Zagađenje bukom, neželjeni ili pretjerani nivoi zvuka mogu imati štetne efekte na zdravlje ljudi i kvalitet okoliša. Obično se javlja u mnogim industrijskim objektima i nekim drugim radnim mjestima. Kao i zagađenje bukom povezano sa drumskim, željezničkim i zračnim saobraćajem i aktivnostima na otvorenom.
Mjerenje i percepcija glasnoće
Zvučni talasi su vibracije molekula vazduha koje se prenose od izvora buke do uha. Obično se opisuje u smislu glasnoće (amplitude) i visine (frekvencije) talasa. Nivo zvučnog pritiska, ili SPL, meri se u logaritamskim jedinicama koje se nazivaju decibelima (dB). Normalno ljudsko uho može detektovati ton u rasponu od 0 dB (prag čujnosti) do 140 dB. Istovremeno, zvuci od 120 dB do 140 dB izazivaju bol.
Koji je nivo zvuka, na primjer, u biblioteci? To je oko 35 dB, dok je u pokretnom autobusu ili vozu podzemne željeznice oko 85. Građevinski radovizgrade mogu generirati do 105 dB SPL na izvoru. SPL se smanjuje sa udaljenosti od subjekta.
Brzina kojom se zvučna energija prenosi naziva se intenzitet, proporcionalan kvadratu SPL. Zbog logaritamske prirode skale decibela, povećanje od 10 poena 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, nivo jačine zvuka se povećava samo za 3 poena. 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 kombinuju dva zvuka koji se razlikuju za više od 15 poena u SPL, slabi tonovi se maskiraju (ili prigušuju) glasnim zvukom. Na primjer, ako bušilica radi na 80 dB na gradilištu pored buldožera na 95, kombinovani nivo pritiska ova dva izvora će se mjeriti kao 95. Manje intenzivan ton iz kompresora neće biti primjetan.
Frekvencija zvučnog talasa se izražava u ciklusima u sekundi, ali se češće koristi herc (1 cps=1 Hz). Ljudska bubna opna je visoko osjetljiv organ sa velikim dinamičkim rasponom, sposoban da detektuje 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.
Precizno mjerenje nivoa zvuka i naučni opis razlikuje se od većine subjektivnih ljudskih pojmova i mišljenja o tome. Individualni ljudski odgovori na buku zavise i od visine tona i od glasnoće. Ljudi sa normalnim sluhom obično percipiraju zvukove visoke frekvencije glasnije od niskofrekventnih zvukova iste amplitude. Iz tog razloga, elektronski mjerači buke uzimaju u obzir promjene percipirane glasnoće s tonom.
Frekvencijski filteri u mjeračima služe za usklađivanje očitavanja 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-ponderisanim decibelima ili dBA.
Većina ljudi percipira i opisuje povećanje SPL od 6-10 dBA kao udvostručenje "glasnosti". Drugi sistem, C-ponderisana (dBS) skala, ponekad se koristi za nivoe buke udara kao što je pucanje i ima tendenciju da bude tačniji od dBA za percipiranu glasnoću zvukova sa niskofrekventnim komponentama.
Nivoi buke imaju tendenciju da se menjaju tokom vremena, tako da su merni podaci predstavljeni kao proseci za izražavanje ukupnih nivoa zvuka. Postoji nekoliko načina da to učinite. Na primjer, serija ponovljenih mjerenja nivoa zvuka mogla 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 koja se zove stepeni ekvivalenta zvuka (L eq) može se koristiti za izražavanje prosječnog SPL-a u bilo kojem periodu od interesa, kao što je osmočasovni radni dan.(L eq je logaritamska vrijednost, a ne aritmetička vrijednost, tako da glasni događaji dominiraju ukupnim rezultatom.)
Jedinica nivoa zvuka koja se zove dnevna-noćna vrednost buke (DNL ili Ldn) uzima u obzir činjenicu da su ljudi osetljiviji 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 aviona.
