid Vindkraftverk körs normalt kontinuerligt när vind finns tillgänglig. Risken för att närboende upplever störande buller är ofta störst på kvällar och nätter då bakgrundsnivåer från andra källor är låga och då markinversionen kan göra att vindkraftverken går trots att det är vindstilla på marken. Genom att sänka varvtalet eller inte köra aggregatet på kväll och natt kan en sådan besvärlig situation behärskas. Nya vindkraftverk har oftast möjlighet till ljudreducerande reglerinställningar som kan väljas automatiskt vissa tider eller för vissa vindriktningar och vindhastigheter. Dessa möjligheter bör tas tillvara för att inte i onödan störa närboende. Inverkan av naturligt vindbrus på subjektiva störningar Erfarenheten har visat att en viktig faktor när personer har känt sig störda av buller från vindkraftverk, är inte bara styrkan hos ljudet från vindkraftverket utan också hur mycket ljud av annat slag, exempelvis naturligt vindbrus, som finns på platsen. Om det naturliga vindbruset har en förhållandevis hög nivå, kan detta göra det omöjligt att uppfatta aggregatljudet, se vidare avsnittet om maskering. Å andra sidan visar också erfarenheten att avsaknad av annat ljud kan göra ljudet från ett vindkraftaggregat mer störande subjektivt sett än i normalfallet. Eftersom låga bakgrundsnivåer ofta uppträder vid vissa vindriktningar, kan en begränsning av driften under sådana omständigheter ge en minskning av störningarna i besvärliga situationer. 36 NATURVÅRDSVERKETS RAPPORT 5933 Ljud från vindkraftverk – koncept BILAGA 1. Några akustiska begrepp Ljud - buller - infraljud Ljud kan betraktas som mekaniska svängningar i ett medium. Ofta begränsas definitionen till att enbart gälla sådana svängningar som kan uppfattas med hörseln, men fysikaliskt sett kan ljud uppträda i alla medier. Svängningsrörelsens periodicitet, uttryckt exempelvis som antalet svängningar per sekund, benämns frekvens. Den internationellt standardiserade enheten för frekvens är Hertz med beteckningen Hz. 1 Hz är lika med en period per sekund. Den subjektiva upplevelsen av den fysikaliska storheten frekvens kallas ofta tonhöjd. I figur Bl ges en illustration till frekvensbegreppet. För att ett ljud skall vara hörbart på normalt sätt med hörseln krävs att energiinnehållet ligger inom frekvensintervallet ca 20 - ca 20.000 Hz. Gränserna är något diffusa och varierar med ljudets styrka och inte minst från person till person. Infraljud definieras som ljud där energiinnehållet ligger vid 20 Hz eller lägre frekvens. Ultraljud definieras analogt som ljud där frekvensen är 20000 Hz eller högre. Det finns ingen rent fysikalisk definition av begreppet "buller". I stället utgår man från en persons uppfattning om ljudet och definierar buller som "icke önskvärt ljud". Detta medför naturligtvis att definitionen inte är entydig eftersom olika personer kan ha olika uppfattning. För det praktiska bullerarbetet är dock definitionen av grundläggande betydelse och mycket användbar. Ett mycket typiskt exempel på skillnaden mellan ljud och buller har man i vindkraftsammanhang, där det naturliga vindbrus som vinden orsakar i vegetationen bör kallas ljud och inte buller. Ljud från vindkraftverk som har en högre ljudnivå än ett riktvärde för ljud från vindkraftverk bedöms vara buller. Det är uppenbart att ljudet kan vara starkare än bullret i ett fall som detta. Ljudet kan då fungera som en "akustisk parfym" och trots att det ger en höjning av den fysikaliska styrkan minskar de upplevda störningarna. Närvaro av ljud i gaser, och då exempelvis i luft, yttrar sig bl. a. som variationer i lufttrycket. Eftersom tryck allmänt mäts i enheten Pascal, Pa (numerärt lika med N/m2), kan ljudets styrka också uttryckas i Pascal. Denna enhet är dock opraktisk och föga relaterad till människors uppfattning av ljud. Därför används i stället logaritmiska storheter. Ljudtrycket uttrycks sålunda i den logaritmiska ljudtrycksnivån. Om medelvärdet av det