Hałas – wszelkie niepożądane, nieprzyjemne, dokuczliwe, uciążliwe lub szkodliwe drgania mechaniczne ośrodka sprężystego, oddziaływujące za pośrednictwem powietrza na narząd słuchu oraz inne zmysły człowieka. Hałas jest zjawiskiem akustycznym. Rozpoznanie zjawiska polega na ocenie subiektywnej.

Hałas środowiskowy – niechciane lub szkodliwe dźwięki powodowane przez działalność człowieka na wolnym powietrzu, w tym hałas emitowany przez środki transportu, ruch drogowy, ruch kolejowy, ruch samolotowy, oraz hałas pochodzący
z obszarów działalności przemysłowej.

PARAMETRY AKUSTYCZNE POLA AKUSTYCZNEGO

pole akustyczne - obszar, w którym rozchodzą się fale akustyczne. Parametry akustyczne pole akustycznego to ciśnienie akustyczne; natężenie dźwięku. Pole akustyczne zależy od źródła dźwięku i od warunków akustycznych otoczenia.

Ciśnienie akustyczne (p [Pa]) – różnica między chwilową wartością ciśnienia ośrodka gdy rozchodzi się w nim fala akustyczna, a ciśnieniem statycznym (atmosferycznym) w tym samym punkcie, gdy w ośrodku nie rozprzestrzeniają się drgania akustyczne

Poziom ciśnienia akustycznego:

Lp = 10 log p²/ p_o² =20 log p/ p_o [dB] gdzie

p – ciśnienie, którego poziom wyznaczamy

p_o – ciśnienie odniesienia, p_o =20 µPa=2·10^–5 Pa

Natężenie dźwięku (I [W/m²]) – ilość energii akustycznej przepływającej przez jednostkę powierzchni w jednostce czasu. Natężenie dźwięku jest wektorem, w przeciwieństwie do ciśnienia akustycznego, które jest skalarem. Kierunek wektora natężenia zgodny jest z kierunkiem przepływu energii akustycznej.

Poziom natężenia dźwięku:

L_I = 10 log I/I₀ [dB]

I – natężenie dźwięku, którego poziom się wyznacza

I₀ – natężenie dźwięku odniesienia = 10^-12 W/m²

PARAMETRY AKUSTYCZNE ŹRÓDŁA DŹWIĘKU

Moc akustyczna (P [W] – (Na)) – ilość energii akustycznej wypromieniowanej przez źródło w jednostce czasu.

Poziom mocy akustycznej:

L_Na = 10 log Na/Na₀ [dB]

Na – moc akustyczna, której poziom wyznaczamy [W]

Na_o – moc akustyczna odniesienia 10^–12 [W]

Współczynnik kierunkowości: Q = p²/ p_o²

p – skuteczna wartość ciśnienia akustycznego w polu swobodnym w danym punkcie na osi głównej promieniowania źródła dźwięku

p₀ – średnia skuteczna wartość ciśnienia akustycznego na powierzchni kuli w środku, której leży źródło i przechodzącej przez dany punkt.

PROPAGACJĘ DŹWIĘKU W PRZESTRZENI OTWARTEJ (wartość Lp) zależy od:

- odległość źródła

- pochłanianie energii akust przez powietrze

- odbicia i ugięcia fali akust na obiektach

- wpływu wiatru

- wpływu zieleni

a) źródło punktowe – nieskończenie mała kula pulsująca promieniowo (promienie kuli zmieniają się okresowo) – jest wszechkierunkowe i promieniuje falę kulistą – jej czoło tworzy powierzchnię kuli; czoło fali – powierzchnia, na której drgające cząstki są w tej samej fazie

pole fali swobodnej to obszar w którym do obserwatora dochodzi jedynie fala bezpośrednia od źródła