Rad sa efektima
Buka je više od smetnje. Na određenim nivoima i dužinama izloženosti, može uzrokovati fizičko oštećenje bubne opne i osjetljivih dlačnih stanica u unutrašnjem uhu, što rezultira privremenim ili trajnim gubitkom sluha.
Obično se ne dešava pri SPL ispod 80 dBA (osmosatni nivoi uticaja se najbolje održavaju ispod 85). Ali većina ljudi koji su više puta izloženi jačini više od 105 dBA imaće određeni stepen trajnog gubitka sluha. Osim toga, pretjerano izlaganje buci također može povećati krvni tlak i broj otkucaja srca, uzrokovati razdražljivost, anksioznost i mentalni umor, te ometati san, opuštanje i intimnost.
Kontrola zagađenja bukom
Stoga je važno održavati maksimalnu tišinu na radnom mjestu iu društvu. Propisi i zakoni o buci usvojeni na lokalnom, regionalnom i nacionalnom nivou mogu biti efikasni u ublažavanju negativnih efekata zagađenja bukom.
Ekološka iindustrijsko brušenje je regulisano Zakonom o bezbednosti i zdravlju na radu i zakonom protiv njega. Prema ovim propisima, Uprava za sigurnost i zdravlje na radu je utvrdila kriterije za industrijsku buku kako bi nametnula ograničenja intenziteta izlaganja zvuku i trajanja za koje se taj intenzitet može dozvoliti.
Ako je osoba izložena različitim nivoima buke u različito vrijeme u toku dana, ukupna izloženost ili doza (D) buke dobija se iz omjera,
gdje je C stvarno vrijeme, a T dozvoljeno vrijeme na bilo kojem nivou. Koristeći ovu formulu, najveća moguća dnevna doza buke bila bi 1, a bilo kakva izloženost iznad toga bila bi neprihvatljiva.
Maksimalni nivo zvuka
Kriterijumi za unutrašnju buku sažeti su u tri seta specifikacija koje su dobijene prikupljanjem subjektivnih sudova od velikog uzorka ljudi u različitim specifičnim situacijama. One su evoluirale u kriterijume buke (NC) i krive preferiranih tonova (PNC), koje postavljaju granice nivoa unesenog u okolinu. NC krive, razvijene 1957. godine, imaju za cilj osigurati ugodno radno ili životno okruženje specificiranjem maksimalnog dozvoljenog nivoa zvuka u oktavnim opsezima u cijelom audio spektru.
Kompletan set od 11 krivulja definira kriterije buke za širok raspon situacija. PNC grafika, razvijena 1971. godine, dodaje granice niskofrekventnom zujanju i visokofrekventnom šištanju. Stoga su poželjnistariji NC standard. Sumirani na krivuljama, ovi kriterijumi daju ciljeve dizajna za nivoe buke za različite ideje. Dio specifikacije posla ili staništa je odgovarajuća PNC kriva. U slučaju da nivo premašuje PNC granice, materijali koji upijaju zvuk mogu se uvesti u okolinu po potrebi da bi se ispunili standardi.
Niski nivoi buke mogu se prevazići dodatnim upijajućim materijalom kao što su teške draperije ili unutrašnje pločice. Tamo gdje niski nivoi prepoznatljive buke mogu ometati, ili gdje privatnost razgovora u susjednim kancelarijama i recepcijama može biti važna, neželjeni zvuci mogu biti maskirani. Mali izvor bele buke, kao što je statični vazduh, smešten u prostoriji može da prikrije razgovor iz obližnjih kancelarija, a da ne predstavlja smrtonosnu jačinu zvuka za uši ljudi koji rade u blizini.
Ova vrsta uređaja se često koristi u ordinacijama doktora i drugih profesionalaca. Drugi način 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 se može postići u rasponu tipično od 10 dB na 100 Hz do preko 30 dB za frekvencije iznad 1.000 Hz.
