1.ZDEFINIUJ POZIOM DŹWIĘKU A I EKWIWALENTNY POZIOM DŹWIĘKU A

POZIOM DŹWIĘKU-korygowana (ważona) wartość poziomu ciśnienia akustycznego danego dźwięku - mierzony miernikiem dźwięku o umownie przyjętych charakterystykach wrażenia

EKWIWALENTNY POZIOM DŹWIĘKU - poziom 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 T

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

Gdzie : p(A)t- ciśnienie akustyczne skorygowane, charakterystyki A

p_o - ciśnienie odniesienia 10^-5 Pa

HAŁAS NIEUSTALONY CIĄGŁY -hałas ciągły, którego poziom dźwięku A zmienia się w czasie obserwacji o więcej niż 5 dB

2.PARAMETRY AKUSTYCZNE ŹRÓDŁA DŹWIĘKU

MOC AKUSTYCZNA P [W] - jest to ilość energii akustycznej wypromieniowanej przez źródło w jednostce czasu

Poziom mocy akustycznej :

Lp = 10 log p/po [dB]

Gdzie: p - moc akustyczna, której poziom wyznaczamy [W]

p_o - moc akustyczna odniesienia 10^-12 [W]

WSPÓŁCZYNNIK KIERUNKOWOŚCI Q

Q = p²/ p_o²

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

Po - średnia skuteczna wartość ciśnienia akustycznego na powierzchni kuli w środku, której leży źródło i przechodzącej przez dany punkt

3. PARAMETRY AKUSTYCZNE POLA AKUSTYCZNEGO

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(cisza)

Poziom ciśnienia akustycznego

Lp = 10 log p²/ p_o² [dB] gdzie

P - ciśnienie, którego poziom wyznaczamy

Po - ciśnienie odniesienia 2 * 10^-5 Pa = 20 mikroPa

NATĘŻENIE DŹWIĘKU I [W/m2]

• ilość energii akustycznej przepływającej przez jednostkę powierzchni w jednostce czasu

• jest wektorem, którego kierunek jest zgodny z kierunkiem przepływu energii akust

poziom natężenia dźwięku

L_I = 10 log I/Io [dB]

I - natężenie dźwięku, którego poziom się wyznacza

Io - natężenie dźwięku odniesienia = 10 -12 W/m²

4.PARAMETRY AKUSTYCZNE DŹWIĘKU

STAŁA AKUSTYCZNA POMIESZCZENIA - przedstawia zdolność pomieszczenia do pochłaniania dźwięku, nie ma interpretacji fiz

R = (Scałk * αśr) / (1- αśr) [m²]

CHŁONNOŚĆ AKUSTYCZNA - charakteryzuje pochłanianie energii dźwiękowej w pomieszczeniu, przy powstaniu fali dźwiękowych na wszystkie jego powierzchnie, a także na znajdujące się przedmioty, ludzi oraz uwzględnieniu tłumienia w powietrzu

A = S całk * αśr [m²] gdzie S - całkowita powierzchnia ograniczająca pomieszczenie

WSPÓŁCZYNNIK POCHŁANIANIA DŹWIĘKU - iloraz energii akustycznej pochłoniętej (Epochł) do energii akustycznej fali padającej(Eo)

αi = Epochł/E całk

ŚREDNI WSP POCHŁANIANIA DŹWIĘKU

αśr = ∑ ⁿ_i=1 (Siαi) / ∑ Si

αi - współ pochł i-tej powierzchni jednorodnej pod względem akust o polu S

n-liczba pow zróżnicowanych pod względem akust

αi - jest funkcją częstotliwości

5.OMÓW PROPAGACJĘ DŹWIĘKU W PRZESTRZENI OTWARTEJ W POLU FALI SWOBODNEJ W PRZYPADKU ŹRÓDŁA DŹWIĘKU

• odległość źródła

• pochłanianie energii akust przez powietrze

• odbicia i ugięcia fali akust na obiektach

• wiatr

• zieleń

1. źródło punktowe - nieskończenie mała kula pulsująca promieniowo (promienie kuli zmieniają się okresowo) - jest wszechkierunkowe i promieniuje falę kulistą - jej czoło tworzy pow kuli

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

2. źródło liniowe - zbiór źródeł punktowych rozmieszczonych wzdłuż linii prostej

-generuje fale cylindryczne (czoło ma kształt walca )

I = p /4∏ r2 [W/m2] p -moc akust jednostkowego odcinka źródła

L2 = L1 - 10 log r2/r1 L2 - poziom szukany w odległości r2

L1 - poziom znany w odległ r1

3. źródł powierzchniowe - zbiór źródeł punktowych rozmieszczonych na płaszczyźnie - generuje falę płaską (rozchodzi się w jednym kierunku)

