Nivo zvuka: otkrivanje buke u decibelima

Zagađenje bukom, neželjeni ili prekomerni nivoi zvuka mogu imati štetne efekte na ljudsko zdravlje i kvaliteta životne sredine. Obično se javlja u mnogim industrijskim objektima i na nekim drugim radnim mjestima. Kao i zagađenje bukom povezano je sa drumskim, železničkim i vazdušnim saobraćajem i radovima na otvorenom.

Mjerenje i percepcija glasnoće

Zvučni talasi su vibracije molekula vazduha koje se prenose od izvora buke do uha. Ovo se obično opisuje u smislu glasnoće (amplitude) i visine (frekvencije) talasa. Nivo zvučnog pritiska, ili SPL, mjeri se u logaritamskim jedinicama koje se nazivaju decibeli (dB). Normalno ljudsko uho može detektovati ton u rasponu od 0 dB (prag sluha) do 140 dB. Istovremeno, zvukovi sa 120 dB na 140 dB uzrokuju bol.

Koji je nivo zvuka, na primjer, u biblioteci? To je oko 35 dB, a unutar autobusa ili metroa u pokretu-oko 85. Građevinski radovi objekti mogu generisati SPL do 105 dB u izvoru. SPL se smanjuje sa udaljenosti od subjekta.

Brzina kojom energija zvuka se prenosi, zove se intenzitet, proporcionalan kvadratu ultrazvuka. Zbog logaritamske prirode decibelove skale, povećanje od 10 tačaka predstavlja 10 puta povećanje intenziteta zvuka. Za 20 prenosi više od 100 puta. 30 dB predstavlja 1000 puta povećanje intenziteta.

A s druge strane, kada se napetost udvostruči, nivo jačine zvuka se povećava samo za 3 boda. Na primjer, ako građevinska bušilica uzrokuje 90 dB buke, tada će dva identična alata koja rade jedan pored drugog stvoriti 93 dB. A kada se kombinuju dva zvuka koja se razlikuju u SPL-u za više od 15 tačaka, slabi tonovi se maskiraju (ili prigušuju) glasnim zvukom. Na primer, ako bušilica od 80 dB radi na gradilištu pored buldožera od 95 dB, kombinovani nivo pritiska ova dva izvora će se meriti kao 95. Manje intenzivan ton kompresora neće biti primjetan.

Frekvencija zvučnog talasa izražava se u ciklusima u sekundi, ali se češće koristi Herc (1 cps = 1 Hz). Ljudska bubna opna je veoma osetljiv organ sa velikim dinamičkim opsegom, sposoban da detektuje zvukove na frekvencijama od 20 Hz (nizak ton) do oko 20.000 Hz (visok nivo zvuka). Tonalitet ljudskog glasa u normalnom razgovoru javlja se na frekvencijama od 250 Hz do 2000 Hz.

Precizno mjerenje nivoa zvuka i naučni opis razlikuju se od većine subjektivnih ljudskih ideja i mišljenja o tome. Pojedinačni ljudski odgovori na buku zavise i od visine i od zapremine. Ljudi sa normalnim sluhom obično percipiraju visokofrekventne zvukove glasnije od niskofrekventnih sa istom amplitudom. Iz tog razloga, elektronski mjerači nivoa buke uzimaju u obzir promjene u percipiranoj glasnoći ovisno o visini tona.

Frekvencijski filteri u mjeračima koriste se za usklađivanje očitanja sa osjetljivošću ljudskog uha i relativnom glasnoćom različitih zvukova. Takozvani a-ponderirani filter, na primjer, obično se koristi za dijagnosticiranje okolne zajednice. SPL mjerenja napravljena ovim filterom izražena su u a-ponderiranim decibelima ili dBA.

Većina ljudi percipira i opisuje povećanje SPL vrijednosti za 6-10 dBA kao udvostručenje "volumena". drugog sistema, C je ponderisana (dBS) skala, koja se ponekad koristi za nivoe udarne buke kao što je snimanje, i ima tendenciju da bude preciznija od dBA za percipiranu glasnoću zvukova sa komponentama niske frekvencije.

Nivoi buke imaju tendenciju da se mijenjaju tokom vremena, tako da su podaci mjerenja predstavljeni kao prosječne vrijednosti za izražavanje ukupnih nivoa zvuka. Postoje više načina da biste to učinili. Na primjer, rezultati niza ponovljenih mjerenja nivoa zvuka mogu se predstaviti kao L 90 = 75 dBA, što znači da su vrijednosti bile jednake ili iznad 75 dBA za 90 posto vremena.

Drugi blok koji se zove ekvivalentni stepeni zvuka (L eq) može se koristiti za izražavanje prosječnog SPL-a za bilo koji period od interesa, na primjer, osam - sat radni dan. (L eq je logaritamska, a ne aritmetička vrijednost, pa glasni događaji prevladavaju u ukupnom rezultatu.)

