Zagađenje bukom, neželjene ili pretjerane razine zvuka mogu imati štetne učinke na zdravlje ljudi i kvalitetu okoliša. Obično se javlja u mnogim industrijskim objektima i nekim drugim radnim mjestima. Kao i onečišćenje bukom povezano s cestovnim, željezničkim i zračnim prometom i aktivnostima na otvorenom.
Mjerenje i percepcija glasnoće
Zvučni valovi su vibracije molekula zraka koje se prenose od izvora buke do uha. Obično se opisuje u smislu glasnoće (amplitude) i visine (frekvencije) vala. Razina zvučnog tlaka, ili SPL, mjeri se u logaritamskim jedinicama koje se nazivaju decibelima (dB). Normalno ljudsko uho može detektirati ton u rasponu od 0 dB (prag čujnosti) do 140 dB. U isto vrijeme, zvukovi od 120 dB do 140 dB uzrokuju bol.
Koja je razina zvuka, na primjer, u knjižnici? To je oko 35 dB, dok je unutar autobusa ili vlaka podzemne željeznice u pokretu oko 85. Građevinski radovizgrade mogu generirati do 105 dB SPL na izvoru. SPL se smanjuje s udaljenosti od subjekta.
Brzina kojom se zvučna energija prenosi naziva se intenzitet, proporcionalan kvadratu SPL-a. Zbog logaritamske prirode ljestvice decibela, povećanje od 10 točaka predstavlja 10-struko povećanje intenziteta zvuka. Na 20 prenosi 100 puta više. A 30dB predstavlja 1000x povećanje intenziteta.
S druge strane, kada se napetost udvostruči, razina glasnoće zvuka se povećava samo za 3 boda. Na primjer, ako građevinska bušilica proizvodi 90 dB buke, tada će dva identična alata koji rade jedan pored drugog stvoriti 93 dB. A kada se kombiniraju dva zvuka koji se razlikuju za više od 15 točaka u SPL-u, slabi tonovi se maskiraju (ili prigušuju) glasnim zvukom. Na primjer, ako bušilica radi na 80 dB na gradilištu pored buldožera na 95, kombinirana razina tlaka ova dva izvora mjerit će se kao 95. Manje intenzivan ton iz kompresora neće biti primjetan.
Frekvencija zvučnog vala izražava se u ciklusima u sekundi, ali se češće koristi hertz (1 cps=1 Hz). Ljudska bubna opna je vrlo osjetljiv organ s velikim dinamičkim rasponom, sposoban detektirati zvukove na frekvencijama u rasponu od 20 Hz (niski ton) do približno 20 000 Hz (visoki ton). Tonalitet ljudskog glasa u normalnom razgovoru javlja se na frekvencijama od 250 Hz do 2000 Hz.
Točno mjerenje razine zvuka i znanstveni opis razlikuje se od većine subjektivnih ljudskih predodžbi i mišljenja o tome. Individualni ljudski odgovori na buku ovise i o visini i glasnoći. Ljudi s normalnim sluhom obično percipiraju zvukove visoke frekvencije glasnije od niskofrekventnih zvukova iste amplitude. Iz tog razloga elektronički mjerači buke uzimaju u obzir promjene percipirane glasnoće s tonom.
Frekvencijski filtri u mjeračima služe za usklađivanje očitanja s osjetljivošću ljudskog uha i relativnom glasnoćom različitih zvukova. Takozvani A-ponderirani filtar, na primjer, obično se koristi za dijagnosticiranje okolne zajednice. SPL mjerenja napravljena ovim filtrom izražena su u decibelima ponderiranim A ili dBA.
Većina ljudi percipira i opisuje povećanje SPL od 6-10 dBA kao udvostručenje "glasnosti". Drugi sustav, C-ponderirana (dBS) skala, ponekad se koristi za razine buke udarca kao što je pucanje i obično je točniji od dBA za percipiranu glasnoću zvukova s niskofrekventnim komponentama.
Razine buke imaju tendenciju mijenjanja tijekom vremena, pa su mjerni podaci prikazani kao prosječni podaci za izražavanje ukupnih razina zvuka. Postoji nekoliko načina da to učinite. Na primjer, niz ponovljenih mjerenja razine zvuka mogao bi se prijaviti kao L 90=75 dBA, što znači da su vrijednosti bile jednake ili veće od 75 dBA u 90 posto vremena.
Druga jedinica nazvana stupnjevi zvučnog ekvivalenta (L eq) može se koristiti za izražavanje prosječnog SPL-a u bilo kojem razdoblju od interesa, kao što je osmosatni radni dan.(L eq je logaritamska vrijednost, a ne aritmetička vrijednost, tako da glasni događaji dominiraju ukupnim rezultatom.)
