Poluarea fonică, nivelurile de sunet nedorite sau excesive pot avea efecte dăunătoare asupra sănătății umane și asupra calității mediului. Apare de obicei în multe unități industriale și în alte locuri de muncă. Precum și poluarea fonică asociată cu traficul rutier, feroviar și aerian și activități în aer liber.
Măsurarea și percepția zgomotului
Undele sonore sunt vibrații ale moleculelor de aer transportate de la o sursă de zgomot către ureche. Este de obicei descrisă în termeni de volum (amplitudine) și înălțime (frecvență) undei. Nivelul presiunii sonore, sau SPL, este măsurat în unități logaritmice numite decibeli (dB). Urechea umană normală poate detecta un ton care variază de la 0 dB (pragul de auz) la 140 dB. În același timp, sunetele de la 120 dB la 140 dB provoacă durere.
Care este nivelul sunetului, de exemplu, în bibliotecă? Este de aproximativ 35 dB, în timp ce în interiorul unui autobuz sau metrou în mișcare este de aproximativ 85. Lucrări de construcțieclădirile pot genera până la 105 dB SPL la sursă. SPL scade odată cu distanța față de subiect.
Viteza cu care se transmite energia sonoră se numește intensitate, proporțională cu pătratul SPL. Datorită naturii logaritmice a scării decibeli, o creștere de 10 puncte reprezintă o creștere de 10 ori a intensității sunetului. La 20 de ani, transmite de 100 de ori mai mult. Și 30 dB reprezintă o creștere de 1000 de ori a intensității.
Pe de altă parte, atunci când tensiunea se dublează, nivelul volumului sunetului crește doar cu 3 puncte. De exemplu, dacă un burghiu de construcție produce 90 dB de zgomot, atunci două unelte identice care lucrează una lângă alta vor crea 93 dB. Și când sunt combinate două sunete care diferă cu mai mult de 15 puncte în SPL, tonurile slabe sunt mascate (sau înecate) de sunetul puternic. De exemplu, dacă un burghiu rulează la 80 dB pe un șantier de construcții lângă un buldozer la 95, nivelul de presiune combinat al acestor două surse va fi măsurat ca 95. Un ton mai puțin intens de la compresor nu va fi observat.
Frecvența unei unde sonore este exprimată în cicluri pe secundă, dar hertz este mai frecvent utilizat (1 cps=1 Hz). Membrana timpanică umană este un organ extrem de sensibil, cu o gamă dinamică mare, capabil să detecteze sunete la frecvențe cuprinse între 20 Hz (ton scăzut) și aproximativ 20.000 Hz (ton în alt). Tonalitatea vocii umane în conversația normală apare la frecvențe de la 250 Hz la 2000 Hz.
Măsurarea exactă a nivelului de sunet și descrierea științifică este diferită de majoritatea noțiunilor și opiniilor subiective umane despre aceasta. Răspunsurile individuale ale omului la zgomot depind atât de înălțime, cât și de zgomot. Persoanele cu auz normal percep de obicei sunetele de în altă frecvență mai puternice decât sunetele de joasă frecvență de aceeași amplitudine. Din acest motiv, contoarele electronice de zgomot iau în considerare modificările zgomotului perceput cu înălțimea.
Filtrele de frecvență ale contoarelor servesc pentru a potrivi citirile cu sensibilitatea urechii umane și cu volumul relativ al diferitelor sunete. Așa-numitul filtru ponderat A, de exemplu, este folosit în mod obișnuit pentru a diagnostica comunitatea înconjurătoare. Măsurătorile SPL făcute cu acest filtru sunt exprimate în decibeli ponderați A sau dBA.
Cei mai mulți oameni percep și descriu o creștere cu 6-10 dBA a SPL ca dublarea „intensității”. Un alt sistem, scara ponderată C (dBS), este uneori folosit pentru nivelurile de zgomot de impact, cum ar fi fotografierea și tinde să fie mai precis decât dBA pentru intensitatea percepută a sunetelor cu componente de frecvență joasă.
Nivelurile de zgomot tind să se modifice în timp, așa că datele de măsurare sunt prezentate ca medii pentru a exprima nivelurile generale de zgomot. Există mai multe moduri de a face acest lucru. De exemplu, o serie de măsurători repetate ale nivelului de sunet ar putea fi raportată ca L 90=75 dBA, ceea ce înseamnă că valorile au fost egale sau mai mari de 75 dBA pentru 90 la sută din timp.
O altă unitate numită grade echivalente de sunet (L eq) poate fi utilizată pentru a exprima SPL-ul mediu pe orice perioadă de interes, cum ar fi o zi de lucru de opt ore.(L eq este o valoare logaritmică, nu o valoare aritmetică, deci evenimentele puternice domină rezultatul total.)
O unitate a nivelului de sunet numită Valoare de zgomot zi-noapte (DNL sau Ldn) ține cont de faptul că oamenii sunt mai sensibili la ton pe timp de noapte. Deci, se adaugă 10 dBA la valorile SPL măsurate între orele 10 și 7. De exemplu, măsurătorile DNL sunt foarte utile pentru a descrie expunerea generală la zgomotul avioanelor.