aktuella ljudtrycket betecknas med p så definieras ljudtrycksnivån Lp som: Lp = 201og (p/p0) , (Al) där log betecknar den vanliga l0-logaritmen och p0 är ett internationellt standardiserat referensvärde, p0 = 20 μPa. 37 NATURVÅRDSVERKETS RAPPORT 5933 Ljud från vindkraftverk – koncept Den till ljudtrycksnivån hörande enheten kallas decibel med beteckningen dB re 20 μPa. Ofta skriver man bara dB. Ljudnivå Människors känslighet för ljud varierar med ljudets frekvens. Vid normala ljudtrycksnivåer är känsligheten störst inom frekvensområdet 2000 - 5000 Hz. Känsligheten sjunker sedan mot såväl lägre som högre frekvenser. För att en fysikalisk beskrivning av ett ljud med ett enda mätetal skall visa överensstämmelse med upplevd styrka fordras därför att hänsyn tas till denna variation i känsligheten. Det finns åtskilliga sätt att utföra en sådan manipulation. Den i särklass vanligaste kallas A-vägning. Motsvarande storhet heter ljudnivå med beteckningen LA . Enheten är fortfarande decibel, men för att visa att A-vägning har skett används ofta beteckningen dB(A) eller dBA. A-vägningen kan enkelt utföras med hjälp av en normal ljudnivåmätare. I Tabell Bl ges några exempel på typiska ljudnivåer. Figur B1. Några olika ljudkällors och aktiviteters huvudsakliga frekvensinnehåll jämfört med det frekvensområde som uppfattas av hörseln på normalt sätt. 38 NATURVÅRDSVERKETS RAPPORT 5933 Ljud från vindkraftverk – koncept Under laboratorieförhållanden har det visat sig att den minsta ändring i ljudtrycksnivå som är uppfattbar ligger på ca 1 dB eller strax därunder. Under mer vardagliga förhållanden har motsvarande ändring rapporterats vara av storleksordningen 3 dB. Den ändring i nivå som fordras för att ett ljud skall uppfattas som dubbelt så starkt sägs konventionellt vara 10 dB; analogt sägs en minskning med 10 dB motsvara en halvering av den upplevda styrkan. Tabell Bl. Exempel på typiska ljudnivåer. 0 - 15 dB(A) Svagast uppfattbara ljud 30 - 35 dB(A) Bakgrundsnivå i bostadsrum med mekanisk ventilation 50 - 60 dB(A) Medelljudnivå på mycket tyst stadsgata 60 - 65 dB(A) Samtal på kort avstånd 65 - 75 dB(A) Landande jetflygplan på 1000 m höjd 80 - 85 dB(A) Snälltåg med 100 km/h på 100 m avstånd 85 dB(A) Risk för hörselskada vid långvarig exponering 90 - 95 dB(A) Startande långtradare på 5-10 m avstånd 120 - 130 dB(A) Smärtgräns Addition av ljudnivåer Eftersom ljudnivån är en logaritmisk storhet kan vanliga regler för addition inte användas utan additionen måste utföras på ett sätt som motsvarar en addition av energiinnehållet. En sådan addition kan lätt utföras med hjälp av diagrammet i Figur B2. I figuren är L1 – L2 skillnaden mellan de två nivåer som skall adderas. Diagrammet ger en kvantitet ΔL som skall adderas till den högre av de båda nivåerna L1 och L2. Således blir exempelvis 50 dB + 50 dB = 53 dB; 50 dB + 60 dB = 60,4 dB ≅ 60 dB. Genom upprepad användning kan diagrammet utnyttjas för addition av godtyckligt antal nivåer; 50 dB + 50 dB + 54 dB = 53 dB + 54 dB = 56,5 dB ≅ 57 dB. 39 NATURVÅRDSVERKETS RAPPORT 5933 Ljud från vindkraftverk – koncept Figur B2. Hjälpdiagram för addition av två ljudtrycksnivåer eller ljudnivåer. Frekvensspektra Fördelningen av ljudenergi på olika frekvensområden varierar från fall till fall och framgår inte direkt av ett entalsvärde av typen dB(A). Det kan därför finnas anledning att göra en noggrannare beskrivning av ett ljud. Ofta används därvid ett frekvensspektrum. I ett frekvensspektrum redovisas ljudtrycksnivån fördelad på olika frekvensband. Frekvensbanden kan väljas på olika sätt; till de vanligare hör de s. k. oktavbanden. Oktavbanden utmärks av att den övre gränsfrekvensen är dubbelt så hög som den undre. Oktavbanden anges med hjälp av sina mittfrekvenser; bl. a. följande frekvenser är internationellt standardiserade: 63, 125, 250, 500, 1.000, 2.000, 4.000, 8.000 Hz. Har ljudet hög ljudtrycksnivå inom relativt smala frekvensband kan en finare