Jedinica razine zvuka koja se zove Dnevno-noćna vrijednost buke (DNL ili Ldn) uzima u obzir činjenicu da su ljudi osjetljiviji na ton noću. Dakle, 10-dBA se dodaje SPL vrijednostima izmjerenim između 10 i 7 ujutro. Na primjer, DNL mjerenja su vrlo korisna za opisivanje ukupne izloženosti buci zrakoplova.
Rad s efektima
Buka je više od smetnje. Na određenim razinama i trajanju izloženosti, može uzrokovati fizička oštećenja bubnjića i osjetljivih dlačica u unutarnjem uhu, što rezultira privremenim ili trajnim gubitkom sluha.
Obično se ne događa pri SPL-ovima ispod 80 dBA (osmosatne razine utjecaja najbolje je držati ispod 85). Ali većina ljudi koji su više puta izloženi jačini više od 105 dBA imat će određeni stupanj trajnog gubitka sluha. Osim toga, pretjerano izlaganje buci također može povećati krvni tlak i broj otkucaja srca, uzrokovati razdražljivost, tjeskobu i mentalni umor te ometati san, opuštanje i intimnost.
Kontrola onečišćenja bukom
Stoga je važno održavati najveću tišinu na radnom mjestu iu društvu. Propisi i zakoni o buci usvojeni na lokalnoj, regionalnoj i nacionalnoj razini mogu biti učinkoviti u ublažavanju negativnih učinaka onečišćenja bukom.
Ekološka iindustrijsko brušenje regulirano je Zakonom o sigurnosti i zdravlju na radu i zakonom protiv njega. Prema ovim propisima, Uprava za sigurnost i zdravlje na radu utvrdila je kriterije za industrijsku buku kako bi nametnula ograničenja intenziteta izlaganja zvuku i trajanja za koje se taj intenzitet može dopustiti.
Ako je osoba izložena različitim razinama buke u različito vrijeme tijekom dana, ukupna izloženost ili doza (D) buke dobiva se iz omjera,
gdje je C stvarno vrijeme, a T dopušteno vrijeme na bilo kojoj razini. Koristeći ovu formulu, najveća moguća dnevna doza buke bila bi 1, a bilo kakva izloženost iznad toga bila bi neprihvatljiva.
Maksimalna razina zvuka
Kriteriji za unutarnju buku sažeti su u tri skupa specifikacija koje su dobivene prikupljanjem subjektivnih prosudbi velikog uzorka ljudi u različitim specifičnim situacijama. Oni su evoluirali u kriterije buke (NC) i krivulje preferiranih tonova (PNC), koje postavljaju granice razine unesene u okoliš. NC krivulje, razvijene 1957. godine, imaju za cilj osigurati ugodno radno ili životno okruženje određujući maksimalnu dopuštenu razinu zvuka u oktavnim pojasevima u cijelom audio spektru.
Kompletan skup od 11 krivulja definira kriterije buke za širok raspon situacija. PNC grafika, razvijena 1971., dodaje granice niskofrekventnom zujanju i visokofrekventnom šištanju. Stoga im se daje prednoststariji NC standard. Sažeti na krivuljama, ovi kriteriji daju projektne ciljeve za razine buke za različite ideje. Dio specifikacije posla ili staništa je odgovarajuća PNC krivulja. U slučaju da razina premašuje PNC granice, materijali koji apsorbiraju zvuk mogu se uvesti u okoliš prema potrebi kako bi se ispunili standardi.
Niska razina buke može se prevladati dodatnim upijajućim materijalom kao što su teške draperije ili unutarnje pločice. Gdje niske razine prepoznatljive buke mogu ometati, ili gdje privatnost razgovora u susjednim uredima i recepcijama može biti važna, neželjeni zvukovi mogu biti maskirani. Mali izvor bijele buke, kao što je statični zrak, smješten u prostoriji može prikriti razgovor iz obližnjih ureda, a da pritom ne predstavlja smrtonosnu razinu zvuka za uši ljudi koji rade u blizini.
Ova vrsta uređaja često se koristi u ordinacijama liječnika i drugih stručnjaka. Druga metoda smanjenja buke je korištenje štitnika za uši, koji se nose preko ušiju na isti način kao i štitnici za uši. Korištenjem komercijalno dostupnih zaštitnika, redukcija tona može se postići u rasponu obično od 10 dB pri 100 Hz do preko 30 dB za frekvencije iznad 1000 Hz.
Otkrijte razinu zvuka
Ograničenja vanjske buke također su važna za ljudsku udobnost. Izgradnja zgrade će pružiti određenu zaštitu od vanjskih zvukova ako zgrada zadovoljava minimalne standarde i akorazina buke je unutar prihvatljivih granica.
Ova ograničenja su obično određena za određena razdoblja dana, kao što su danju, navečer i noću dok spavate. Zbog refrakcije u atmosferi uzrokovane temperaturnom inverzijom noću, relativno glasni zvukovi mogu se emitirati s prilično udaljene autoceste, zračne luke ili željeznice.