Lucrul cu efecte
Zgomotul este mai mult decât o pacoste. La anumite niveluri și durate de expunere, poate provoca leziuni fizice ale timpanului și ale celulelor paroase sensibile din urechea internă, ducând la pierderea temporară sau permanentă a auzului.
De obicei nu apare la SPL-uri sub 80 dBA (nivelurile de influență de opt ore sunt cel mai bine menținute sub 85). Dar majoritatea oamenilor expuși în mod repetat la mai mult de 105 dBA vor avea un anumit grad de pierdere permanentă a auzului. În plus, expunerea excesivă la zgomot poate crește tensiunea arterială și ritmul cardiac, poate provoca iritabilitate, anxietate și oboseală mentală și poate interfera cu somnul, relaxarea și intimitatea.
Controlul poluării fonice
De aceea, este important să păstrăm cea mai mare tăcere la locul de muncă și în societate. Reglementările și legile privind zgomotul adoptate la nivel local, regional și național pot fi eficiente în atenuarea efectelor negative ale poluării fonice.
de mediu șihum industrial este reglementat de legea securității și sănătății în muncă și a legii împotriva acesteia. În conformitate cu aceste reglementări, Administrația pentru Securitate și Sănătate în Muncă a stabilit criterii pentru zgomotul industrial pentru a impune limite privind intensitatea expunerii la sunet și durata pentru care această intensitate poate fi permisă.
Dacă o persoană este expusă la diferite niveluri de zgomot în diferite momente ale zilei, expunerea totală sau doza (D) de zgomot se obține din raportul,
unde C este timpul real și T este timpul permis la orice nivel. Folosind această formulă, cea mai posibilă doză zilnică de zgomot ar fi 1, iar orice expunere peste aceasta ar fi inacceptabilă.
Nivel maxim de sunet
Criteriile pentru zgomotul din interior sunt rezumate în trei seturi de specificații care au fost obținute prin colectarea judecăților subiective de la un eșantion mare de oameni în diferite situații specifice. Acestea au evoluat în criterii de zgomot (NC) și curbe de ton preferate (PNC), care stabilesc limite ale nivelului introdus în mediu. Curbele NC, dezvoltate în 1957, urmăresc să ofere un mediu confortabil de lucru sau de locuit prin specificarea nivelului maxim admisibil de sunet în benzi de octave pe întregul spectru audio.
Un set complet de 11 curbe definesc criteriile de zgomot pentru o gamă largă de situații. Grafica PNC, dezvoltată în 1971, adaugă limite la zumzetul de joasă frecvență și șuieratul de în altă frecvență. Prin urmare, sunt de preferatstandard NC mai vechi. Rezumate pe curbe, aceste criterii oferă obiective de proiectare pentru nivelurile de zgomot pentru diverse idei. O parte a specificației locului de muncă sau a habitatului este curba PNC corespunzătoare. În cazul în care nivelul depășește limitele PNC, materialele fonoabsorbante pot fi introduse în mediu după cum este necesar pentru a respecta standardele.
Nivelurile scăzute de zgomot pot fi depășite cu materiale absorbante suplimentare, cum ar fi draperii grele sau gresie de interior. Acolo unde nivelurile scăzute de zgomot identificabil pot distrage atenția sau unde confidențialitatea conversațiilor din birourile și zonele de recepție adiacente poate fi importantă, sunetele nedorite pot fi mascate. O mică sursă de zgomot alb, cum ar fi aerul static, plasată într-o cameră poate masca conversația din birourile din apropiere, fără a fi un nivel de sunet letal pentru urechile oamenilor care lucrează în apropiere.
Acest tip de dispozitiv este adesea folosit în cabinetele medicilor și al altor profesioniști. O altă metodă de reducere a zgomotului este folosirea de protecții auditive, care se poartă peste urechi la fel ca și căștile pentru urechi. Prin utilizarea protectoarelor disponibile comercial, reducerea tonului poate fi realizată în intervalul de obicei de la 10 dB la 100 Hz la peste 30 dB pentru frecvențe de peste 1.000 Hz.
Detectați nivelul sunetului
Limitele de zgomot din exterior sunt, de asemenea, importante pentru confortul uman. Construcția unei clădiri va oferi o oarecare protecție împotriva sunetelor externe dacă clădirea îndeplinește standardele minime și dacănivelul de zgomot este în limite acceptabile.
Aceste limite sunt de obicei specificate pentru anumite perioade ale zilei, cum ar fi în timpul zilei, seara și noaptea în timpul somnului. Din cauza refracției în atmosferă cauzată de inversarea temperaturii pe timp de noapte, sunete relativ puternice pot fi emise de pe o autostradă, aeroport sau cale ferată destul de îndepărtată.
