Triukšmo tarša, nepageidaujamas arba per didelis garso lygis gali turėti žalingą poveikį žmonių sveikatai ir aplinkos kokybei. Tai dažniausiai pasitaiko daugelyje pramonės objektų ir kai kuriose kitose darbo vietose. Taip pat triukšmo tarša, susijusi su kelių, geležinkelių ir oro eismu bei veikla lauke.
Garsumo matavimas ir suvokimas
Garso bangos yra oro molekulių virpesiai, perduodami iš triukšmo š altinio į ausį. Paprastai jis apibūdinamas bangos garsumu (amplitude) ir žingsniu (dažniu). Garso slėgio lygis arba SPL matuojamas logaritminiais vienetais, vadinamais decibelais (dB). Įprasta žmogaus ausis gali aptikti toną nuo 0 dB (klausos slenksčio) iki 140 dB. Tuo pačiu metu garsai nuo 120 dB iki 140 dB sukelia skausmą.
Koks garso lygis, pavyzdžiui, bibliotekoje? Jis yra apie 35 dB, o važiuojančiame autobuse ar metro traukinyje yra apie 85. Statybos darbaipastatai š altinyje gali generuoti iki 105 dB SPL. SPL mažėja didėjant atstumui nuo objekto.
Garso energijos perdavimo greitis vadinamas intensyvumu, proporcingu SPL kvadratui. Dėl decibelų skalės logaritminio pobūdžio 10 balų padidėjimas reiškia 10 kartų garso intensyvumo padidėjimą. Būdamas 20 metų jis perduoda 100 kartų daugiau. Ir 30 dB reiškia 1000 kartų padidintą intensyvumą.
Kita vertus, kai įtampa padvigubėja, garso stiprumas tik padidėja 3 taškais. Pavyzdžiui, jei statybinis grąžtas skleidžia 90 dB triukšmo, tai du identiški įrankiai, dirbantys greta, sukurs 93 dB. O kai sujungiami du garsai, kurie skiriasi daugiau nei 15 SPL taškų, silpni tonai yra užmaskuojami (arba užgožiami) nuo stipraus garso. Pavyzdžiui, jei grąžtas dirba 80 dB statybvietėje šalia buldozerio esant 95, bendras šių dviejų š altinių slėgio lygis bus matuojamas kaip 95. Mažiau intensyvaus kompresoriaus tono nebus pastebima.
Garso bangos dažnis išreiškiamas ciklais per sekundę, tačiau dažniau naudojamas hercas (1 cps=1 Hz). Žmogaus būgninė membrana yra labai jautrus organas, turintis didelį dinaminį diapazoną, galintis aptikti garsus, kurių dažnis svyruoja nuo 20 Hz (žemo tono) iki maždaug 20 000 Hz (aukšto tono). Žmogaus balso tonalumas normaliame pokalbyje pasireiškia nuo 250 Hz iki 2000 Hz dažniais.
Tikslus garso lygio matavimas ir mokslinis aprašymas skiriasi nuo daugumos subjektyvių žmonių sampratų ir nuomonių apie tai. Individualios žmogaus reakcijos į triukšmą priklauso ir nuo aukščio, ir nuo garsumo. Žmonės su normalia klausa paprastai suvokia aukšto dažnio garsus garsiau nei žemo dažnio garsus tos pačios amplitudės. Dėl šios priežasties elektroniniuose triukšmo matuokliuose atsižvelgiama į suvokiamo garsumo pokyčius su tonu.
Dažnio filtrai matuokliuose padeda suderinti rodmenis su žmogaus ausies jautrumu ir santykiniu įvairių garsų garsumu. Pavyzdžiui, vadinamasis A svertinis filtras dažniausiai naudojamas diagnozuoti aplinkinę bendruomenę. SPL matavimai, atlikti naudojant šį filtrą, išreiškiami A svertiniais decibelais arba dBA.