I = P/4∏r² [W/m²] zał: brak pochłaniania energii akust przez powietrze

L2 = L1 – 20 log r₂/r₁ [dB] gdy r₂ = 2r₁ to 20 log r₂/r₁ = 6dB

W przypadku źródła punktowego, w polu fali swobodnej, przy braku tłumienia energii akustycznej przez powietrze, poziom ciśnienia akustycznego obniża się o 6 dB na podwojenie odległości od źródła.

b) źródło liniowe – zbiór źródeł punktowych rozmieszczonych wzdłuż linii prostej. Jest źródłem fali cylindrycznej, której czoło stanowi powierzchnia boczna walca. Dla fali cylindrycznej związek pomiędzy ciśnieniem akustycznym, a natężeniem jest współczynnik:

I = P/2∏r [W/m2] P- moc akustyczna jednostkowego odcinka źródła; r-odległość punktu obserwacji od źródła

Ta zależność służy do prognozowania rozkładu poziomu ciśnienia akustycznego w odległości r₂ od źródła, gdy znany jest poziom L₁ w odległości r₁ przy założeniu braku pochłaniania energii akustycznej przez powietrze. L₂–poziom w odległości r₂.

L₂ = L₁ – 10 log r₂/r₁

W polu fali swobodnej poziom ciśnienia akustycznego jest liczbowo równy poziomowi natężenia dźwięku: ∆L=3 dB/2r

c) źródło powierzchniowe – zbiór źródeł punktowych rozmieszczonych regularnie na powierzchni. Źródło generuje falę płaską, której czoło fali stanowi płaszczyzna prostopadła do kierunku rozchodzenia się fali. zał: brak pochłaniania energii akust przez powietrze

PRZYCZYNY POCHŁANIANIA FAL AKUSTYCZNYCH PRZEZ POWIETRZE:

- lepkość środowiska

- przewodzenie ciepła między warstwami środowiska o różnej temperaturze

- promieniowanie ciepła między warstwami środowiska o różnej temperaturze

I_r, m=I_r•e^−mr

I_r,m – natężenie dźwięku w odległości r od źródła z uwzględnieniem tłumienia energii akustycznej przez powietrze

I_r – natężenie dźwięku w odległości r od źródła bez uwzględnienia tłumienia [W]

m – współczynnik pochłaniania energii akustycznej przez powietrze [1/m]

r – odległość punktu obserwacji od źródła dźwięku

WSPÓŁ POCHŁ EN AKUST PRZEZ POWIETRZE (m) ZALEŻY OD:

- gęstość ośrodka: (temperatura; wilgotność; ciśnienie atmosferyczne); częstotliwość

Wpływ wiatru:

- zmiany prędkości rozprzestrzeniania się dźwięku

- załamywanie się fal akustycznych i powstawanie obszaru cienia akustycznego

Wpływ zieleni: tłumienie: 0,1 dB/m – 0,25 dB/m; L₂=L₁-k∙20 log(r₂/r₁) [dB]; k = 1,1 dla trawy; k = 1,2 dla krzewów

k = 1,5 dla lasu

PARAMETRY AKUSTYCZNE DŹWIĘKU (wnętrz):

średni współczynnik pochłaniania pomieszczenia

$$\mathbf{\alpha}_{\mathbf{sr}}\mathbf{=}\frac{\sum_{\mathbf{i = 1}}^{\mathbf{n}}{\mathbf{s}_{\mathbf{i}}\mathbf{\bullet}\mathbf{\alpha}_{\mathbf{i}}}}{\sum_{\mathbf{i = 1}}^{\mathbf{n}}\mathbf{s}_{\mathbf{i}}}$$

α_i – współczynnik pochłaniania i-tej powierzchni jednorodnej pod względem akustycznym, o polu S

n – liczba powierzchni zróżnicowanych pod względem akustycznym

chłonność akustyczna – zdolność pomieszczenia do pochłaniania energii akustycznej przy padaniu fal dźwiękowych na wszystkie jego powierzchnie, a także znajdujących się w nim ludzi i przedmiotów oraz przy uwzględnieniu tłumienia w powietrzu. Wyrażona jest w m².

