Tuulivoiman äänivaikutukset

Energian tuottaminen tuulesta tuottaa ääntä, kuten lähestulkoon kaikki muutkin teolliset prosessit. Tuulivoimaloiden ääni syntyy sekä aerodynaamisesti että mekaanisesti. Aerodynaaminen ääni syntyy, kun tuulivoimalan lavat liikkuvat ilmakerroksen läpi ja ilma pyörteilee lapojen ohittaessa voimalan tornin. Aerodynaaminen äänen voimakkuuteen vaikuttavat muun muassa tuulen nopeus, roottorin koko sekä lapojen pyörimisnopeus. Mekaanista ääntä syntyy tuulivoimalan konehuoneessa, joskin se on nykyaikaisissa tuulivoimaloissa hyvin vähäistä.

Lähtöäänentason mittaaminen

Roottorin suuren koon takia äänen voimakkuuden lähtötasoa ei voida mitata. Tämän vuoksi tuulivoimalan äänen voimakkuus mitataan noin 50 metrin etäisyydellä ja sen lähtötaso määritetään laskennallisesti. Äänen voimakkuuden lähtötason määrittäminen ja vaimeneminen lasketaan äänimittauksista olettaen, että “kaikki ääni tulee roottorin keskipisteestä”. Menetelmä antaa siksi todellista suurempia arvoja.

Laskennalliset lähtötasot vaihtelevat 3 – 4.2 megawatin tuulivoimaloilla yleensä 102 – 106 dB(A) välillä ja 5 – 6 megawatin tuulivoimaloilla 104 – 107 bd(A) välillä. Tuulivoimalan juurella vallitseva äänen voimakkuus on noin 60 desibeliä, mikä vastaa normaalin puheäänen tai esimerkiksi pyykinpesukoneen äänen voimakkuutta. Asutus on aina kauempana voimaloista, jolloin ääni pääsee vaimenemaan ennen asutusta.

Äänen sääntely Suomessa

Suomessa tuulivoimaloiden äänitasoja säännellään ääniohjearvoilla, jotka valtioneuvosto antoi syksyllä 2015. Ohjearvoasetus linjaa, että tuulivoimaloiden ääni ei saa pysyvän tai vapaa-ajan asutuksen ulkoalueilla ylittää yöllä 40 dB(A) ja päivällä 45 dB(A) rajaa. Kansallispuistoja koskeva ulko-ohjearvo on kaikkina vuorokaudenaikoina 40 dB. Ohjearvot tiukentuivat aiemmin voimassa olleisiin ohjearvoihin nähden ja tuulivoimaloiden sallitut äänentasot asutuksen läheisyydessä ovat 5 – 10 dB(A) matalammat kuin muille ihmistoiminnoille sallitut äänentasot

Teollisen kokoluokan voimaloista koostuva maalle sijoitettu tuulipuisto alittaa 40 dB äänitason tyypillisesti 700-1 000 metrin etäisyydellä lähimmästä voimalasta, riippuen voimaloiden lukumäärästä, maastosta, kasvillisuudesta ja niin edelleen. Myös tuulen taustakohina ylittää usein 40 dB(A) äänitason silloin, kun tullee niin paljon, että tuulivoimala on toiminnassa. Rannalla ja merellä aaltojen kohina lisää taustamelua.

Meluvaikutusten arvioinnin tekee ongelmalliseksi se, että äänen voimakkuus ei ole useinkaan olennaista, vaan siitä koettu häiritsevyys. Äänen häiritsevyys riippuu tutkimusten mukaan hyvin monista tekijöistä, kuten voimaloiden näkymisestä, mahdollisesta taloudellisesta hyötymisestä, yksilöllisestä ääniherkkyydestä, luottamuksesta kunnan virkamiehiä kohtaan ja niin edelleen.

