Støjforurening, uønskede eller for høje lydniveauer kan have skadelige virkninger på menneskers sundhed og miljøkvalitet. Det forekommer almindeligvis i mange industrianlæg og nogle andre arbejdspladser. Samt støjforurening forbundet med vej-, jernbane- og lufttrafik og udendørs aktiviteter.
Måling og opfattelse af lydstyrke
Lydbølger er vibrationer af luftmolekyler, der føres fra en støjkilde til øret. Det er norm alt beskrevet i form af lydstyrke (amplitude) og pitch (frekvens) af bølgen. Lydtryksniveau eller SPL måles i logaritmiske enheder kaldet decibel (dB). Det normale menneskelige øre kan registrere en tone, der spænder fra 0 dB (høregrænse) til 140 dB. Samtidig forårsager lyde fra 120 dB til 140 dB smerte.
Hvad er lydniveauet, for eksempel på biblioteket? Den er omkring 35 dB, mens den inde i en kørende bus eller metro er omkring 85. Byggearbejdebygninger kan generere op til 105 dB SPL ved kilden. SPL falder med afstanden fra motivet.
Hastigheden, hvormed lydenergi transmitteres, kaldes intensitet, proportional med kvadratet af SPL. På grund af decibelskalaens logaritmiske karakter repræsenterer en stigning på 10 punkter en 10-dobling af lydintensiteten. Ved 20 transmitterer den 100 gange mere. Og 30dB repræsenterer en 1000x stigning i intensiteten.
På den anden side, når spændingen fordobles, øges lydstyrken kun med 3 punkter. For eksempel, hvis en byggeboremaskine producerer 90 dB støj, vil to identiske værktøjer, der arbejder side om side, skabe 93 dB. Og når to lyde, der afviger mere end 15 point i SPL, kombineres, maskeres de svage toner (eller overdøves) af den høje lyd. For eksempel, hvis en boremaskine kører ved 80 dB på en byggeplads ved siden af en bulldozer ved 95, vil det kombinerede trykniveau for disse to kilder blive målt til 95. En mindre intens tone fra kompressoren vil ikke kunne mærkes.
Frekvensen af en lydbølge er udtrykt i cyklusser pr. sekund, men hertz er mere almindeligt brugt (1 cps=1 Hz). Den menneskelige trommehinde er et meget følsomt organ med et stort dynamisk område, der er i stand til at detektere lyde ved frekvenser fra 20 Hz (lav tonehøjde) til cirka 20.000 Hz (høj tonehøjde). Tonaliteten af den menneskelige stemme i normal samtale forekommer ved frekvenser fra 250 Hz til 2000 Hz.
Nøjagtig lydniveaumåling og videnskabelig beskrivelse er forskellig fra de fleste subjektive menneskelige forestillinger og meninger om det. Individuelle menneskelige reaktioner på støj afhænger af både tonehøjde og lydstyrke. Mennesker med normal hørelse opfatter norm alt højfrekvente lyde højere end lavfrekvente lyde med samme amplitude. Af denne grund tager elektroniske støjmålere højde for ændringer i opfattet lydstyrke med tonehøjde.
Frekvensfiltre i målerne tjener til at matche aflæsningerne med det menneskelige øres følsomhed og den relative lydstyrke af forskellige lyde. Det såkaldte A-vægtede filter er for eksempel almindeligt anvendt til at diagnosticere det omgivende samfund. SPL-målinger foretaget med dette filter er udtrykt i A-vægtede decibel eller dBA.
De fleste mennesker opfatter og beskriver en stigning på 6-10 dBA i SPL som en fordobling af "lydstyrken". Et andet system, den C-vægtede (dBS) skala, bruges nogle gange til stødstøjniveauer som f.eks. skydning og har en tendens til at være mere nøjagtige end dBA for den opfattede lydstyrke af lyde med lavfrekvente komponenter.
Støjniveauer har en tendens til at ændre sig over tid, så måledata præsenteres som gennemsnit for at udtrykke overordnede lydniveauer. Der er flere måder at gøre dette på. For eksempel kunne en række gentagne lydniveaumålinger rapporteres som L 90=75 dBA, hvilket betyder, at værdierne var lig med eller større end 75 dBA i 90 procent af tiden.
En anden enhed kaldet lydækvivalente grader (L eq) kan bruges til at udtrykke den gennemsnitlige SPL over enhver interesseperiode, f.eks. en otte-timers arbejdsdag.(L eq er en logaritmisk værdi, ikke en aritmetisk værdi, så høje hændelser dominerer det samlede resultat.)