Detektuj nivo zvuka
Ograničenja vanjske buke su također važna za udobnost ljudi. Izgradnja zgrade će pružiti određenu zaštitu od vanjskih zvukova ako zgrada ispunjava minimalne standarde i akonivo buke je u prihvatljivim granicama.
Ova ograničenja su obično određena za određene periode dana, kao što su tokom dana, uveče i noću dok spavate. Zbog refrakcije u atmosferi uzrokovane temperaturnom inverzijom noću, relativno glasni zvuci mogu se emitovati sa prilično udaljenog autoputa, aerodroma ili željeznice.
Jedna od zanimljivih metoda kontrole buke je izgradnja barijera protiv buke duž autoputa, koje ga odvajaju od susjednih stambenih područja. Efikasnost takvih struktura je ograničena difrakcijom zvuka više na niskim frekvencijama, koje prevladavaju na cestama i koje su svojstvene velikim vozilima. Da bi bili efikasni, moraju biti što je moguće bliže izvoru ili posmatraču buke, čime se maksimizira difrakcija potrebna da zvuk stigne do posmatrača. Još jedan zahtjev za ovu vrstu barijere je da također mora ograničiti broj nivoa zvuka kako bi se postigla značajna redukcija buke.
Definicija i primjeri
Decibel (dB) se koristi za mjerenje nivoa zvuka, ali se također široko koristi u elektronici, signalima i komunikacijama. DB - logaritamski način opisivanja tangentnosti. Omjer se može manifestirati kao snaga, zvučni pritisak, napon ili intenzitet ili nekoliko drugih stvari. Kasnije dB povezujemo sa 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 je definirana 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. Da nastavimo primjer, 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 milion puta, razlika u dB bi bila
10 log (P 2 / P 1)=10 log 1 000 000=60 dB.
Ovaj primjer pokazuje jednu karakteristiku skale decibela koja je korisna kada se govori o zvuku. Oni mogu opisati veoma velike odnose koristeći brojeve skromne veličine. Ali morate obratiti pažnju da decibel predstavlja omjer. Odnosno, neće se reći koliko snage neki od zvučnika emituje, samo iz razlike. I također obratite pažnju na faktor 10 u definiciji, koji označava deci u decibelima.
Akustični pritisak i dB
Frekvencija se obično mjeri mikrofonima i oni odgovaraju (približno) proporcionalno pritisku, s. Sada moć zvučnog talasa na drugompod istim uslovima jednak je kvadratu glave. Slično, električna snaga u otporniku ide kao pomnožen napon. Logaritam kvadrata je samo 2 log x, tako da se pri pretvaranju pritiska u decibele uvodi faktor 2. Dakle, razlika u stepenu akustičnog pritiska između dva nivoa zvukova sa p 1 i p 2 je:
20 log (p 2 / p 1) dB=10 log (p 22 / p 1 2) dB=10 log (P 2 / P 1) dB.
Šta se dešava 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 nivo 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 nivo zvuka za 3 dB.
Prvi uzorak je bijeli šum (mješavina svih zvučnih frekvencija). Drugi uzorak je istog tona sa naponom smanjenim za faktor kvadratni korijen od 2. Njegova recipročna vrijednost je približno 0,7, tako da 3 dB odgovara smanjenju napona ili pritiska do 70%. Zelena linija prikazuje mlaznicu kao funkciju vremena. Crvena ocrtava kontinuirani eksponencijalni pad. Imajte na umu da napon opada za 50% za svaki drugi uzorak.
Zvučni fajlovi i flash animacije Johna Tanna i Georgea Hatsidimitrisa.
Koliko je velik decibel?
Bu sljedećoj seriji, uzastopni uzorci smanjuju se za samo jedan poen.
Šta ako je razlika manja od decibela?
Nivoi zvuka se rijetko 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 Dakle, da biste povećali nivo zvuka za 0,3 dB, morate povećati snagu za 7% ili napon za 3,5%.