A = S_całk · α_śr [m²] gdzie

S – całkowita powierzchnia ograniczająca pomieszczenie

r_gr→I_bezp=I_odb

$$\frac{\mathbf{\text{Na}}}{\mathbf{4\pi \bullet}{\mathbf{r}_{\mathbf{\text{gr}}}}^{\mathbf{2}}}\mathbf{=}\frac{\mathbf{4Na}}{\mathbf{A}}\backslash n$$

S – pole powierzchni ograniczających pomieszczenie

α_śr – średni współczynnik pochłaniania pomieszczenia

Jeżeli mamy wnętrze silnie odbijające, wzór uproszczony Savina: α_śr < 0,2 → $\mathbf{T =}\frac{\mathbf{0,161 \bullet V}}{\mathbf{A}}$ (wzór eksperymentalny)

METODY ANALIZY POLA AKUSTYCZNEGO:

- Metoda falowa

- Metoda statystyczna

- Metoda geometryczna

Metoda falowa:

- ma zastosowanie jedynie do pomieszczeń prostopadłościennych. Została ona opracowana przy założeniu, że ośrodek jest bezstratny, nie ma straty energii w powietrzu

- założenie: m=0, tzn. ośrodek bez strat

- ściany są jednorodne pod względem akustycznym parami

(z_x, z_y, z_z)

- źródło dźwięki, które będzie źródłem energii akustycznej jest źródłem punktowym

Metoda statystyczna:

Założenia:

- wszystkie kierunki dochodzenia fal odbitych do punktu obserwacji są jednakowo prawdopodobne

- gęstość energii akustycznej fal odbitych jest jednakowa we wszystkich punktach obserwacji

- średnie wartości energii fal odbitych dochodzących do punktu obserwacji dodają się arytmetycznie

Pomiar akustyczny, które spełnia pierwsze dwa założenia jest idealnym polem pogłosowym, tzw. polem dyfuzyjnym. Pole takie występuje jedynie w warunkach laboratoryjnych, w tzw. komorze pogłosowej (przeciwieństwo komory bezechowej).

Metoda statystyczna pozwala nam na zdefiniowanie 4 podstawowych parametrów akustycznych wnętrza: średniego współczynnika pochłaniania; chłonności akustycznej; odległości granicznej; czasu pogłosu

Metoda geometryczna:

- Promieniowa

- Źródeł pozornych - polega na stworzeniu sieci źródeł pozornych (pierwszego lub wyższych rzędów) i zastąpieniu fal odbitych docierającymi do obserwatora falami bezpośrednimi od źródeł pozornych

Założenie:

- Wymiary pomieszczenie >> λ ( f_gr)

- Ze źródła dźwięku wychodzą „promienie dźwiękowe”, które podlegają prawom optyki

- Źródło dźwięku punktowe

- Pomijalne są zjawiska fazowe, jedynym skutkiem superpozycji fal jest sumowanie energii

MATERIAŁY DŹWIĘKOCHŁONNE A USTROJE:

Materiały dźwiękochłonne- materiały porowate, których znaczną część ich objętości stanowią cienkie kanaliki wypełnione powietrzem (styropian, wełny mineralne).

Ich współczynnik pochłaniania α zależy od:

- Grubości materiału: d [m] (α rośnie, gdy d rośnie)

- Rezystancji akustycznej jednostkowej przepływowej: r_j [Pa · s/m] (α rośnie, gdy r_j maleje)

- Porowatość materiału: g [%] – im materiał bardziej porowaty, tym większą jego objętość stanowi powietrze, które wypełnia kanaliki. Jest to stosunek powietrza do całego materiału. α rośnie, gdy porowatość rośnie.

Im większa grubość, bądź porowatość (większa ilość powietrza), tym energia akustyczna jest bardziej tłumiona, dlatego współczynnik pochłaniania α jest większy.