6.OMÓW ZJAWISKO POCHŁANIANIA ENERGII AKUST PRZEZ POWIETRZE

• lepkość środowiska - cząst powietrza w równowadze, część energii jest tracona na pokonanie sił lepkości utrzymujących cząst po w równowadze

• przewodzenie ciepła między warstwami środowiska o róznej temp

• promieniowanie ciepła między warstwami o różnej temp

I _r,m - I_r * e^-mr

Ir - natężenie w pkt obserwacji bez uwzględnienia tłumienia przez powietrze [W/m2]

I _r,m - natężenie w pkt obserwacji z uwzględnieniem tłumienia przez powietrze

m - współ pochłaniania en akust przez powietrze [1/m]

r - odległość punktu obserwować od źródła dźwięku

Współ pochł en akust przez powietrze (m) zależy od gęstości ośrodka i częstotliwości fali akust

m = F (gęstość ośrodka, częstotliwość) - gęstość ta zależy zaś od -temp, wilgotności, ciśn atmosf

7.WYKRES ILUSTRUJĄCY ZALEŻNOŚĆ WSPÓŁ P[OCHŁ EN AKUST PRZEZ POW OD WILGOTNOŚCI POWIETRZA I CZĘSTOTLIWOŚCI FALI AKUST

wykres

8.POLE FALI SWOBODNEJ

• obszar, w którym do obserwatora dochodzi jedynie fala bezpośrednia od źródła

• wpływ ograniczających obszar powierzchni i znajdujących się przedmiotów jest pomijany

POLE DYFUZYJNE

• gdy ściany ograniczające dany obszar nie powodują pochłaniania fal

• obok fal akust bezpośrednich, istnieją fale odbite (odbicia mają charakter równomiernego statycznego rozkładu, niezależnie od kierunku)

9.MODY DRGAŃ POMIESZCZENIA

• drgania rezonansowe, własne, fale stojące

• są to częstotliwości drgań własnych pomieszczenia

• powstają fale stojące przy następujących warunkach:

• powierzchnie ścian odbijających są doskonale odbijające i sztywne

• układ rezonansowy jest nietłumiony

• nie ma strat przy odbiciu i w powietrzu

SPOSÓB ICH WYZNACZANIA: rozwiązanie równania falowego:

fn= c/2 * [(nx/lx)² + (ny/ly)² + (nz/lz)²]^1/2

fn - mody drgań

c - prędkość fali

nx,ny,nz - dodtanie liczby całkowite

lx,lylz - wymiary pomieszczenia

10.OMÓW ZAŁOŻENIA I ZASTOSOWANIE METODY ŹRÓDEŁ POZORNYCH

Zał: 1. Wymiary pomieszczenia >> λ(fgr)

2. Ze źródła dźwięku wychodzą „promienie dźwiękowe' które podlegają prawom optyki

3. Źródło dźwięku - punktowe

4. Pomijane są zjawiska fazowe, jedynym skutkiem superpozycji fal jest sumowanie energii

Metoda źródeł pozornych

• to metoda geometryczna

• polega na stworzeniu sieci źródeł pozornych i zastąpieniu fal odbitych docierającymi do obserwatora falami bezpośrednimi od źródeł pozornych

rys

11.MATERIAŁY DŹWIĘKOCHŁONNE

• materiały porowate, których znaczną objętość stanowią kanaliki wypełnione powietrzem (gąbka, wełna szklana)

• ich współ pochł zależy od grubości materiału, rezystancji akust jednostkowej przepływowej i porowatości materiału

• materiały lepiej tłumiące mają dużą:

• grubość

• oporność przepływu powietrza

• porowatość

USTROJE DŹWIEKOCHŁONNE

• układy płaskie lub przestrzenne

• wykonane z jednego lub kilku materiałów tak skonstruowanych, że najczęściej jest to układ rezonansowy pochłaniający dźwięki w określonym paśmie częstotliwości

• duży współczynnik pochłaniania dla średnich i małych częstotliwości

• płytowe lub perforowane

zastosowanie: adaptacja akust pomieszczeń

12. METODA POMIARU POGŁOSOWEGO WSPÓŁ POCHŁANIANIA

• odbywa się w komorze pogłosowej

• pomiar czasu pogłosu w pustej komorze i w komorze z próbką badanego materiału

• próbka prostokątna, pole pow S-10 m2, -65m2

• w 6 p-tach pomiarowych

czas pogłosu T = (0,161*V)/A (wzór Sabina)

A - chłonność komory pogłosowej

α próbki = 0,161V/S * [1/T₂ - 1/T₁]

T1 - pusta komora

T2 - komora z badanym materiałem

13.METODA POMIARU FIZYCZNEGO WSPÓŁ POCHŁANIANIA

• pomiaru dokonuje się w rurze Kunolta : długa, gładka rura z umieszczonym głośnikiem na jednym końcu z badanym materiałem na drugim