Dauguma žmonių 6–10 dBA SPL padidėjimą suvokia ir apibūdina kaip „garsumo“padvigubėjimą. Kita sistema, C-svertinė (dBS) skalė, kartais naudojama smūgio triukšmo lygiams, pvz., fotografuojant, ir paprastai yra tikslesnė nei dBA, kad būtų galima nustatyti garsų garsumą naudojant žemo dažnio komponentus.
Triukšmo lygis laikui bėgant keičiasi, todėl matavimo duomenys pateikiami kaip vidurkiai, siekiant išreikšti bendrą garso lygį. Yra keletas būdų tai padaryti. Pavyzdžiui, pakartotinių garso lygio matavimų serija gali būti pranešama kaip L 90=75 dBA, o tai reiškia, kad vertės buvo lygios arba didesnės nei 75 dBA 90 procentų laiko.
Kitas vienetas, vadinamas garso ekvivalento laipsniais (L ekv.), gali būti naudojamas vidutiniam SPL išreikšti per bet kurį dominantį laikotarpį, pvz., aštuonių valandų darbo dieną.(L eq yra logaritminė, o ne aritmetinė reikšmė, todėl bendrame rezultate dominuoja garsūs įvykiai.)
Garso lygio vienetas, vadinamas dienos ir nakties triukšmo verte (DNL arba Ldn), atsižvelgia į tai, kad žmonės yra jautresni nakties tonams. Taigi prie SPL verčių, išmatuotų nuo 10 iki 7 val., pridedama 10 dBA. Pavyzdžiui, DNL matavimai yra labai naudingi apibūdinant bendrą orlaivio triukšmo poveikį.
Darbas su efektais
Triukšmas yra daugiau nei tik nepatogumas. Esant tam tikram poveikio lygiui ir trukmei, jis gali fiziškai pažeisti ausies būgnelį ir jautrias plaukų ląsteles vidinėje ausyje, todėl gali laikinai arba visam laikui prarasti klausą.
Paprastai tai nevyksta, kai SPL yra mažesnis nei 80 dBA (aštuonių valandų įtakos lygius geriausia išlaikyti žemiau 85). Tačiau dauguma žmonių, pakartotinai veikiami daugiau nei 105 dBA, turės tam tikrą nuolatinį klausos praradimą. Be to, per didelis triukšmo poveikis taip pat gali padidinti kraujospūdį ir širdies susitraukimų dažnį, sukelti dirglumą, nerimą ir protinį nuovargį bei trukdyti miegui, atsipalaiduoti ir intymumui.
Triukšmo taršos kontrolė
Todėl svarbu darbo vietoje ir visuomenėje laikytis didžiausios tylos. Vietiniu, regioniniu ir nacionaliniu lygiu priimti triukšmo reglamentai ir įstatymai gali būti veiksmingi mažinant neigiamą triukšmo taršos poveikį.
Aplinkosaugos irpramoninį humusą reglamentuoja darbuotojų saugos ir sveikatos įstatymas bei jį draudžiantis įstatymas. Pagal šias taisykles Darbuotojų saugos ir sveikatos administracija nustatė pramoninio triukšmo kriterijus, kad nustatytų garso poveikio intensyvumo ribas ir trukmę, kurią šis intensyvumas gali būti leistinas.
Jei žmogų skirtingais dienos laikais veikia skirtingo lygio triukšmas, bendra triukšmo ekspozicija arba dozė (D) gaunama iš santykio
kur C yra tikrasis laikas, o T yra leistinas laikas bet kuriame lygyje. Naudojant šią formulę didžiausia galima dienos triukšmo dozė būtų 1, o bet koks didesnis poveikis būtų nepriimtinas.
Maksimalus garso lygis
Patalpų triukšmo kriterijai yra apibendrinti trijuose specifikacijų rinkiniuose, kurie buvo gauti renkant subjektyvius sprendimus iš daugybės žmonių įvairiose konkrečiose situacijose. Jie išsivystė į triukšmo kriterijus (NC) ir pageidaujamo tono kreives (PNC), kurios nustato į aplinką patenkančio lygio ribas. NC kreivės, sukurtos 1957 m., siekia sukurti patogią darbo ar gyvenimo aplinką, nurodant didžiausią leistiną garso lygį oktavų juostose visame garso spektre.