Zależy też od współczynników zewnętrznych:

- częstotliwości fali akustycznej – zazwyczaj im wyższa częstotliwość, tym wyższy współczynnik pochłaniania

- kąta padania fali

Ustroje dźwiękochłonne: złożone układy, umożliwiające uzyskanie dużych wartości α dla średnich i małych częstotliwości.

Podstawą zjawiska pochłaniania energii akustycznej przez ustroje dźwiękochłonne jest zjawisko rezonansu akustycznego, dla danej częstotliwości rezonansowej występuje maksimum pochłaniania energii akustycznej. Ustroje dźwiękochłonne są zazwyczaj projektowane dla danego szczególnego przypadku w celu uzyskania odpowiedniej geometrii układu, umożliwiającej uzyskanie odpowiedniej częstotliwości rezonansowej.

Dzielimy na ustroje: płytowe (gipsowe, pilśniowe, drewniane) i komorowe (oparte na rezonatorach Helmholtza) – ustroje perforowane

POMIAR POGŁOSOWEGO WSPÓŁCZYNNIKA POCHŁANIANIA α:

Jest to wartość zmierzona w komorze pogłosowej. Pomiar współczynnika pochłaniania jest dokonywany metoda pośrednią, znormalizowaną, poprzez pomiar czasu pogłosu.

Warunki pomiaru:

- próbkę prostokątną o wymiarach 10 m² układamy na środku podłogi komory pogłosowej

- w komorze pogłosowej istnieje pole idealne rozproszone, tzw. pole dyfuzyjne, żadnych rezonansów, równo rozłożona energia; pomieszczenie silnie odbijające α < 0,2

- objętość, a chłonność akustyczna komory – pomiar czasu pogłosu wykonywany jest dwukrotnie bez materiału dźwiękochłonnego (bez próbki badanej) i po umieszczeniu próbki badanej na podłodze

- 6 punktów pomiarowych

$$\mathbf{T =}\frac{\mathbf{0,161 \bullet V}}{\mathbf{A}}\mathbf{\text{\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ α}}_{\mathbf{probki}}\mathbf{=}\frac{\mathbf{0,161 \bullet V}}{\mathbf{S}}\left( \frac{\mathbf{1}}{\mathbf{T}_{\mathbf{2}}}\mathbf{-}\frac{\mathbf{1}}{\mathbf{T}_{\mathbf{1}}} \right)$$

V – objętość pomieszczenia/komory

A – chłonność akustyczna pomieszczenia/komory

T₁ – średni czas pomiaru pogłosu pustej komory, bez próbki

T₂ – średni czas pogłosu komory z badanym materiałem, z próbką

CHARAKTERYSTYKA IDEALNEJ PRZEGRODY POJEDYNCZEJ – jednorodnej izolacyjności akustycznej od dźwięków powietrznych

f_gr – częstotliwość zależy od masy, im wyższa, tym wyższe częstotliwości

Oś pozioma – częstotliwość

Oś pionowa – izolacyjność w decybelach

I Rezonans mechaniczny (jest wynikiem efektu sztywności) – metody mocowania przegrody, kiepska izolacyjność dla niskich częstotliwości

II Prawo masy – wzrost izolacyjności funkcji częstotliwości – liniowy, izolacyjność wzrasta o 6 dB. Zależność w stosunku do masy (podwojenie masy = wzrost izolacyjności o 6 dB)

M_p↑ 2razy M_p↑ 6dB

log2 = 0,3

III Efekt koincydencji (pojawiają się fale gięte) – powyżej tej częstotliwości następuje załamanie. Przy tej częstotliwości pojawiają się w przegrodzie fale skośne i fale giętne (f_gr) (rezonans magnetyczny)

$$\mathbf{R \approx 20}\log{\frac{\mathbf{\omega \bullet}\mathbf{M}_{\mathbf{p}}}{\mathbf{2}\mathbf{\rho}_{\mathbf{0}}\mathbf{\bullet c}}\mathbf{\ \lbrack dB\rbrack}}$$