Jedna od zanimljivih metoda kontrole buke je izgradnja protušumnih barijera duž autoceste, koja je odvaja od susjednih stambenih područja. Učinkovitost takvih struktura ograničena je difrakcijom zvuka više na niskim frekvencijama, koje prevladavaju na cestama i koje su svojstvene velikim vozilima. Da bi bili učinkoviti, moraju biti što bliže izvoru ili promatraču buke, čime se maksimizira difrakcija potrebna da zvuk dopre do promatrača. Drugi zahtjev za ovu vrstu barijere je da također mora ograničiti broj razina zvuka kako bi se postigla značajna redukcija buke.
Definicija i primjeri
Decibel (dB) koristi se za mjerenje razine zvuka, ali se također široko koristi u elektronici, signalima i komunikacijama. DB - logaritamski način opisivanja tangentnosti. Omjer se može manifestirati kao snaga, zvučni tlak, napon ili intenzitet ili nekoliko drugih stvari. Kasnije dB povezujemo s telefonom i zvukom (u odnosu na glasnoću). Ali prvo, da bismo dobili ideju o logaritamskim izrazima, pogledajmo neke brojeve.
Na primjer, možemo pretpostaviti da postoje dva zvučnika,od kojih prvi pušta zvuk snage P 1, a drugi glasniju verziju istog tona sa snagom P 2, ali sve ostalo (koliko daleko, frekvencija) ostaje isto.
Razlika decibela između njih definirana je kao
10 log (P 2 / P 1) dB gdje je log za bazu 10.
Ako drugi proizvodi dvostruko 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) u odnosu na P 2 / P 1. Za nastavak primjera, ako drugi ima 10 puta veću snagu od prvog, razlika u dB bi bila:
10 log (P 2 / P 1)=10 log 10=10 dB.
Ako bi drugi imao istu snagu milijun puta, razlika u dB bi bila
10 log (P 2 / P 1)=10 log 1 000 000=60 dB.
Ovaj primjer pokazuje jednu značajku decibelske ljestvice koja je korisna kada se raspravlja o zvuku. Mogu opisati vrlo velike odnose koristeći skromne brojeve. Ali morate obratiti pažnju da decibel predstavlja omjer. Odnosno, neće se govoriti koliko snage neki od zvučnika emitira, samo iz razlike. Također obratite pažnju na faktor 10 u definiciji, koji označava deci u decibelima.
Akustični pritisak i dB
Frekvencija se obično mjeri mikrofonima i oni reagiraju (približno) proporcionalno pritisku, s. Sada snaga zvučnog vala na drugompod istim uvjetima jednak je kvadratu glave. Slično, električna snaga u otporniku ide kao pomnožen napon. Logaritam kvadrata je samo 2 log x, pa se pri pretvaranju tlaka u decibele uvodi faktor 2. Stoga je razlika u stupnju akustičkog tlaka između dvije razine zvukova s p 1 i p 2:
20 log (p 2 / p 1) dB=10 log (p 22 / p 1 2) dB=10 log (P 2 / P 1) dB.
Što se događa kada se snaga zvuka prepolovi?
Logaritam od 2 je 0,3, dakle 1/2 je 0,3. Dakle, ako se snaga smanji za 2 puta, tada će se razina zvuka smanjiti za 3 dB. A ako ponovite ovu operaciju, akustika će se smanjiti za još 3 dB.
Veličina decibela
Možete vidjeti iznad da prepolovljenje snage smanjuje pritisak na root 2 i razinu zvuka za 3 dB.
Prvi uzorak je bijeli šum (mješavina svih zvučnih frekvencija). Drugi uzorak je istog tona s naponom smanjenim za faktor kvadratni korijen od 2. Njegova recipročna vrijednost je približno 0,7, pa 3 dB odgovara smanjenju napona ili tlaka do 70%. Zelena linija prikazuje mlaznicu kao funkciju vremena. Crvena ocrtava kontinuirani eksponencijalni pad. Imajte na umu da napon pada za 50% za svaki drugi uzorak.
Zvučne datoteke i flash animacije Johna Tanna i Georgea Hatsidimitrisa.
Koliko je velik decibel?
Bu sljedećoj seriji, uzastopni uzorci smanjuju se za samo jedan bod.
Što ako je razlika manja od decibela?
Razine zvuka rijetko se daju na decimalnim mjestima. Razlog je taj što je teško razlikovati one koji se razlikuju za manje od 1 dB.
I također možete vidjeti da je posljednji primjer tiši od prvog, ali je teško vidjeti razliku između uzastopnih parova. 10log 10 (1,07)=0,3. Stoga, da biste povećali razinu zvuka za 0,3 dB, trebate povećati snagu za 7% ili napon za 3,5%.