Jedinica nivoa zvuka zvana "jačina buke dan-noć" (DNL ili L dp) uzima u obzir činjenicu da su ljudi osjetljiviji na ton noću. Dakle, 10-dBA se dodaje SPL vrijednostima izmjerenim između 10 sati i 7 sati ujutro. Na primer, DNL merenja su veoma korisna za opisivanje ukupne izloženosti buci aviona.

Rad sa

Buka je više od neprijatnosti. Na određenim nivoima i trajanju izlaganja može uzrokovati fizičko oštećenje bubne opne i osjetljivih ćelija dlake unutarnjeg uha i dovesti do privremenog ili trajnog gubitka sluha.

Obično se ne javlja sa SPL ispod 80 dBA (osmosatni nivoi izlaganja najbolje se održavaju na najviše 85). , Ali većina ljudi koji su više puta izloženi više od 105 dBA imaće trajni gubitak sluha u određenoj mjeri. Pored toga, prekomerno izlaganje buci takođe može povećati krvni pritisak i brzinu pulsa, izazvati razdražljivost, anksioznost i mentalni umor, kao kao i poremećaj san, odmor i lična komunikacija.

Kontrola zagađenja bukom

Stoga je važno na radnom mjestu i u društvu za održavanje najveće tišine. Propisi i zakoni o kontroli buke usvojeni na lokalnom, regionalnom i nacionalnom nivou mogu biti efikasni u ublažavanju negativnih efekata zagađenja bukom.

Ekološki i industrijski hum regulisan je u skladu sa Zakonom o bezbednosti i zdravlju na radu i Zakonom o suzbijanju. U skladu sa ovim aktima, Uprava za bezbednost i zdravlje na radu uspostavila je kriterijume za industrijsku buku u cilju uvođenja ograničenja intenzitet zvuka uticaja i trajanja tokom kojeg se ova napetost može riješiti.

Ako je osoba izložena različitim nivoima buke u različitim vremenskim intervalima tokom dana, ukupni efekat ili doza (D) buke se dobija iz odnosa,

gdje je C stvarno vrijeme, A T prihvatljivo na bilo kojem nivou. Kada se koristi ova formula, najveća moguća dnevna doza buke će biti jednaka 1, a svaki uticaj odozgo je neprihvatljiv.

Maksimalni nivo zvuka

Kriterijumi za unutrašnju buku su sažeti u tri skupa Specifikacija, koje su dobijene prikupljanjem subjektivnih sudova od velikog uzorka ljudi u različitim specifičnim situacijama. Oni su evoluirali u kriterijume buke (NC) i krive preferiranih tonova (PNC), koji postavljaju ograničenja na nivou uvedenom u okruženje. NC krive, razvijene 1957. godine, imaju za cilj pružanje udobnog radnog ili dnevnog boravka određivanjem maksimalno dozvoljenog nivoa zvuka u oktavnim opsezima kroz audio spektar.

Kompletan set od 11 krivina definiše kriterijume buke za širok spektar situacija. PNC grafikoni, razvijeni 1971. godine, dodaju ograničenja na niskofrekventno zujanje i visokofrekventno šištanje. Stoga su poželjniji od starijeg NC standarda. Sumirani na krivuljama, ovi kriterijumi pružaju ciljeve dizajna nivoa buke za različite ideje. Deo posla ili specifikacija staništa da li je odgovarajuća PNC kriva. U slučaju da nivo prelazi granice PNC-a, materijali koji apsorbuju zvuk mogu se uvesti u okruženje kao potrebno za susret standardi.

Nizak nivo buke može se prevazići upotrebom dodatnog upijajućeg materijala, kao što su teške draperije ili pločice u zatvorenim prostorima. Ako nizak nivo prepoznatljive buke može ometati ili ako privatnost razgovora u susjednim uredima i prijemnim područjima može biti važna, neželjeni zvukovi mogu biti maskirani. Mali izvor bele buke, kao što je statički vazduh smešten u prostoriji, može maskirati razgovor iz susednih kancelarija, a da ne bude smrtonosni nivo zvuka za uši ljudi koji rade u blizini.

Ova vrsta uređaja često se koristi u ordinacijama ljekara i drugih specijalista. Drugi način smanjenja buke je korišćenje zaštite za uši, koja se nosi na ušima na isti način kao i slušalice. Koristeći komercijalno dostupne zaštitne uređaje, moguće je postići smanjenje nivoa tona u rasponu obično od 10 dB na 100 Hz na više od 30 dB za frekvencije iznad 1 hiljade. Hz.

Odredite nivo zvuka

Ograničenja vanjske buke također su važna za ljudsku udobnost. Izgradnja zgrade pružit će određenu zaštitu od vanjskih zvukova ako kuća ispunjava minimalne standarde i ako je nivo buke u prihvatljivim granicama.

Ova ograničenja su obično navedena za određene periode dana, na primjer, tokom dana, uveče i noću tokom spavanja. Zbog prelamanja u atmosferi uzrokovanog inverzijom temperature noću, relativno glasni zvukovi mogu se ispuštati sa prilično udaljenog autoputa, aerodroma ili željeznice.