R – izolacyjność przegrody

M_p – masa 1 m² przegrody

ω – 2 · π · f

f – częstotliwość fali akustycznej

ρ₀ – gęstość właściwa ośrodka

c – prędkość fali akustycznej

POMIARY IZOLACYJNOŚCI PRZEGRÓD DLA DŹWIĘKÓW POWIETRZNYCH

L₁ – poziom średniego ciśnienia akustycznego w pomieszczeniu nadawczym; L₂ – poziom średniego ciśnienia akustycznego w pomieszczeniu odbiorczym

Założenie:

- Obie komory odizolowane akustycznie, przenikanie energii z pomieszczenia 1 do pomieszczenia 2 jedynie przez badaną próbkę

- W obu komorach pole dyfuzyjne

W pierwszym pomieszczeniu jest głośnik zasilany generatorem szumu, filtrami oktawowymi i wzmacniaczem. Taki układ tylko dla pomieszczenia nadawczego.

Drugie pomieszczenie: 2 tory odbiorcze: mikrofon – sygnał idzie do wzmacniacza i układu rejestrującego.

Po wprowadzeniu sygnału do pomieszczenia nadawczego (szum głośnika), odczytujemy poziom średniego ciśnienia akustycznego w pomieszczeniu nadawczym.

Izolacyjność akustyczna właściwa przegrody:

$$R_{wl} = L_{1} - L_{2} + 10\log\frac{s}{A}\ \lbrack dB\rbrack$$

R_wł – izolacyjność właściwa przegrody od dźwięku, miara jednostkowa;

s – pole powierzchni próbki badanej [m²]

A – chłonność akustyczna pomieszczenia odbiorczego

Wpływ pola powierzchni przegrody: pole powierzchni rośnie, zwiększa się przepływ energii z pomieszczenia nadawczego do odbiorczego.

Izolacyjność akustyczna właściwa przegrody:

$$R_{\text{ef}} = L_{1} - L_{2} + 10\log\frac{A_{0}}{A}\ \lbrack dB\rbrack$$

R_ef - jest funkcja pola powierzchni przegrody

A₀ – chłonność odniesienia = 10 m²

$$R_{\text{ef}} = R_{wl} - 10\log\frac{s}{A_{0}}\ \lbrack dB\rbrack$$

S↑ L₂ ↓R_ef↓

IZOLACYJNOŚĆ AKUSTYCZNA PRZEGRODY OD DŹWIĘKÓW MATERIAŁOWYCH:

D=L_śr-10 log(A/A₀) [dB]

D=L_śr-10 log(T/T₀) [dB]

D – izolacyjność stropu

L_śr – poziom średniego ciśnienia akustycznego w pomieszczeniu odbiorczym

A-chłonność akustycz pom. zakłócanego

A₀ = 10 m²

T – czas pogłosu pom. zakłócanego T₀ = 0,5 s

Stukacz (wg ISO):

5 młotków (co 10 cm); masa młotka = 0,5kg; swobodny spadek z h = 4 cm; f_uderzeń = 10 Hz

FUNKCJE UCHA:

Małżowina uszna:

- Umożliwia percepcję kierunku dochodzenia fal akustycznych (służy do identyfikacji kierunku dochodzenia fali akustycznej) – mechanizm jest różny w zależności od częstotliwości.

- Wysokie częstotliwości – dyfrakcja fali (ugięcie na krawędzi), niskie częstotliwości – odbicie (reflektor).

- Chroni przed urazami mechanicznymi (zderzak, amortyzacja).

Kanał słuchowy:

- zbudowany jest o długości ok. 25 mm

- stabilizacja warunków atmosferycznych (temperatura i wilgotność bębenka, filtr mechaniczny)

- ważne jest stałe naprężenie (sprawność przekazywania energii, fala wprawia ją w drgania)

- pełni funkcję rezonatora akustycznego (standard częstotliwości: 3 125 Hz): f_rez = 2000 Hz – 4000 Hz; wzmocnienie dźwięku: 10 – 20 dB (dzięki zjawisku rezonansu akustycznego)

Błona bębenkowa:

- eliptyczny stożek: s ≈ 8 x 9 [mm²], h ≈ 2mm

- fala padając na błonę bębenkową wprowadza błonę bębenkowa w drgania

- średnia amplituda drgań błony: 10^-8 (średnica atomu wodoru) – bardzo czułe

Kanał Eustachiusza (kanał łączący się z gardłem):

- wyrównuje ciśnienie zewnętrzne i wewnętrzne po obu stronach błony bębenkowej.