En enhed for lydniveau kaldet Day-Night Noise Value (DNL eller Ldn) tager højde for, at folk er mere følsomme over for tone om natten. Så 10-dBA lægges til SPL-værdier målt mellem kl. 10 og 7. For eksempel er DNL-målinger meget nyttige til at beskrive den samlede eksponering for flystøj.
Arbejde med effekter
Støj er mere end blot en gene. Ved visse eksponeringsniveauer og varigheder kan det forårsage fysisk skade på trommehinden og følsomme hårceller i det indre øre, hvilket resulterer i midlertidigt eller permanent høretab.
Det forekommer norm alt ikke ved SPL'er under 80 dBA (otte-timers indflydelsesniveauer holdes bedst under 85). Men de fleste mennesker, der gentagne gange udsættes for mere end 105 dBA, vil have en vis grad af permanent høretab. Derudover kan overdreven udsættelse for støj også øge blodtrykket og hjertefrekvensen, forårsage irritabilitet, angst og mental træthed og forstyrre søvn, afslapning og intimitet.
Støjforureningskontrol
Derfor er det vigtigt at bevare den største stilhed på arbejdspladsen og i samfundet. Støjregler og love vedtaget på lok alt, region alt og nation alt plan kan være effektive til at afbøde de negative virkninger af støjforurening.
Miljø- ogindustriel hum er reguleret under arbejdsmiljøloven og loven imod det. I henhold til disse regler har Arbejdstilsynet fastsat kriterier for industriel støj for at pålægge grænser for intensiteten af lydeksponering og varigheden af denne intensitet.
Hvis en person udsættes for forskellige støjniveauer på forskellige tidspunkter i løbet af dagen, opnås den samlede eksponering eller dosis (D) af støjen ud fra forholdet,
hvor C er den faktiske tid, og T er den tilladte tid på ethvert niveau. Ved at bruge denne formel ville den mest mulige daglige støjdosis være 1, og enhver eksponering over det ville være uacceptabel.
Maksim alt lydniveau
Kriterier for indendørs støj er opsummeret i tre sæt specifikationer, der blev opnået ved at indsamle subjektive vurderinger fra et stort udvalg af mennesker i forskellige specifikke situationer. Disse har udviklet sig til Noise Criteria (NC) og Preferred Tone Curves (PNC), som sætter grænser for det niveau, der indføres i miljøet. NC-kurver, udviklet i 1957, har til formål at give et behageligt arbejds- eller opholdsmiljø ved at specificere det maksim alt tilladte lydniveau i oktavbånd over hele lydspektret.
Et komplet sæt af 11 kurver definerer støjkriterier for en lang række situationer. PNC-grafik, udviklet i 1971, tilføjer grænser for lavfrekvent brummen og højfrekvent sus. Derfor foretrækkes deældre NC-standard. Sammenfattet på kurverne giver disse kriterier designmål for støjniveauer for forskellige ideer. En del af job- eller habitatspecifikationen er den tilsvarende PNC-kurve. I tilfælde af at niveauet overskrider PNC-grænserne, kan lydabsorberende materialer indføres i miljøet efter behov for at overholde standarderne.
Lavt støjniveau kan overvindes med ekstra absorberende materiale såsom tunge gardiner eller indendørs fliser. Hvor lave niveauer af identificerbar støj kan være distraherende, eller hvor privatlivets fred for samtaler i tilstødende kontorer og receptionsområder kan være vigtigt, kan uønskede lyde blive maskeret. En lille kilde til hvid støj, såsom statisk luft, placeret i et rum kan maskere samtaler fra nærliggende kontorer uden at være et dødeligt lydniveau for ørerne på folk, der arbejder i nærheden.
Denne type enhed bruges ofte på kontorer hos læger og andre fagfolk. En anden metode til støjreduktion er brugen af høreværn, som bæres over ørerne på samme måde som høreværn. Ved at bruge kommercielt tilgængelige beskyttere kan tonereduktion opnås i området typisk fra 10 dB ved 100 Hz til over 30 dB for frekvenser over 1.000 Hz.
Registrer lydniveau
Udendørs støjgrænser er også vigtige for menneskers komfort. Opførelsen af en bygning vil give en vis beskyttelse mod ydre lyde, hvis bygningen opfylder minimumsstandarder og hvisstøjniveauet er inden for acceptable grænser.
Disse grænser er norm alt angivet for bestemte perioder af dagen, såsom i dagtimerne, om aftenen og om natten, mens du sover. På grund af brydning i atmosfæren forårsaget af temperaturinversionen om natten, kan der udsendes relativt høje lyde fra en temmelig fjern motorvej, lufthavn eller jernbane.
