Աղմուկային աղտոտվածությունը, անցանկալի կամ չափազանց բարձր ձայնի մակարդակը կարող է վնասակար ազդեցություն ունենալ մարդու առողջության և շրջակա միջավայրի որակի վրա: Այն սովորաբար հանդիպում է բազմաթիվ արդյունաբերական օբյեկտներում և որոշ այլ աշխատավայրերում: Ինչպես նաև աղմուկի աղտոտումը, որը կապված է ճանապարհային, երկաթուղային և օդային երթևեկության և բացօթյա գործունեության հետ:
Բարձրաձայնության չափում և ընկալում
Ձայնային ալիքները աղմուկի աղբյուրից ականջ տեղափոխվող օդի մոլեկուլների թրթռանքներ են: Այն սովորաբար նկարագրվում է ալիքի բարձրության (ամպլիտուդիա) և բարձրության (հաճախականության) տեսանկյունից: Ձայնային ճնշման մակարդակը կամ SPL-ը չափվում է լոգարիթմական միավորներով, որոնք կոչվում են դեցիբել (dB): Մարդու նորմալ ականջը կարող է հայտնաբերել 0 դԲ (լսողության շեմ) մինչև 140 դբ տատանվող տոն: Միևնույն ժամանակ, 120 դԲ-ից մինչև 140 դԲ ձայները ցավ են պատճառում։
Ո՞րն է ձայնի մակարդակը, օրինակ, գրադարանում: Այն մոտ 35 դԲ է, մինչդեռ շարժվող ավտոբուսի կամ մետրոյի գնացքի ներսում՝ մոտ 85: Շինարարական աշխատանքներշենքերը կարող են աղբյուրում առաջացնել մինչև 105 դԲ SPL: SPL-ը նվազում է թեմայից հեռավորության հետ:
Ձայնային էներգիայի փոխանցման արագությունը կոչվում է ինտենսիվություն՝ SPL-ի քառակուսու համաչափ: Դեցիբելի սանդղակի լոգարիթմական բնույթի պատճառով 10 բալանոց աճը ներկայացնում է ձայնի ինտենսիվության 10 անգամ աճ: 20-ում այն փոխանցում է 100 անգամ ավելի: Իսկ 30 դԲ-ը ներկայացնում է ինտենսիվության 1000 անգամ աճ:
Մյուս կողմից, երբ լարվածությունը կրկնապատկվում է, ձայնի ձայնի մակարդակը բարձրանում է միայն 3 կետով: Օրինակ, եթե շինարարական հորատումը առաջացնում է 90 դԲ աղմուկ, ապա կողք կողքի աշխատող երկու նույնական գործիքները կստեղծեն 93 դԲ: Եվ երբ SPL-ում ավելի քան 15 միավորով տարբերվող երկու հնչյուններ միավորվում են, թույլ հնչյունները քողարկվում են (կամ խեղդվում) բարձր ձայնով: Օրինակ, եթե շինհրապարակում 95 բուլդոզերի կողքին փորվածքն աշխատում է 80 դԲ-ով, ապա այս երկու աղբյուրների համակցված ճնշման մակարդակը կչափվի 95: Կոմպրեսորից ավելի քիչ ինտենսիվ երանգ չի նկատվի:
Ձայնային ալիքի հաճախականությունը արտահայտվում է վայրկյանում ցիկլերով, սակայն ավելի հաճախ օգտագործվում է հերցը (1 cps=1 Հց): Մարդու թմբկաթաղանթը շատ զգայուն օրգան է՝ մեծ դինամիկ տիրույթով, որը կարող է ձայներ հայտնաբերել 20 Հց (ցածր բարձրություն) մինչև մոտավորապես 20000 Հց (բարձր բարձրություն) հաճախականությունների վրա։ Մարդու ձայնի տոնայնությունը սովորական խոսակցության ժամանակ տեղի է ունենում 250 Հց-ից մինչև 2000 Հց հաճախականությունների դեպքում:
