Titel: Human perception of sound from wind turbines
Författare: Eja Pedersen, Jens Forssén, Kerstin Persson Waye
Utgivare: The Swedish Environmental Protection Agency
Årtal: 2010
Sökord: sound, noise, propagation, meteorological circumstances, wind-induced sounds
Rapport (Pdf, English) Rapport (Pdf, Svenska)
Sammanfattning (English):
The erection of wind turbines is preceded by an environmental assessment of the impact of wind turbines on people living nearby. One impact to be assessed is sound. It is thus important to have scientifically based knowledge of how wind turbine sound will be perceived in order to ensure that this sound does not adversely affect the health of residents in the area. This report presents an analysis of the results from two previous field studies investigating the relation between sound levels from wind turbines at dwellings and the perception of the sound. It also describes the factors influencing this relationship. In a diary study the participants reported how often they were home and, if so, whether they were outdoors, and whether they could hear the turbines. The objective of this study was to describe how often the sound from wind turbines was heard and in which meteorological conditions. A complementary field study
investigated the accuracy of the sound propagation model used today by comparing long-term sound measurements with the values calculated using different models. This study also investigated whether variations in meteorological factors influenced sound propagation to such a degree that they should be included in the calculation of sound levels.
The joint analyses of the two field studies confirm and strengthen previously reported data. The percentage of respondents who noticed wind turbine sound as well as the percentage annoyed by the noise, increased with increasing sound levels. The probability of being annoyed was greater in rural areas and if the turbines were visible from the dwelling. However, differences in terrain had no statistical effect. The only association between sound levels and health-related variables other than annoyance was disturbed sleep.
Participants in the diary study more often reported hearing sound from the wind turbines when the electrical power increased (i.e. when electricity production increased). A statistically significant relationship between how often the sound was heard and the calculated sound level at the dwelling was found, even though the amount of time the participants spent outdoor varied substantially; the higher the calculated sound level, the more often the sound was heard. The diary study also gave some insight into the relationship between audibility and wind speed. The results indicate that wind turbine sound could still be heard at relatively high wind speeds, when it would have been
expected to be masked.
Long-term measurements of wind turbine sound at about 550 meters from a modern turbine showed that the calculated and measured levels agreed well. Sound levels calculated using a parabolic equation model, which takes into account variations in meteorological factors, did not give a better prediction than the model commonly used at environmental permit proceedings [Naturvårdsverket 2001]. Meteorological variations are probably only of importance for sound propagation at longer distances. Meteorological circumstances could, however, be important for estimation of the source sound levels, the largest element of uncertainty in the calculations.
The studies show that the sound levels vary at the same wind speed, and that wind turbine sound could still be heard at wind speeds when it should be masked by other wind-induced sounds. This implies that the description in the environmental impact assessment of the sound that neighbours will possibly hear should be extended, even though the sound propagation model used today is adequate. Further studies regarding the possibility of hearing the sound at high wind speeds are needed, as the number of participants in the diary study was small. The data also suggest that the risk of sleep disturbance should be further explored.
Sammanfattning (Svenska):
I samband med uppförandet av vindkraftverk görs en miljökonsekvensbeskrivning som också innefattar en bedömning av hur människor som bor i området kommer att påverkas av vindkraftverken. En påverkansfaktor är ljud. För att korrekt beskriva hur ljudet kan komma att uppfattas och för att säkerställa att inte verken placeras så att ljudet påverkar de kringboende negativt, är det viktigt att ta fram vetenskapligt baserad kunskap. I den här rapporten presenteras resultaten från fl era studier. Samanalyser av resultaten från två fältstudier hade som syfte att visa sambanden mellan ljudnivån från
vindkraftverk vid bostaden och upplevelsen av ljudet, och att beskriva faktorer som påverkade detta samband. En dagboksstudie, där deltagarna bl.a. fi ck fylla i hur ofta de var hemma och i så fall om de var ute, syftade till att beskriva hur ofta vindkraftsljudet hördes och vid vilka meteorologiska situationer. För att undersöka hur väl den ljudutbredningsmodell som används idag stämmer med fältmätningar och om den meteorologiska variationen har så stor betydelse för ljudutbredningen att de bör tas med vid beräkningen av ljudnivåerna, gjordes långtidsmätningar av ljudet där resultatet jämfördes med olika modeller för beräkningar.
Den sammanvägda analysen av de två störningsstudierna bekräftar och förstärker tidigare rapporterade data. Såväl andelen som märkte vindkraftljud och andelen som stördes av ljudet ökade med ökande ljudnivåer. Sannolikheten att störas av ljud var större om verken var synliga från bostaden och om man bodde i jordbrukslandskap, medan terrängen inte hade någon inverkan. Bland andra studerade hälsorelaterade variabler fanns endast ett samband mellan att störas i sömnen och ljudnivå.
I dagboksstudien noterade deltagare oftare att de hörde ljud från vindkraftverk när den momentana effekten, d.v.s. elproduktionen, ökade. Även om det var stora individuella variationer i hur mycket tid människor tillbringade utomhus vid sin bostad kunde ett statistiskt säkerställt samband mellan hörbarhet och beräknad ljudnivå påvisas; ju högre beräknad ljudnivå, ju oftare hördes verket vid utomhusvistelse. Dagboksstudien gav även viss kunskap om samband mellan hörbarhet och vindhastighet. Resultaten indikerar
att vindkraftsljud hörs även vid relativt höga vindhastigheter då ljudet från vindkraftverket förväntas vara maskerat.
Långtidsmätningar av vindkraftverksljud 550 meter från ett modernt verk visade att de beräknade ljudnivåerna stämde väl med de uppmätta. Ljudnivåer beräknade med parabolisk ekvationsmodell, som tar hänsyn till variationer hos meterologiska variabler, gav inte bättre överensstämmelse jämfört med den modell som
oftast används vid tillståndsprövning [Naturvårdsverket 2001]. Meterologiska variationer har sannolikt bara betydelse för ljudutbredelsen på längre avstånd. Meteorologiska förhållanden kan dock ha betydelse vid skattningen av källjudnivån, som är den största osäkerheten vid beräkningen.
Studierna visar att ljudnivån varierar vid en och samma vindhastighet, och indikerar att vindkraftljud hörs även när det blåser så mycket så att vindkraftsljudet borde maskeras av andra ljud åstadkomna av vinden. Det innebär att även om den ljudutbredningsmodell som ändvänds idag fungerar väl, så bör presentationen i miljökonsekvensbeskrivningen av det ljud som de närboende kan komma att höra utvidgas. Fler studier kring hörbarheten vid höga vindhastigheter behövs också eftersom dagboksstudien hade relativt få deltagare. Studierna pekar på att risken för sömnstörningar kan vara angeläget att undersökas vidare.