Jedna od zanimljivih metoda kontrole buke je izgradnja barijera protiv buke duž autoputa koji ga odvaja od susjednih stambenih područja. Učinkovitost takvih struktura ograničena je difrakcijom zvuka više na niskim frekvencijama, koji prevladavaju na putevima i svojstveni su velikim vozilima. Da bi bili efikasni, moraju biti što bliže izvoru ili posmatraču buke, čime se maksimizira difrakcija potrebna da zvuk dođe do posmatrača. Još jedan uslov za ovaj tip od barijera je da takođe mora ograničiti broj nivoa zvuka kako bi se postiglo značajno smanjenje buke.

Definicija i primjeri

Decibel (dB) se koristi za mjerenje nivoa zvuka, ali se također široko koristi u elektronici, signalima i komunikacijama. DB je logaritamski način opisivanja tangencije. Stav se može manifestovati kao snaga, zvučni pritisak, Napon ili intenzitet ili nekoliko drugih stvari. Kasnije povezujemo dB sa telefonom i zvukom (zbog jačine zvuka). Ali prvo, da bismo stekli ideju o logaritamskim izrazima, pogledajmo neke brojeve.

Na primjer, možemo pretpostaviti da postoje dva zvučnika, od kojih prvi reproducira zvuk snage P 1, a drugi glasniju verziju istog tona sa snagom P 2, ali sve ostalo (koliko daleko, frekvencija) ostaje ista.

Razlika u decibelima između njih definirana je kao

10 log (P ₂ / P ₁) dB, gdje je log za bazu 10.

Ako drugi daje duplo više energije od prvog, razlika je u dB

10 log (P ₂ / P ₁) = 10 log 2 = 3 dB,

kao što je prikazano na grafikonu koji prikazuje 10 log (P ₂ / P ₁) vs. P ₂ / P ₁. Da nastavimo primer, ako drugi ima 10 puta veću snagu od prvog, razlika u dB će biti:

10 log (P ₂ / P ₁) = 10 log 10 = 10 dB.

Da je drugi imao istu snagu milion puta, razlika u dB bi bila

10 log (P ₂ / P ₁) = 10 log 1,000,000 = 60 dB.

Ovaj primjer prikazuje jednu osobinu decibelnih skala koja je korisna kada se raspravlja o zvuku. Oni mogu opisati veoma velike odnose koristeći brojeve skromne veličine. Ali je neophodno da obratim pažnju, da decibel predstavlja omjer. Odnosno, neće se reći koliko snage emituje bilo koji od zvučnika, samo iz razlike. Također je vrijedno obratiti pažnju na koeficijent 10 u definiciji, koji označava deci u decibelima.

Akustični pritisak i dB

Frekvencija se obično mjeri pomoću mikrofona, a oni reaguju (približno) proporcionalno pritisku, sa. Sada je snaga zvučnog talasa pod drugim identičnim uslovima jednaka kvadratu pritiska. Slično tome, električna snaga u otporniku ide kao pomnoženi napon. Logaritam kvadrata je samo 2 log x, pa se pri pretvaranju pritiska u decibele uvodi faktor 2. Shodno tome, razlika u stepenu akustičkog pritiska između dva nivoa zvuka sa p 1 i p 2 je:

20 log (p ₂ / p ₁) dB = 10 log (p ₂² / p ₁²) dB = 10 log (P ₂ / P ₁) dB.

Šta se dešava kada se snaga zvuka prepolovi?

Logaritam od 2 je 0,3, pa je 1/2 0,3. Dakle, ako se snaga smanji za 2 puta, nivo zvuka će se smanjiti za 3 dB. A ako ponovo uradite ovu operaciju, akustika će se smanjiti za još 3 dB.

Veličina decibela

Iznad možete vidjeti da smanjenje snage za pola smanjuje pritisak na root 2 i nivo jačine zvuka za 3 dB.

Prvi uzorak je bijeli šum (mješavina svih zvučnih frekvencija). Drugi uzorak je isti ton sa naponom smanjenim za faktor kvadratnog korijena 2. Njegova inverzna vrijednost je približno 0,7, tako da 3 dB odgovara smanjenju napona ili pritiska na 70%. Zelena linija prikazuje mlaznicu kao funkciju vremena. Crveni opisuje kontinuirani eksponencijalni pad. Vrijedi napomenuti da napon pada za 50% za svaki drugi uzorak.

Sound files and flash animation by John Tann and George Hatzidimitris.

Koliki je decibel?

U sljedećoj seriji, uzastopni uzorci se smanjuju za samo jedan bod.

Šta učiniti ako je razlika manja od decibela?

Nivoi zvuka se rijetko daju sa decimalnim mjestima. Razlog je taj što je teško razlikovati one koji se razlikuju za manje od 1 dB.

I takođe možete primijetiti, to je poslednji primjer je tiši od prvog, ali teško je uočiti razliku između uzastopnih parova. 10 * log 10 (1,07) = 0,3. Stoga je za povećanje nivoa zvuka za 0,3 dB potrebno povećati snagu za 7% ili napon za 3,5%.