uppdelning av frekvensområdet vara lämplig. Därvid används bl. a. ters- eller 1/3oktavband. Dessa frekvensband är en tredjedel så breda som oktavbanden, varför ljudtrycksnivån i varje band alltid blir lägre i tersbanden än i motsvarande oktavband. Aktuella mittfrekvenser för oktavbanden framgår av figur Bl. Om frekvensspektret innehåller rena toner (d.v.s. ljud med klart uppfattbar tonhöjd), är det lämpligt att göra en smalbandsanalys. Denna utförs då vanligen med konstant bandbredd; i vindkraftlitteraturen ser man ofta analyser med bandbredden 1 - 10 Hz. 40 NATURVÅRDSVERKETS RAPPORT 5933 Ljud från vindkraftverk – koncept Ljudeffektnivå Som framgår ovan beskriver ljudnivån styrkan hos ett ljud i en viss punkt. Denna styrka beror dels på hur mycket ljud som avges av ljudkällan men också på bland annat avståndet från källan. Hur mycket ljud källan avger redovisas i storheten ljudeffektnivå. Speciellt för vindkraftverk brukar man använda en A-vägd ljudeffektnivå som erhålls ur mätningar utförda vid en vindhastighet av 8 m/s (mätt på 10 m höjd). Denna ljudeffektnivå betecknas LWA,ref och definieras som LWA, ref = 10 log(WA, ref / W0 ) där WA,ref är den avgivna effekten i watt under referensförhållanden och W0 referenseffekten, W0=1 pW. Ljudeffektnivån anges också i decibel, dB. För att göra det tydligt att nivån avser ljudeffekt och inte ljudtryck och för att undvika sammanblandning av de två storheterna bör man skriva ut den fullständiga beteckningen som är dB re 1 pW. Har man tillgång till denna ljudeffektnivå kan ljudnivån beräknas på olika avstånd från vindkraftverket på det sätt som redovisas i skriften. 41 NATURVÅRDSVERKETS RAPPORT 5933 Ljud från vindkraftverk – koncept Källförteckning • M. Almgren (2006): ”Ljud från vindkraft. Utredning inför Naturvårdsverkets allmänna råd”. Elforsk rapport 06:02 • P. Appelqvist, “Maskering av vindkraftljud via naturligt bakgrundsljud – särskilt havsbrus”, MWL, The Marcus Wallenberg Laboratory for Sound and Vibration Research, TRITA-AVE 2006:100, ISSN-1651-7660 • Bekendtgørelse nr. 304 af 14. maj 1991.(1991): ”Bekendtgørelse om støj fra vindmøller.” Dansk lagtext inom området Energi og Forsyning. • B. Berglund et al (1981): “Loudness (or annoyance) summation of combined community noise”, Journal of Acoustical Society of America 70, 1628-1634. • H. Bergström (2009): Muntlig referens, Hans Bergström, fil.dr. i meteorologi vid Uppsala universitet. • M Boué (2007), ”Long range sound propagation over the sea with application to wind turbine sound”. Report from KTH, TRITA-AVE 2007:22. • K. Bolin (2006), “Masking of Wind Turbine Noise”, KTH/TRITA 06/86 • Boverket (2008): ”Vindkraftshandboken. Planering och prövning av vindkraftverk på land och i kustnära vattenomåden”. • Danish Acoustical Laboratory (1982): Environmental noise from industrial plants. General prediction method. Report 32, 1982 (även ibland refererad som ”DAL 32”) • O. Fégeant (1998): ”Measurement of the Environmental Noise at the Torseröd Wind Turbine Site.” KTH, Avdelningen för byggnadsteknik, arbetsrapport 1998:2. • O. Fégeant (2001): “Noise from Wind Turbines”, KTH-BYT/R 01/184 • H. Klug (1997): ”Noise from wind turbines or: How many megawatts can you get for 100 dB(A)?” European Wind Energy Conference, Dublin. Proceedings, s 124-127. • IEC: ”Wind turbine generator systems – Part 11: Acoustic noise measurement techniques”. IEC 61 400-11 second edition (Ed 2.1) 2006-11. Standarden finns i en svensk version SS-EN 61 400-11 som är en kopia av IEC 61 400-11. Utgivningen av den svenska publiceringen ligger efter i tiden. • P. Janssen (2004): “The interaction of Ocean Waves and Wind”, Cambridge University Press, London. • L. Johansson (2003): ”Sound Propagation around Off-Shore Wind Turbines”. Inst för Byggnader och installationer, KTH. Avdelningen för Byggnadsteknik, Bulletin 192, 2003. • J. Kragh, D. Theofilloyiannakos, H. Klug, T. Osten, B. Andersen, N. van der Borg, S. Ljunggren, O. Fégeant, R. J. Whitson, J. Bass, D. Englich, C. Eichenlaub och R. Weber (1998): ”Noise Immission from Wind Turbines.” Final Report of Project JOR3-CT95-0065. Delta, rapport AV 1509/98. 