En af de interessante metoder til støjkontrol er konstruktionen af støjskærme langs motorvejen, der adskiller den fra tilstødende boligområder. Effektiviteten af sådanne strukturer er begrænset af diffraktionen af lyd mere ved lave frekvenser, som er fremherskende på veje og er iboende i store køretøjer. For at være effektive skal de være så tæt som muligt på kilden eller observatøren af støjen, og derved maksimere den diffraktion, der kræves for, at lyden kan nå observatøren. Et andet krav til denne type barriere er, at den også skal begrænse antallet af lydniveauer for at opnå en væsentlig støjreduktion.
Definition og eksempler
Decibel (dB) bruges til at måle lydniveauer, men det er også meget brugt i elektronik, signaler og kommunikation. DB - logaritmisk måde at beskrive tangens på. Forholdet kan vise sig som effekt, lydtryk, spænding eller intensitet eller flere andre ting. Senere forbinder vi dB med telefon og lyd (i forhold til lydstyrke). Men først, for at få en idé om logaritmiske udtryk, lad os se på nogle tal.
Vi kan for eksempel antage, at der er to højttalere,hvoraf den første spiller en lyd med en potens af P 1, og den anden en højere version af den samme tone med en potens af P 2, men alt andet (hvor langt, frekvens) forbliver det samme.
Decibelforskellen mellem dem er defineret som
10 log (P 2 / P 1) dB hvor log er for basis 10.
Hvis den anden producerer dobbelt så meget energi som den første, er forskellen i dB
10 log (P 2 / P 1)=10 log 2=3 dB,
som vist i grafen, der plotter 10 log (P 2 / P 1) vs P 2 / P 1. For at fortsætte eksemplet, hvis den anden har 10 gange magten af den første, vil forskellen i dB være:
10 log (P 2 / P 1)=10 log 10=10 dB.
Hvis sekundet havde samme styrke en million gange, ville dB-forskellen være
10 log (P 2 / P 1)=10 log 1 000 000=60 dB.
Dette eksempel viser en funktion ved decibel-skalaerne, som er nyttig, når man diskuterer lyd. De kan beskrive meget store forhold ved hjælp af tal af beskeden størrelse. Men du skal være opmærksom på, at decibel repræsenterer forholdet. Det vil sige, det vil ikke blive sagt, hvor meget strøm nogen af højttalerne udsender, kun fra forskellen. Og vær også opmærksom på faktoren 10 i definitionen, som står for deci i decibel.
Akustisk tryk og dB
Frekvens måles norm alt med mikrofoner, og de reagerer (ca.) proportion alt med trykket, s. Nu kraften af lydbølgen på andenunder samme forhold er lig med kvadratet af hovedet. På samme måde går elektrisk strøm i en modstand som spænding ganget. Kvadratens logaritme er kun 2 log x, så ved omregning af tryk til decibel indføres en faktor 2. Derfor er forskellen i grad af akustisk tryk mellem to lydniveauer med p 1 og p 2:
20 log (p 2 / p 1) dB=10 log (p 22 / p 1 2) dB=10 log (P 2) / P 1) dB.
Hvad sker der, når lydstyrken halveres?
Logaritmen af 2 er 0,3, så 1/2 er 0,3. Så hvis effekten reduceres med 2 gange, vil lydniveauet blive reduceret med 3 dB. Og hvis du gør denne handling igen, vil akustikken falde med yderligere 3 dB.
Decibel-størrelse
Du kan se ovenfor, at halvering af effekten reducerer trykket på rod 2 og lydniveauet med 3 dB.
Den første prøve er hvid støj (en blanding af alle hørbare frekvenser). Den anden prøve er den samme tone med spændingen reduceret med en faktor af kvadratroden af 2. Dens reciproke er ca. 0,7, så 3 dB svarer til en reduktion i spænding eller tryk på op til 70 %. Den grønne linje viser dysen som en funktion af tiden. Den røde viser et kontinuerligt eksponentielt fald. Bemærk, at spændingen falder med 50 % for hver anden prøve.
Lydfiler og flash-animation af John Tann og George Hatsidimitris.
Hvor stor er en decibel?
Bi den følgende serie falder på hinanden følgende stikprøver kun med ét point.
Hvad hvis forskellen er mindre end en decibel?
Lydniveauer er sjældent angivet med decimaler. Årsagen er, at dem, der afviger med mindre end 1 dB, er svære at skelne.
Og du kan også se, at det sidste eksempel er mere stille end det første, men det er svært at se forskellen mellem på hinanden følgende par. 10log 10 (1,07)=0,3. For at øge lydniveauet med 0,3 dB skal du derfor øge effekten med 7% eller spændingen med 3,5%.