Funkcje Ucha Środkowego:

- transformacja (wzmocnienie sygnału)

- mechanizm obronny (tłumienie sygnału)

1 i 2 w zależności od siły sygnału

MECHANIZM OBRONNY = REFLEKS SŁUCHOWY:

Chroni przed zniszczeniem ucha środkowego.

Mechanizm jest obuuszny. Mechanizm obronny włącza się przy poziomie akustycznym 80-90 dB. Im wyższa częstotliwość dźwięku, tym przy niższym poziomie włącza się mechanizm obronny.

1. W ciągu działania mięśni następuje zmiana osi obrotu strzemiączka (90^o). Mięśnie działają, strzemiączko obraca się o 90^o i następuje zaburzenie dźwigni (dźwignia nie jest dźwignią)

2. Zmiana naprężeń obu błon (bębenkowej i okienka owalnego), naprężenie bębenkowe wzrasta, a okienka owalnego maleje. Jest zmniejszone przekazywanie energii mechanicznej.

- t_min niezbędne do uruchomienia mechanizmu 50 ÷ 150 ms

- czas (od chwili ustania bodźca) potrzebny do powrotu mięśni i kostek do stanu wyjściowego 200 ms ÷ 1,2 s

Wszystkie hałasy impulsowe, które mają czas narastania impulsu krótszy niż czas niezbędny do zadziałania mechanizmu obronnego, będą dla organizmu bardziej niebezpieczne niż inne hałasy (hałas ciągły mniej szkodliwy od impulsowego).

Hałas impulsywny odznacza się tak szybkim narastaniem ciśnienia akustycznego do dużych wartości że mechanizm obrotowy narządu słuchu nie mogą zmniejszyć transmisji energii akustycznej, wskutek czego możliwe jest znaczne przeciążenie słuchu. (istotne: częstotliwość impulsów, czas narastania impulsu)

Próg słyszalności – zbiór wartości minimalnych poziomów ciśnienia akustycznego dla różnych częstotliwości wywołujących wrażenie dźwiękowe (mniejsze nie będą słyszalne)

Granica bólu – przekroczenie jej prowadzi do uszkodzenia słuchu. Jest funkcją częstotliwości.

Obszar słyszalności – zmienia się z wiekiem, ograniczenie następuje szczególnie dla wysokich f (60 lat do 5kHz)

POZIOM DŹWIĘKU A (B, C)- jest to poziom ciśnienia akustycznego skorygowanego według charakterystyki częstotliwościowej A (B, C)

RÓWNOWAŻNY (EKWIWALENTNY) POZIOM DŹWIĘKU. Poziom równoważny wyznacza się dla hałasów nieustalonych, to znaczy taki hałas ciągły, którego poziom dźwięku A zmienia się w czasie obserwacji co najmniej o 5 dB (ΔL_A ≥ 5dB).

Poziom równoważny poziomowi hałasu ustalonego w czasie obserwacji T, w którym to czasie reakcja organizmu jest taka sama jak przy ekspozycji na hałas nieustalony – wyznaczony dla hałasów nieustalonych – wyznaczony dla czasu obserwacji T

L_A,eq,T =10 log 1/T ∫₀^t (p_A(t)/p_o) ² dt

p_A – ciśnienie akustyczne skorygowane charakterystyką A

p_o – ciśnienie odniesienia 10^–5 Pa

T – czas obserwacji; T=∑ t_i

KRZYWE IZOFONICZNE

- Jednostka 1 fon

- Dowolny ton ma poziom głośności n fonów jeśli jest oceniany jako jednakowo głośny z tonem f = 1000Hz, L_p = n dB

- Krzywe izofoniczne pokazują jaka jest nasza wrażliwość na różne częstotliwości.