42 NATURVÅRDSVERKETS RAPPORT 5933 Ljud från vindkraftverk – koncept • C. Larsson (1994): ”Meteorological effects on sound propagation. Current topics in acoustical research.” Council of Scientific Information, India. • C. Larsson (1997): ”Atmosfärisk absorption av ljud, svenska normalförhållanden.” Meteorologiska institutionen, Uppsala universitet. • C. Larsson (1997): ”Atmospheric Absorption Conditions for Horizontal Sound Propagation.” Applied Acoustics 50, pp. 231-245. • C. Larsson (1999): ”Ljudutbredning från vindkraftverk - mätningar 19981999.” Institutionen för geovetenskaper, meteorologi, Uppsala. • G, Leventhall (2005): “How The ´Mythology´ Of Infrasound And Low Frequency Noise Related To Wind Turbines Might Have Developed Wind Turbine Noise” Conference WTN 2005, Berlin • S. Ljunggren (ed) (1994): ”Recommended Practices for Wind Testing: 4. Acoustics. Measurement of Noise Emission from Wind Turbines.” 3rd Edition 1994. IEA. * • S. Ljunggren och G. Lundmark (1995): ”Buller från vindkraftverk.” Bilaga till “Etablering av vindkraft på land”. Allmänna råd 1995:1. Boverket • S. Ljunggren (ed) (1997): ”Recommended Practices for Wind Testing: 10. Acoustics. Measurement of Noise Immission from Wind Turbines at Noise Receptor Locations.” 1st Edition 1997. IEA. * • S. Ljunggren (1998): ”Mätning av bullerimmission från vindkraftverk.” Elforsk rapport 98:24. • Naturvårdsverket (1983): ”Externt industribuller - allmänna råd.” RR 1978:5, 2:a uppl. 1983. Statens Naturvårdsverk. • Naturvårdsverket (1984): ”Metod för immissionsmätning av externt industribuller.” Statens Naturvårdsverk, meddelande 6/1984. • Naturvårdsverket (2001); ”Ljud från vindkraftverk” Boverket, Energimyndigheten, Naturvårdsverket, rapport 6241. • Naturvårdsverket (2005) ”Metod för immissionsmätning av externt industribuller”, rapport 5417 (remissutgåva) • Nord2000 (2002) Nordic Environmental Noise Prediction Methods, Nord2000. Summary report. General Nordic Sound Propagation Model and Applications in Source-Related Prediction Methods, Delta Report AV 1719/01, Revised 30 June 2002, Lyngby, Danmark • M. Ohlrich, J. Jakobsen och B. Andersen (1987): ”Støj fra mindre vindmøller.” Lydteknisk Institut IISN 0105-2853. • E. Pedersen (2007): “Human response to wind turbine noise. Perception, annoyance and moderating factors”. Göteborgs universitet. • B. Plovsing (2001): Nord2000. Comprehensive model for predicting outdoor sound propagation. Experience from validating the model., Procedings Inter-Noise 2001, The Hague • H. Remmers och K. Betke (1998): ”Messung und Bewertung von tieffrequentem Schall.” Fortschritte der Akustik - DAGA 98, pp 472-473. Deutsche Gesellschaft für Akustik e.V., Oldenburg 1998. 43 NATURVÅRDSVERKETS RAPPORT 5933 Ljud från vindkraftverk – koncept • E. Rudolphi (1998): ”Wind turbine noise emission. Wind speed measurements below hub height give poor accuracy.” Nordic Acoustical Meeting, Stockholm 1998. Proceedings, pp. 127-132. • K. P. Shepherd och H. H. Hubbard (1991): ”Physical Characteristics and perception of low frequency noise from wind turbines.” Noise control engineering journal, Vol 36, No 1, s 5-15. • Søndergaard & Plovsing (2009) ”Prediction of noise from wind farms with Nord2000. Part 1 and 2”. Wind Turbine Noise, WTN 2009 Aalborg • Socialstyrelsen (1996): ”Socialstyrelsens allmänna råd om buller inomhus och höga ljudnivåer.” SOSFS 1996:7 (M). • SS-ISO 9613-1 Akustik – Dämpning av ljud under utbredning utomhus – Del 1: Beräkning av atmosfärens absorption. Fastställd 1995-05-05 • M. Åbom and M. Boué (2007), Long range sound propagation over the sea with application to wind turbine sound. Conference proc. Wind Turbine Noise, Lyon, France. • L. Örtegren (1996): Privat kommunikation. 44
© Copyright 2025