Perception versus quantification of wind turbine noise annoyance

Abstract

I forbindelse med klimakrisen blir bruken av vindturbiner utviklet som en løsning for å redusere CO2-utslipp. Imidlertid har denne teknologien sine egne ulemper. Blant dem er irritasjonen som oppstår av støyen fra maskinene. Denne masteroppgaven studerer relevansen av gjeldende fysiske beregninger som blir iverksatt for å måle den langsiktige irritasjonen denne støyen forårsaker. Analysen er basert på to selvlagde lyttetester. De er designet for å samle testpersonenes reaksjon på forskjellige stimuli ved hjelp av en tipunktsskala. I begge testene blir tretti deltakere bedt om å lytte på en rekke stimuli, der hver av disse er tjue sekunder lange. Deretter gir subjektet hvert av stimuliene en karakter som representerer den oppfattede langsiktige irritasjonen. Stimuliene er en blanding av residualstøy og vindturbinstøy. Bidraget fra vindturbinene er tatt opp fra foran turbinene i tre forskjellige vindparker, og blitt filtrert for å simulere lydutbredelsen over 1000 meter. Forskjellen mellom de to testene er typen residualstøy i stimuli: én fra et byområde, og en fra en lund med høyt, vaiende gress. Det ser ut til at det A-vektede lydtrykknivået er den mest relevante indikatoren for å representere den globale irritasjonen testpersonene opplever. Lydfremvekst er også korrelert med denne irritasjonen, men i lavere grad. Lydstyrken gir noen gode resultater, noen ganger litt bedre enn det A-vektede lydtrykket, men beregningen kan være kompleks. På den annen side krever maksimal lydstyrke og 5. persentil av lydstyrken også noen komplekse beregninger, men forbedrer ikke relevansen av målingen av irritasjonen. Den spektrale lydfremveksten viser mer informasjon om dens fordeling, men brukt slik virker den mindre kraftig enn de andre indikatorene for vurdering av irritasjon.

In a context of climate crisis, the use of wind turbines is developed as a solution to reduce C02 emissions. However, this technology has its own drawbacks. Among them, the annoyance induced by the noise produced by the machines can create some real issues for the population. This master's thesis studied the relevance of the current physical metrics implemented to measure the long-term annoyance caused by this noise. The analysis was based on two listening tests created from scratch. They were designed in order to collect the subjects' reaction to different stimuli using a 10-point scale. For each test, 30 participants listened throughout headphones to 20 s-long stimuli, one by one, and gave a grade to represent the long-term annoyance. The stimuli were a mix of a residual noise and a wind turbine noise. The wind turbine contribution had been recorded in front of the machine in three different wind farms and filtered to simulate the sound propagation over 1000 m. The difference between the two tests was the type of residual noise in the stimuli: one from an urban area and one from a grove with tall grass swaying in the wind. It appears that the A-weighted sound pressure level is the most relevant indicator to represent the global annoyance felt by the subjects. The sound emergence is also correlated to this annoyance but to a lower extent. The loudness brings some good results, sometimes slightly better than the A-weighted sound pressure, but its calculation can be complex. On the other hand, the maximum loudness and the 5th percentile of the loudness also require some complex calculations but do not improve the relevance of the measurement of the annoyance. The spectral emergence shows more information about the distribution of the emergence but used as such, it seems less powerful than the other indicators for the assessment of the annoyance.