- Mierniki powinny mieć takie same charakterystyki jak nasz organ słuchu.

- Krzywe izofoniczne podzielono na trzy grupy:

- Krzywa A aproksymuje od 0 do 55 fonów

- Krzywa B aproksymuje od 55 do 85 fonów

- Krzywa C reprezentuje charakterystyki powyżej 85 fonów

- Poziom dźwięku A, B lub C – jest to poziom ciśnienia ważony charakterystyką A (B lub C).

- Różnica pomiędzy poziomem dźwięku A, a poziomem ciśnienia akustycznego:

- p → liniowa f, układ pomiarowy → L_p [dB]

- p → A lub C, układ pomiarowy → L_A, L_C

Każda krzywa to zbiór punktów odpowiadających wartością poziomu akustycznego dźwięków prostych, wytwarzających w człowieku o normalnym słuchu, w polu fali swobodnej takie same wrażenie słuchowe

jako dźwięki wzorcowe przyjęto ton o częstotliwości 1000 Hz

UBYTEK SŁUCHU I TYPOWY AUDIOGRAM

Ubytek słuchu [dB]

U_s = 20 log p/p_n = F(f)

U_s = L_prog-L_{prog stand}

p - ciśnienie akustyczne odpowiadające progowi słyszenia osoby badanej;

p_n - ciśnienie akustyczne odpowiadające znormalizowanemu progowi słyszenia

Długotrwałe oddziaływanie hałasu na narząd słuchu powoduje zmiany patologiczne i fizjologiczne.

KRYTERIA OCENY HAŁASU W ŚRODOWISKU ZEWNĘTRZNYM:

- w celu ustalania i kontroli warunków korzystania ze środowiska, w odniesieniu do jednej doby

- mające zastosowanie do prowadzenia długookresowej polityki w zakresie ochrony przed hałasem

Wskaźniki hałasu L_DWN i L_N stosowane są do prowadzenia długookresowej polityki w zakresie ochrony przed hałasem, w szczególności:

1. Sporządzania map akustycznych (metody obliczeniowe)

2. Sporządzania programów ochrony środowiska

- L_DWN – długookresowy średni poziom dźwięku A, wyznaczony w ciągu wszystkich dób roku, z uwzględnieniem: pory dnia (godz. 6:00 – 18:00); pory wieczoru (18:00 – 22:00); pory nocy (22:00 – 06:00)

→ długookresowy, bo interesuje nas rok; tolerancja 1 h zgodnie z dyrektywą

- L_N – długookresowy średni poziom dźwięku A, wyznaczony w ciągu wszystkich pór nocy (godz. 22:00 – 6:00)

Wskaźniki te są obliczane. Istnieje kilka modeli matematycznych. Danymi wejściowymi mogą być wartości pochodzące z pomiarów, ale nie mierzy się ich, tylko oblicza.

$$\mathbf{L}_{\mathbf{\text{dwn}}}\mathbf{= 10\ lg\ }\frac{\mathbf{1}}{\mathbf{24}}\left( \mathbf{12 \bullet}\mathbf{10}^{\frac{\mathbf{L}_{\mathbf{D}}}{\mathbf{10}}}\mathbf{+ 4 \bullet}\mathbf{10}^{\frac{\mathbf{L}_{\mathbf{W}}\mathbf{+ 5}}{\mathbf{10}}}\mathbf{+ 8 \bullet}\mathbf{10}^{\frac{\mathbf{L}_{\mathbf{N}}\mathbf{+ 10}}{\mathbf{10}}} \right)$$

L_D – długookresowy dzienny średni poziom dźwięku A

L_W – długookresowy wieczorny średni poziom dźwięku A

L_N – długookresowy nocny średni poziom dźwięku A

Jest to klasyczne obliczanie średniej wartości energetycznej. Sumujemy energię z dnia, wieczoru i nocy Wieczorem podnosimy wymaganie o 5 dB, bo chcemy mieć większy komfort akustyczny. W nocy o 10 dB.