• założenia: fala stojąca, brak strat energii akust

• włączamy sinusoidalne źródło dźwięku fala stojąca

α = 1- (pmax - pmin/pmax +pmin)²

pmax - ciś ak w strzałce fali stojacej

pmin - węzeł

14. Narysuj charakterystykę izolacyjności akustycznej przegrody.

Wykres

1. rezonans mechaniczny - efekt sztywności

2. prawo masy

3. efekt koincydencji

tg_r = c²/2π*[M/B]^1/2

M - masa 1 m²

B - sztywność

tg_r - częstotliwości główne

15. Zjawisko kioncydencji

• dla większych od tg_r w przyrodzie pojawiają się fale giętki. Dla pewnych częstotliwości następuje zgodność prędkości rozchodzenia się fali giętkiej w przyrodzie i fal podłużnych w powietrzu. Następuje rezonans między tymi falami o to jest właśnie zjawisko koincydencji.

• zachodzi bardziej intensywne przekazywanie energii akustycznej, co oznacza obniżenie izolacyjności przegrody

16. Prawo masy

Do pewnej częstotliwości granicznej (tg_r) przenoszenie energii akustycznej odbywa się głównie za pośrednictwem fal podłużnych.

Izolacyjność R≈20 log ω*M_p/2φ_o*c

gdzie:

ω = 2πf - pulsacja

M_p - masa 1 m² przegrody

c - prędkość rozchodzenia się fali

φ_o - gęstość właściwa ośrodka

!!!!!!!!Gdy M_p albo f rośnie 2x izolacyjność R rośnie o 6dB!!!!!!!!

17. Omów metodę pomiaru izolacyjności właściwej przegród.(rysunek)

1. Dwie komory odizolowane akustycznie

2. przenikanie energii z pomieszczenia 1 do 2 odbywa się tylko przez badaną próbę.

3. W obu komorach mierzymy poziomy średnich ciśnień akustycznych.

Izolacyjność R_WT ≈ L₁ - L₂ + 10 log S/A [dB]

L₁ - poziom srednich ciśnień akustycznych w pomieszczeniu nadawczym

L₂ - poziom srednich ciśnień akustycznych w pomieszczeniu odbiorczym

S - pole powierzchni przegrody

A - chłonność pomieszczenia odbiorczego

R_WT - izolacyjność właściwa przegrody, miara jednostkowa

18. Jaki jest związek między izolacyjnością właściwą i efektywną przegrody.

Izolacyjność właściwa - jest to miara izolacyjnosci przegrody od dźwięku, nie zależna pola powierzchni

Izolacyjność efektywna - jest funkcja pola powierzchni przegrody

R_ef = L₁ - L₂ + 10 log Ao/A [dB]

Związek miedzy nimi jest następujący:

R_ef = R_WT - 10 log S/Ao

19. Funkcje kanału słuchowego

1. stabilizuje temperaturę i wilgotność bębenka

2. filtr mechaniczny - zatrzymuje zanieczyszczenia

3. pełni funkcję rezonatora

Funkcje ucha środkowego:

1. transformacja (wzmocnienie sygnału)

2. mechanizm obronny (tłumienie sygnału)

1 i 2 w zależności od siły sygnału

Funkcje układu Cortiego

1. właściwy receptor słuchu: zawiera komórki stanowiące elementy nośne i właściwe komórki receptorowe

20. Omów zjawisko mechanizmu obronnego (refleks słuchowy)

• mechanizm obruszny

• Lprogowy = 80-90 dB f ↑ Lprogowy ↓

Mechanizm: 1. zmiana osi obrotu strzemiączka o 90 °

2. naprężenie bębenka ↑ to naprężenie okienka owalnego ↓

1 i 2 (klamra) efekt działania mięśni

Niezbędny czas do uruchomienia mięśni obrotowych to 50-150 ms

Czas (od chwili ustania bodźca) potrzebny do powrotu do stanu wyjściowego to 200 ms - 1,2 s

1. hałas ciągły mniej szkodliwy od impulsowego

2. istotna jest częstotliwość i czas narastania impulsów

21. Wyjaśnij dlaczego hałas impulsywny jest bardziej szkodliwy niż hałas ustalony

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.

22. Narysuj i omów obszar słyszenia

granica bólu- wartość poziomu sygnału, który powoduje uczucie bólu, przekroczenie tych wartości może doprowadzić do uszkodzenia mechanicznego słuchu.

Narząd słuchu - odbiera fale dźwiękowe o częstotliwości od 16 do 20 000 Hz i ciśnienie akustyczne od 20 μPa do 10 Pa. Największa czułość w zakresie 800 - 4000 Hz. Wrażenia słuchowe ograniczone są od dołu progiem słyszalności a od góry progiem bólu.