Visas 11 kreivių rinkinys apibrėžia triukšmo kriterijus įvairioms situacijoms. PNC grafika, sukurta 1971 m., apriboja žemo dažnio dūzgimą ir aukšto dažnio šnypštimą. Todėl jiems teikiama pirmenybėsenesnis NC standartas. Apibendrinant kreives, šie kriterijai pateikia projektavimo tikslus įvairių idėjų triukšmo lygiams. Darbo arba buveinės specifikacijos dalis yra atitinkama PNC kreivė. Jei lygis viršija PNC ribas, į aplinką gali būti patekusios garsą sugeriančios medžiagos, kad būtų laikomasi standartų.
Žemą triukšmo lygį galima įveikti naudojant papildomas sugeriančias medžiagas, tokias kaip sunkios užuolaidos arba patalpų plytelės. Kai mažas atpažįstamo triukšmo lygis gali blaškyti dėmesį arba kai gali būti svarbus pokalbių privatumas gretimuose biuruose ir priėmimo zonose, nepageidaujami garsai gali būti užmaskuoti. Mažas b alto triukšmo š altinis, pvz., statinis oras, patalpintas patalpoje, gali užmaskuoti pokalbį iš netoliese esančių biurų, nesukeldamas mirtino garso lygio netoliese dirbančių žmonių ausims.
Šio tipo prietaisai dažnai naudojami gydytojų ir kitų specialistų kabinetuose. Kitas triukšmo mažinimo būdas – klausos apsaugos priemonių naudojimas, kurios uždedamos ant ausų taip pat, kaip ir ausinės. Naudojant parduodamas apsaugas, tonas paprastai gali būti sumažintas nuo 10 dB esant 100 Hz iki daugiau nei 30 dB, kai dažniai viršija 1 000 Hz.
Aptikti garso lygį
Triukšmo ribos lauke taip pat svarbios žmogaus patogumui. Pastato statyba užtikrins tam tikrą apsaugą nuo išorinių garsų, jei pastatas atitiks minimalius standartus ir jeitriukšmo lygis neviršija priimtinų ribų.
Šios ribos paprastai nurodomos tam tikriems paros laikotarpiams, pvz., šviesiu paros metu, vakare ir naktį miegant. Dėl lūžimo atmosferoje dėl temperatūros inversijos naktį iš gana toli esančio greitkelio, oro uosto ar geležinkelio gali sklisti gana stiprūs garsai.
Vienas iš įdomiausių triukšmo kontrolės būdų yra triukšmo užtvarų įrengimas palei greitkelį, atskiriant jį nuo gretimų gyvenamųjų rajonų. Tokių konstrukcijų efektyvumą riboja keliuose vyraujanti ir didelėms transporto priemonėms būdinga garso difrakcija žemuose dažniuose. Kad jie būtų veiksmingi, jie turi būti kuo arčiau triukšmo š altinio arba stebėtojo, taip maksimaliai padidinant difrakciją, reikalingą, kad garsas pasiektų stebėtoją. Kitas šio tipo barjerų reikalavimas yra tas, kad jis taip pat turi apriboti garso lygių skaičių, kad būtų pasiektas reikšmingas triukšmo sumažinimas.
Apibrėžimas ir pavyzdžiai
Decibelas (dB) naudojamas garso lygiui matuoti, tačiau jis taip pat plačiai naudojamas elektronikoje, signaluose ir komunikacijose. DB – logaritminis liestinės apibūdinimo būdas. Santykis gali pasireikšti kaip galia, garso slėgis, įtampa ar intensyvumas arba keletas kitų dalykų. Vėliau dB siejame su telefonu ir garsu (kalbant apie garsumą). Bet pirmiausia, kad suprastume logaritmines išraiškas, pažvelkime į keletą skaičių.
Pavyzdžiui, galime manyti, kad yra du garsiakalbiai,iš kurių pirmasis atkuria garsą, kurio galia P 1, o kita - garsesnį to paties tono variantą, kurio galia P 2, bet visa kita (kiek toli, dažnis) nesikeičia.