Suomessa on selkeät viranomaisohjeet tuulivoimaloiden äänen mallintamiseksi ja mittaamiseksi. Mallinnusohjeita käytetään voimaloiden sijoittamista suunniteltaessa. Tuulivoimaloiden äänen mittaaminen ja mallintaminen tehdään aina ympäristöministeriön laatimien äänen mallinnus- ja mittausohjeiden (YM 2014) mukaan. Yhtenevät ohjeistukset tarjoavat tasalaatuisen äänen arvioinnin ympäri Suomea – ääntä mitattaessa on esimerkiksi hyvä huomata, että mittaaminen edellyttää aina voimaloiden pysäyttämistä taustamelutason selvittämiseksi.

Infraääni

Tuulivoimalat tuottavat myös infraääntä. Infraääni on ääntä, jonka taajuus (Hz) on alle 20 Hz. Voimakkuudesta riippuen infraääni voi olla joko kuultavaa tai jäädä kuulokynnyksen alapuolelle. Useimmissa tapauksissa emme kuitenkaan kuule ympäristössämme esiintyvää infraääntä.

Alle kuulokynnyksen olevia, eli ei-kuultavia, infraääniä esiintyy joka puolella ympäristössämme. Niitä syntyy esimerkiksi ilmakehän paineenvaihtelusta, tuulesta, rakenteiden värähtelystä, keinumisesta tai vaikkapa juoksuaskelista tietynlaisella alustalla. Alle kuulokynnyksen jääviä infraääniä syntyy myös erilaisissa teollisissa prosesseissa, kuten tuulivoimaloissa. Tuulivoimaloiden infraäänenpainetaso jää tutkimusten mukaan merkittävästi kuulokynnyksen alle.

Tutkimus infraäänestä

Infraääntä koskevat samat lainalaisuudet kuin mitä tahansa muuta ääntä, ja myös sen mahdolliset terveysvaikutukset syntyvät samoissa tilanteissa kuin muunkinlaisen äänen. Tieteellisen tutkimuksen mukaan infraäänellä ei ole osoitettu olevan terveysvaikutuksia niin kauan, kun sitä ei voi korvin kuulla. (mm. Hongisto & Oliva 2017.)

Suomessa tuulivoiman infraäänen terveysvaikutuksia on tutkittu useissa tutkimuksissa, mm. valtioneuvoston rahoittamassa hankkeessa (2020), jossa infraäänen vaikutusta selvitettiin kattavasti äänen pitkäaikaismittauksen, tuulivoima-alueille suunnattujen kyselytutkimusten sekä kuuntelu- ja fysiologisten kokeiden avulla.

Laboratoriossa toteutettujen kuuntelukokeiden tulosten mukaan koehenkilöt eivät pystyneet havaitsemaan infraääntä ääninäytteissä, eikä infraääni vaikuttanut koettuun äänen häiritsevyyteen. Fysiologisissa mittauksissa ei myöskään havaittu eroa stressi-indikaattoreissa eri ryhmien tai ääninäytteiden välillä. Vaikka osa tuulivoima-alueiden lähiasukkaista yhdisti kyselytutkimuksessa tuulivoimalat oireisiinsa, tutkimustulokset eivät tue väitteitä siitä, että tuulivoiman infraääni aiheuttaisi terveyshaittaa.

Tutkimustulosten mukaan tuulivoimaloiden infraääni ei siis selitä tuulivoimaloihin liitettyä oireilua. Tulosten mukaan oireilua voi selittää tuulivoimaloiden kokeminen häiritseväksi ja niiden pitäminen terveysriskinä. On myös mahdollista, että oireet ja sairaudet, jotka eivät liity tuulivoimaloiden infraääneen, tulkitaan niistä johtuviksi. Tulkintoihin vaikuttaa myös käynnissä oleva julkinen keskustelu.

Lähteet & lisätiedot:

Valtioneuvoston asetus tuulivoimaloiden ulkomelutason ohjearvoista

Ympäristöministeriön ohjeet tuulivoimaloiden melun mallintamiseen ja mittaamiseen

Tuulivoimaloiden infraääni ja terveys, Valtioneuvosto 2020