OCENA HAŁASU ZE WZGLĘDU NA OCHRONĘ NARZĄDÓW SŁUCHU:

- Ekspozycji na hałas odniesiony do 8 lub 40 godzin (poziomu ekspozycji na hałas)

E_A, T=∫₀^Tp_A²(t)dt [Pa²•s]

Przebieg czasowy ciśnienia akustycznego skorygowany charakterystyką A. Wartości podane w dyrektywie europejskiej.

Wartości dopuszczalne:

dla 8 godzin → 3,64 ⋅ 10³ [Pa²⋅s] → jeśli praca przez cały tydzień jest taka sama, to nie ma sensu liczyć dla każdego dnia.

dla 40 godzin (dla każdego dnia) → 18,2 ⋅ 10³ [Pa²⋅s] → kiedy stanowiska pracy się zmieniają

Poziom ekspozycji na hałas

- odniesiony do 8 godzin:

$$\mathbf{L}_{\mathbf{Ex,\ 8h}}\mathbf{=}\mathbf{L}_{\mathbf{A,\ eq,\ T}}\mathbf{+ 10}\log{\frac{\mathbf{T}}{\mathbf{T}_{\mathbf{0}}}\mathbf{\ \lbrack dB\rbrack}}$$

L_A,eq,T – równoważny poziom dźwięku A za okres T

T₀ – czas odniesienia = 8 godzin

Jeżeli T = T0 = 8 godzin, to wówczas poziom ekspozycji na hałas odniesiony do 8 godzin równy jest ekwiwalentnemu poziomowi dźwięku A za 8 godzin.

- odniesiony do tygodnia (40 godzin):

(jeżeli jest zróżnicowana historia hałasowa w ciągu tygodnia)

$$\mathbf{L}_{\mathbf{Ex,\ 40h}}\mathbf{= 10}\log{\left\lbrack \frac{\mathbf{1}}{\mathbf{5}}\sum_{\mathbf{i = 1}}^{\mathbf{5}}\mathbf{10}^{\mathbf{0,1 \bullet}\left( \mathbf{L}_{\mathbf{Ex,\ 8h}} \right)} \right\rbrack\mathbf{\ \lbrack dB\rbrack}}$$

Wartość dopuszczalna: 85 dB (zarówno dla 8, jak i 40 godzin)

- Maksymalnego poziomu dźwięku A: L_Amax = 115 dB

- Szczytowego poziomu dźwięku C: L_Cpeak = 135 dB

TYPOWE ŹRÓDŁA HAŁASU ULTRADŹWIĘKOWEGO :

- myjki ultradźwiękowe f_max =10÷100 kHz, L_max=110 dB

- zgrzewarki ultradźwiękowe f_max =18÷22 kHz, L_max=140 dB

- drążarki ultradźwiękowe f_max =16÷25 kHz, L_max=125 dB

GRANICA SKUTECZNOŚCI DZIAŁANIA OCHRONNIKÓW SŁUCHU. Jeśli wyeliminujemy drogę powietrzną (zatkamy uszy, ochronniki słuchu), problemu całkiem nie rozwiążemy, bo energia wnika (dochodzi) do komórek rzęskowych w postaci dźwięków materiałowych. Drgania materiałowe doprowadzają do drgań struktury ślimaka, pobudzenia perylimfy – mechanizm powstawania sygnałów elektrycznych – system jest dokładnie taki sam jak przy powietrznych. Skuteczność pobudzenia drogą kostną jest
o 30-40 dB mniejsza niż pobudzenia drogą powietrzną.

dB; Hz

120;15

75;20

50;50

35;100

20;200

5;500

0;1000

-5;2000

-10;3500

-3;5000

5;10 000

70-100;20 000

120;10 000

115;5000

120;2000

120;100

120;500

130;100