Una dintre metodele interesante de control al zgomotului este construirea de bariere fonice de-a lungul autostrăzii, separând-o de zonele rezidențiale adiacente. Eficacitatea unor astfel de structuri este limitată de difracția sunetului mai mult la frecvențe joase, care predomină pe drumuri și sunt inerente vehiculelor mari. Pentru a fi eficiente, acestea trebuie să fie cât mai aproape posibil de sursa sau de observatorul zgomotului, maximizând astfel difracția necesară pentru ca sunetul să ajungă la observator. O altă cerință pentru acest tip de barieră este că trebuie să limiteze și numărul de niveluri de zgomot pentru a obține o reducere semnificativă a zgomotului.
Definiție și exemple
Decibel (dB) este folosit pentru a măsura nivelurile de sunet, dar este utilizat pe scară largă în electronică, semnale și comunicații. DB - mod logaritmic de a descrie tangenta. Raportul se poate manifesta ca putere, presiune sonoră, tensiune sau intensitate sau alte câteva lucruri. Mai târziu asociem dB cu telefonul și sunetul (în raport cu volumul). Dar mai întâi, pentru a vă face o idee despre expresiile logaritmice, să ne uităm la câteva numere.
De exemplu, putem presupune că există două difuzoare,dintre care primul redă un sunet cu o putere de P 1, iar celăl alt o versiune mai puternică a aceluiași ton cu o putere de P 2, dar orice altceva (cât de departe, frecvența) rămâne la fel.
Diferența de decibeli dintre ele este definită ca
Jurnal10 (P 2 / P 1) dB unde jurnalul este pentru baza 10.
Dacă al doilea produce de două ori mai multă energie decât primul, diferența este în dB
10 jurnal (P 2 / P 1)=10 jurnal 2=3 dB,
așa cum se arată în graficul care prezintă 10 jurnal (P 2 / P 1) față de P 2 / P 1. Pentru a continua exemplul, dacă al doilea are puterea de 10 ori mai mare decât primul, diferența în dB ar fi:
10 jurnal (P 2 / P 1)=10 jurnal 10=10 dB.
Dacă al doilea ar avea aceeași putere de un milion de ori, diferența de dB ar fi
10 jurnal (P 2 / P 1)=10 jurnal 1 000 000=60 dB.
Acest exemplu arată o caracteristică a scărilor de decibeli care este utilă atunci când discutăm despre sunet. Ei pot descrie relații foarte mari folosind numere de dimensiuni modeste. Dar trebuie să fiți atenți că decibelul reprezintă raportul. Adică nu se va spune câtă putere emite oricare dintre difuzoare, doar din diferență. Și, de asemenea, acordați atenție factorului 10 din definiție, care înseamnă deci în decibeli.
Presiune acustică și dB
Frecvența este de obicei măsurată cu microfoane și acestea răspund (aproximativ) proporțional cu presiunea, s. Acum puterea undei sonore la altaîn aceleași condiții este egală cu pătratul capului. În mod similar, puterea electrică dintr-un rezistor merge ca tensiunea înmulțită. Logaritmul pătratului este de numai 2 log x, deci la conversia presiunii în decibeli se introduce un factor de 2. Prin urmare, diferența de grad de presiune acustică între două niveluri de sunete cu p 1 și p 2 este:
20 jurnal (p 2 / p 1) dB=10 jurnal (p 22 / p 1 2) dB=10 jurnal (P 2 / P 1) dB.
Ce se întâmplă când puterea sunetului se reduce la jumătate?
Logaritmul lui 2 este 0,3, deci 1/2 este 0,3. Astfel, dacă puterea este redusă de 2 ori, atunci nivelul sunetului va fi redus cu 3 dB. Și dacă repeți această operațiune, acustica va scădea cu încă 3 dB.
Mărimeadecibeli
Puteți vedea mai sus că reducerea la jumătate a puterii reduce presiunea pe rădăcina 2 și nivelul sunetului cu 3 dB.
Prima probă este zgomotul alb (un amestec de toate frecvențele audibile). Al doilea eșantion este același ton cu tensiunea redusă cu un factor al rădăcinii pătrate de 2. Reciproca sa este de aproximativ 0,7, deci 3 dB corespunde unei reduceri a tensiunii sau presiunii de până la 70%. Linia verde arată duza în funcție de timp. Cel roșu conturează un declin exponențial continuu. Rețineți că tensiunea scade cu 50% pentru fiecare a doua probă.
Fișiere de sunet și animație flash de John Tann și George Hatsidimitris.
Cât de mare este un decibel?
Bîn seria următoare, eșantioanele consecutive scad doar cu un punct.
Ce se întâmplă dacă diferența este mai mică de un decibel?
Nivelurile de sunet sunt rareori date în zecimale. Motivul este că cele care diferă cu mai puțin de 1 dB sunt greu de distins.
Și puteți vedea, de asemenea, că ultimul exemplu este mai liniștit decât primul, dar este greu de văzut diferența dintre perechi consecutive. 10log 10 (1,07)=0,3. Prin urmare, pentru a crește nivelul sunetului cu 0,3 dB, trebuie să creșteți puterea cu 7% sau tensiunea cu 3,5%.