Decibelų skirtumas tarp jų apibrėžiamas kaip
10 log (P 2 / P 1) dB, kur log yra 10 bazei.
Jei antrasis gamina dvigubai daugiau energijos nei pirmasis, skirtumas yra dB
10 log (P 2 / P 1)=10 log 2=3 dB,
kaip parodyta diagramoje, kurioje vaizduojami 10 log (P 2 / P 1) ir P 2 / P 1. Tęsiant pavyzdį, jei antrojo galia 10 kartų didesnė už pirmojo, skirtumas dB būtų toks:
10 log (P 2 / P 1)=10 log 10=10 dB.
Jei antrojo stiprumas būtų toks pat milijoną kartų, skirtumas dB būtų
10 log (P 2 / P 1)=10 log 1 000 000=60 dB.
Šiame pavyzdyje parodyta viena decibelų skalės savybė, naudinga aptariant garsą. Jie gali apibūdinti labai didelius santykius naudodami nedidelio dydžio skaičius. Tačiau reikia atkreipti dėmesį, kad decibelas rodo santykį. Tai yra, nebus pasakyta, kiek galios kuris nors garsiakalbis skleidžia, tik iš skirtumo. Taip pat atkreipkite dėmesį į koeficientą 10 apibrėžime, kuris reiškia decibelais.
Akustinis slėgis ir dB
Dažnis dažniausiai matuojamas mikrofonais ir jie reaguoja (apytiksliai) proporcingai slėgiui, s. Dabar garso bangos galia kituosetomis pačiomis sąlygomis yra lygus galvos kvadratui. Panašiai, elektros galia rezistoriuje padauginama įtampa. Kvadrato logaritmas yra tik 2 log x, todėl konvertuojant slėgį į decibelus, įvedamas koeficientas 2. Todėl dviejų garsų lygių, kurių p 1 ir p 2, akustinio slėgio laipsnio skirtumas yra:
20 log (p 2 / p 1) dB=10 log (p 22 / p 1 2) dB=10 log (P 2 / P 1) dB.
Kas atsitinka, kai garso galia sumažėja perpus?
2 logaritmas yra 0,3, taigi 1/2 yra 0,3. Taigi, jei galia sumažinama 2 kartus, tada garso lygis sumažės 3 dB. Ir jei dar kartą atliksite šią operaciją, akustika sumažės dar 3 dB.
Decibelų dydis
Aukščiau matote, kad perpus sumažinus galią, slėgis 2 šaknyje ir garso lygis sumažėja 3 dB.
Pirmasis pavyzdys yra b altas triukšmas (visų garsinių dažnių mišinys). Antrasis pavyzdys yra to paties tono, kurio įtampa sumažinta kvadratinės šaknies 2 koeficientu. Jo grįžtamoji vertė yra maždaug 0,7, taigi 3 dB atitinka įtampos arba slėgio sumažėjimą iki 70%. Žalia linija rodo antgalį kaip laiko funkciją. Raudona žymi nuolatinį eksponentinį mažėjimą. Atkreipkite dėmesį, kad įtampa nukrenta 50 % kas antrą mėginį.
Garso failai ir Flash animacija, kurią sukūrė Johnas Tannas ir George'as Hatsidimitris.
Kokio dydžio yra decibelas?
Btolesnėje serijoje iš eilės imtys sumažėja tik vienu tašku.
O jei skirtumas mažesnis nei decibelas?
Garso lygiai retai pateikiami skaitmenimis po kablelio. Priežastis ta, kad tuos, kurie skiriasi mažiau nei 1 dB, sunku atskirti.
Taip pat matote, kad paskutinis pavyzdys yra tylesnis nei pirmasis, tačiau sunku pastebėti skirtumą tarp iš eilės einančių porų. 10log 10 (1,07)=0,3. Todėl norėdami padidinti garso lygį 0,3 dB, turite padidinti galią 7% arba įtampą 3,5%.