RYSUNEK

23. Zdefiniuj i omów krzywe jednakowego poziomu głośności (krzywe izomorficzne)

krzywe izomorficzne - 1 ton

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

Charakterystyka A powstaje z aproksymacji krzywych z zakresu 0 - 55 tonów

B - 55-85 tonów

C - 85-100 tonów

24. Próg słyszenia

Próg słyszenia - najmniejsza wartość ciśnienia akustycznego o określonej częstotliwości, wywołująca wrażenie słuchowe

RYSUNEK

25. Zdefiniuj ubytek słuchu i narysuj typowy audiogram osoby z ubytkiem słuchu spowodowanymi wieloletnią ekspozycję na hałas.

Ubytek słuchu Us = 20 log p/pm = F(f) [dB]

p - ciśnienie akustyczne odpowiadające progowi słyszenia osoby badanej

pm - ciśnienie akustyczne odpowiadające znormalizowanemu progowi słyszenia

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

(przede wszystkim maskowanie -----.>słyszymy tony silniejsze a słąbsze są zagłuszane)

RYSUNEK

26.Jakie są skutki oddziaływania na organizm ludzki hałasu:

a)Słyszalnego Wpływa na jakość i wydajność pracy

Zaburza zdolność koncentracji uwagi

Stopniowa utrata energii

b)Infradźwiękowego Zmęczenie

Senność

Dyskomfort

Depresja

Uszkodzenie słuchu:142dB dla 20Hz ; 162dB dla 2 Hz

c)Ultradźwiękowego Ubytek słuchu

Wzrost temp. Ciała f>100Hz

*gruczoły dokrewne

*gałki oczne

*układ kostny

Zaburzenia w ukł krążenia

Niszczenie struktury białek

27.Omów kryteria oceny hałasu w środowisku pracy

a)słyszalnego Ekspozycja na hałas w czasie T ( 8h i 1tydz.) [Pa^/s]

Poziom ekspozycji na hałas T:8h i 1tydz [dB]

Max poziom dźwięku [dB]

Systemowy poziom dźwięku [dB]

b)infradźwiękowegoRównoważny poziom ciś akust skorygowany

charakterystyką odniesioną do 8h lub 1tyg

szczytowy poziom ciś akust

c)ultradźwiękowego Równoważny poziom ciś akust w pasmach tercjowych

8h lub 1tydz

Max poziom ciśnienia w pasmach tercyjnych

28.Wymień typowe źródła hałasu

a)Infradźwiękowegonaturalne

*trzęsienia ziemi

*wybuchy wulkanów

*silne wiatry, sztormy

techniczne

*sprężarki tłokowe

*silniki spalinowe

*silniki odrzutowe

*urządzenia elektryczne elektrowni

*przemysł hutniczy

*wentylatory

*środki transportu

b)Ultradźwiękowego : *myjki ultradźwiękowe

*zagrzewarki ultradź.

*drążarki ultradź.

29) Kryteria oceny hałasu słyszalnego w budynkach

I) Rodzaj pomieszczenia techniczne

do przebywania dla ludzi (19kategorii)

II) cena hałasu wszystkich źródeł łącznie usytuowanych poza tym

pomieszczeniem

III)Ocena hałasu wyposażenia technicznego budynku oraz innych

Urządzeń w budynku i poza nim

30)Kryteria oceny hałasu niskoczęstotliwościowego w budynkach

mierzymy poziom ciś akust w pasmach tercjowych (aż do 250Hz)

33)Zasady aktywnej redukcji hałasu

Warunki aktywnej kompensacji energii pola akust polegają na wytworzeniu za pomocą dodatkowych źródeł dźwięku pola akust, które oddziaływuje na pole pierwotne powodując redukcję wartości jego parametrów.

Zastosowanie metod akustycznych:

-Ochronniki słuchu

-W polu fal odbitych (pochłanianie akust)

-Redukcja hałasu w falowodach np. maszyny przepływowe

λ=V/f Lp=10log p^/po^ po=2*10^-5 Pa μ=10^-6

p= po*10^0,05Lp po wzrasta *2 i Lp wzrasta o 6dB

ΔL=L1-L2=20log p1/p2

LI =10 log I/Io [dB]

I=Io *10^0,1 LI I wzrasta *2 i LI wzrasta o 3 dB

Lcałk=L1+L2=10 log (I1+I2)/Io 0dBI=10^-12 W/m^

In/I1=(r1/rn)^ L2=L1-k*20log(r2/r1)

L2=Lo+20log(ρ2/ρo)

Im=Ir*e^-mr Ln=L1+10logn gdy n źródeł o takich samych Na

001 f.osiowe

110 f.styczne

121 f.skośne

I_odb=4Na/A α_śr=A/Scałk

I_bezp=Na/Sπr^ T=0,161V/A

---