Ձայնի մակարդակի ճշգրիտ չափումը և գիտական նկարագրությունը տարբերվում են դրա մասին մարդու սուբյեկտիվ պատկերացումներից և կարծիքներից:Մարդկանց անհատական արձագանքները աղմուկին կախված են ինչպես բարձրությունից, այնպես էլ բարձրությունից: Նորմալ լսողություն ունեցող մարդիկ սովորաբար բարձր հաճախականության ձայներն ավելի բարձր են ընկալում, քան նույն ամպլիտուդի ցածր հաճախականության ձայները: Այդ իսկ պատճառով, էլեկտրոնային աղմուկի հաշվիչները հաշվի են առնում բարձրության բարձրության ընկալման փոփոխությունները:
Հաճախականության զտիչները հաշվիչների մեջ ծառայում են ցուցումները մարդու ականջի զգայունության և տարբեր ձայների հարաբերական բարձրության հետ համապատասխանեցնելու համար: Այսպես կոչված A-կշռված ֆիլտրը, օրինակ, սովորաբար օգտագործվում է շրջակա համայնքը ախտորոշելու համար: Այս զտիչով կատարված SPL չափումները արտահայտված են A-կշռված դեցիբելներով կամ դԲԱ-ով:
Մարդկանց մեծամասնությունը ընկալում և նկարագրում է SPL-ի 6-10 դԲԱ աճը որպես կրկնապատկվող «բարձրաձայնություն»: Մեկ այլ համակարգ՝ C-կշռված (dBS) սանդղակը, երբեմն օգտագործվում է հարվածային աղմուկի մակարդակների համար, ինչպիսիք են կրակոցները, և հակված է ավելի ճշգրիտ լինել, քան dBA-ը՝ ցածր հաճախականության բաղադրիչներով հնչյունների ընկալվող բարձրության համար::
Աղմուկի մակարդակները հակված են փոխվել ժամանակի ընթացքում, ուստի չափումների տվյալները ներկայացվում են որպես միջիններ՝ ընդհանուր ձայնի մակարդակն արտահայտելու համար: Դա անելու մի քանի եղանակ կա: Օրինակ, ձայնի մակարդակի կրկնվող չափումների շարքը կարող է ներկայացվել որպես L 90=75 դԲԱ, ինչը նշանակում է, որ ժամանակի 90 տոկոսի համար արժեքները հավասար են կամ ավելի մեծ են, քան 75 դԲԱ::
Մեկ այլ միավոր, որը կոչվում է ձայնի համարժեք աստիճաններ (L eq) կարող է օգտագործվել միջին SPL-ն արտահայտելու համար ցանկացած հետաքրքրության ժամանակահատվածում, օրինակ՝ ութժամյա աշխատանքային օրը:(L eq-ը լոգարիթմական արժեք է, այլ ոչ թե թվաբանական արժեք, այնպես որ բարձրաձայն իրադարձությունները գերակշռում են ընդհանուր արդյունքի վրա:)
Ձայնի մակարդակի միավորը, որը կոչվում է Day-Night Noise Value (DNL կամ Ldn), հաշվի է առնում այն փաստը, որ մարդիկ ավելի զգայուն են գիշերային տոնի նկատմամբ: Այսպիսով, 10-dBA ավելացվում է SPL արժեքներին, որոնք չափվում են առավոտյան 10-ից մինչև առավոտյան 7-ը: Օրինակ, DNL չափումները շատ օգտակար են օդանավի աղմուկի ընդհանուր ազդեցությունը նկարագրելու համար:
Աշխատանք էֆեկտների հետ
Աղմուկն ավելին է, քան պարզապես անհանգստություն: Որոշակի մակարդակների և ազդեցության տևողության դեպքում այն կարող է ֆիզիկական վնաս պատճառել թմբկաթաղանթին և ներքին ականջի զգայուն մազածածկ բջիջներին, ինչը հանգեցնում է լսողության ժամանակավոր կամ մշտական կորստի:
Դա սովորաբար չի առաջանում 80 դԲԱ-ից ցածր SPL-ների դեպքում (ութժամյա ազդեցության մակարդակը լավագույնս պահպանվում է 85-ից ցածր): Սակայն մարդկանց մեծամասնությունը, ովքեր բազմիցս ենթարկվում են ավելի քան 105 դԲԱ, կունենան որոշակի աստիճանի մշտական լսողության կորուստ: Բացի այդ, աղմուկի չափազանց մեծ ազդեցությունը կարող է նաև բարձրացնել արյան ճնշումը և սրտի հաճախությունը, առաջացնել դյուրագրգռություն, անհանգստություն և մտավոր հոգնածություն և խանգարել քունին, հանգստությանը և մտերմությանը:
Աղմուկային աղտոտվածության վերահսկում
Հետևաբար, կարևոր է պահպանել առավելագույն լռությունը աշխատավայրում և հասարակության մեջ: Տեղական, տարածաշրջանային և ազգային մակարդակներում ընդունված աղմուկի կանոնակարգերն ու օրենքները կարող են արդյունավետ լինել աղմուկի աղտոտման բացասական հետևանքները մեղմելու համար:
Բնապահպանական ևԱրդյունաբերական հումքը կարգավորվում է աշխատանքի անվտանգության և առողջության մասին օրենքով և դրա դեմ գործող օրենքով: Համաձայն այս կանոնակարգերի, Աշխատանքի անվտանգության և առողջության վարչությունը սահմանել է արդյունաբերական աղմուկի չափորոշիչներ՝ սահմաններ սահմանելու ձայնի ազդեցության ինտենսիվության և տևողության վրա, որի համար կարող է թույլատրվել այդ ինտենսիվությունը:
Եթե մարդը օրվա ընթացքում տարբեր ժամանակներում ենթարկվում է տարբեր մակարդակների աղմուկի, աղմուկի ընդհանուր ազդեցությունը կամ չափաբաժինը (D) ստացվում էհարաբերակցությամբ:
որտեղ C-ը փաստացի ժամանակն է, իսկ T-ը՝ ցանկացած մակարդակի թույլատրելի ժամանակը: Օգտագործելով այս բանաձևը, աղմուկի առավելագույն հնարավոր օրական չափաբաժինը կլինի 1, իսկ դրանից բարձր ցանկացած ազդեցություն՝ անընդունելի:
Ձայնի առավելագույն մակարդակ
Ներքին աղմուկի չափորոշիչները ամփոփված են բնութագրերի երեք խմբերում, որոնք ստացվել են տարբեր կոնկրետ իրավիճակներում գտնվող մարդկանց մեծ ընտրանքից սուբյեկտիվ դատողություններ հավաքելով: Դրանք վերածվել են աղմուկի չափանիշների (NC) և նախընտրելի տոնային կորերի (PNC), որոնք սահմանում են շրջակա միջավայր ներմուծվող մակարդակը: NC կորերը, որոնք մշակվել են 1957 թվականին, նպատակ ունեն ապահովել հարմարավետ աշխատանքային կամ կենցաղային միջավայր՝ նշելով ձայնի առավելագույն թույլատրելի մակարդակը օկտավա տիրույթներում ամբողջ աուդիո սպեկտրում:
11 կորերի ամբողջական փաթեթը սահմանում է աղմուկի չափանիշները իրավիճակների լայն շրջանակի համար: PNC գրաֆիկան, որը մշակվել է 1971 թվականին, սահմաններ է ավելացնում ցածր հաճախականության բզզոցին և բարձր հաճախականության սուլոցին: Հետեւաբար, դրանք նախընտրելի ենավելի հին NC ստանդարտ: Այս չափանիշները, ամփոփված կորերի վրա, ապահովում են տարբեր գաղափարների համար աղմուկի մակարդակների նախագծման թիրախներ: Աշխատանքի կամ բնակավայրի ճշգրտման մի մասը հանդիսանում է համապատասխան PNC կորը: Այն դեպքում, երբ մակարդակը գերազանցում է PNC-ի սահմանները, ձայնը կլանող նյութերը կարող են ներմուծվել շրջակա միջավայր, ըստ անհրաժեշտության՝ ստանդարտներին համապատասխանելու համար:
Աղմուկի ցածր մակարդակը կարելի է հաղթահարել լրացուցիչ ներծծող նյութերի միջոցով, ինչպիսիք են ծանր վարագույրները կամ ներսի սալիկները: Այնտեղ, որտեղ ճանաչելի աղմուկի ցածր մակարդակը կարող է շեղել ուշադրությունը, կամ որտեղ հարակից գրասենյակներում և ընդունարաններում խոսակցությունների գաղտնիությունը կարող է կարևոր լինել, անցանկալի ձայները կարող են քողարկվել: Սենյակում տեղադրված սպիտակ աղմուկի փոքր աղբյուրը, ինչպիսին է ստատիկ օդը, կարող է քողարկել մոտակա գրասենյակների խոսակցությունները՝ առանց մոտակայքում աշխատող մարդկանց ականջների համար մահացու ձայնի մակարդակի:
Այս տեսակի սարքը հաճախ օգտագործվում է բժիշկների և այլ մասնագետների կաբինետներում: Աղմուկի նվազեցման մեկ այլ մեթոդ է լսողության պաշտպանիչ սարքերի օգտագործումը, որոնք ականջների վրա կրում են այնպես, ինչպես ականջակալները: Օգտագործելով առևտրային հասանելի պաշտպանիչները՝ ձայնի նվազեցումը կարող է հասնել սովորաբար 10 դԲ-ից 100 Հց-ից մինչև 30 դԲ-ից ավելի 1000 Հց-ից բարձր հաճախականությունների դեպքում:
Հայտնաբերել ձայնի մակարդակը
Բացօթյա աղմուկի սահմանաչափերը նույնպես կարևոր են մարդկանց հարմարավետության համար: Շենքի կառուցումը որոշակի պաշտպանություն կապահովի արտաքին ձայներից, եթե շենքը համապատասխանում է նվազագույն չափանիշներին և եթեաղմուկի մակարդակը թույլատրելի սահմաններում է։
Այս սահմանաչափերը սովորաբար սահմանվում են օրվա որոշակի ժամանակահատվածների համար, օրինակ՝ ցերեկային ժամերին, երեկոյան և գիշերը քնած ժամանակ: Գիշերը ջերմաստիճանի ինվերսիայի հետևանքով մթնոլորտում բեկման պատճառով համեմատաբար բարձր ձայներ կարող են արձակվել բավականին հեռավոր մայրուղուց, օդանավակայանից կամ երկաթուղուց:
Աղմուկի վերահսկման հետաքրքիր մեթոդներից է մայրուղու երկայնքով աղմուկի խոչընդոտների կառուցումը` այն առանձնացնելով հարակից բնակելի տարածքներից: Նման կառույցների արդյունավետությունը սահմանափակվում է ձայնի ավելի շատ ցածր հաճախականությունների ցրմամբ, որոնք գերակշռում են ճանապարհներին և բնորոշ են խոշոր մեքենաներին: Արդյունավետ լինելու համար դրանք պետք է հնարավորինս մոտ լինեն աղմուկի աղբյուրին կամ դիտորդին, դրանով իսկ առավելագույնի հասցնելով ձայնի դիտողին հասնելու համար պահանջվող դիֆրակցիան: Այս տեսակի պատնեշների մեկ այլ պահանջն այն է, որ այն պետք է նաև սահմանափակի ձայնային մակարդակների քանակը, որպեսզի հասնի աղմուկի զգալի նվազեցմանը:
Սահմանում և օրինակներ
Դեցիբել (dB) օգտագործվում է ձայնի մակարդակը չափելու համար, բայց այն նաև լայնորեն օգտագործվում է էլեկտրոնիկայի, ազդանշանների և հաղորդակցության մեջ: DB - շոշափելիությունը նկարագրելու լոգարիթմական եղանակ: Հարաբերակցությունը կարող է դրսևորվել որպես հզորություն, ձայնային ճնշում, լարում կամ ինտենսիվություն կամ մի քանի այլ բաներ: Հետագայում դԲ-ն կապում ենք հեռախոսի և ձայնի հետ (բարձրաձայնության հետ կապված): Բայց նախ, լոգարիթմական արտահայտությունների մասին պատկերացում կազմելու համար եկեք նայենք որոշ թվերի:
Օրինակ, մենք կարող ենք ենթադրել, որ կան երկու խոսնակներ.որոնցից առաջինը հնչեցնում է P 1 հզորությամբ ձայն, իսկ մյուսը նույն տոնի ավելի բարձր տարբերակն է P 2 հզորությամբ, բայց մնացած ամեն ինչ (որքան հեռու, հաճախականությունը) մնում է նույնը։
Դեցիբելների միջև տարբերությունը սահմանվում է որպես
10 գրանցամատյան (P 2 / P 1) դԲ, որտեղ գրանցամատյանը 10 հիմքի համար է:
Եթե երկրորդն արտադրում է երկու անգամ ավելի շատ էներգիա, քան առաջինը, ապա տարբերությունը դԲ է
10 գրանցամատյան (P 2 / P 1)=10 log 2=3 դԲ,
ինչպես ցույց է տրված գրաֆիկում, որը գծում է 10 լոգ (P 2 / P 1) ընդդեմ P 2 / P 1: Օրինակը շարունակելու համար, եթե երկրորդն ունի առաջինի հզորությունը 10 անգամ, ապա դԲ-ի տարբերությունը կլինի՝
10 գրանցամատյան (P 2 / P 1)=10 log 10=10 դԲ:
Եթե երկրորդը ունենար նույն ուժը միլիոն անգամ, ապա դԲ տարբերությունը կկազմի
10 գրանցամատյան (P 2 / P 1)=10 լոգ 1 000 000=60 դԲ:
Այս օրինակը ցույց է տալիս դեցիբելի սանդղակի մի առանձնահատկություն, որն օգտակար է ձայնը քննարկելիս: Նրանք կարող են նկարագրել շատ մեծ հարաբերություններ՝ օգտագործելով համեստ չափի թվեր: Բայց դուք պետք է ուշադրություն դարձնեք, որ դեցիբելը ներկայացնում է հարաբերակցությունը: Այսինքն՝ չի ասվի, թե ինչքան հզորություն է արձակում բարձրախոսներից որևէ մեկը, միայն տարբերությունից։ Ու նաև ուշադրություն դարձրեք սահմանման 10 գործակցին, որը նշանակում է դեցի դեցիբելներով:
Ակուստիկ ճնշում և դԲ
Հաճախականությունը սովորաբար չափվում է խոսափողներով, և դրանք արձագանքում են (մոտավորապես) ճնշմանը, s. Այժմ ձայնային ալիքի ուժը մյուսի վրանույն պայմաններում հավասար է գլխի քառակուսին: Նմանապես, ռեզիստորի էլեկտրական հզորությունը գնում է այնպես, ինչպես լարումը բազմապատկվում է: Քառակուսու լոգարիթմը ընդամենը 2 log x է, ուստի ճնշումը դեցիբելի վերածելիս ներմուծվում է 2 գործակից: Հետևաբար, ձայնային ճնշման աստիճանի տարբերությունը p 1 և p 2 ձայների երկու մակարդակների միջև հավասար է՝
20 գրանցամատյան (p 2 / p 1) դԲ=10 լոգ (p 22 / p 1 2) դԲ=10 լոգ (P 2 / P 1) դԲ.
Ի՞նչ է տեղի ունենում, երբ ձայնի հզորությունը կիսով չափ կրճատվում է:
2-ի լոգարիթմը 0,3 է, հետևաբար 1/2-ը 0,3 է: Այսպիսով, եթե հզորությունը կրճատվում է 2 անգամ, ապա ձայնի մակարդակը կնվազի 3 դԲ-ով: Եվ եթե այս գործողությունը նորից կատարեք, ապա ակուստիկան կնվազի ևս 3 դԲ-ով։
Դեցիբելի չափ
Վերևում կարող եք տեսնել, որ հզորության կրկնակի կրճատումը նվազեցնում է ճնշումը արմատ 2-ի վրա և ձայնի մակարդակը 3 դԲ-ով:
Առաջին նմուշը սպիտակ աղմուկն է (լսելի բոլոր հաճախականությունների խառնուրդ): Երկրորդ նմուշը նույն տոնն է, երբ լարումը կրճատվում է 2-ի քառակուսի արմատով: Դրա փոխադարձությունը մոտավորապես 0,7 է, ուստի 3 դԲ-ը համապատասխանում է լարման կամ ճնշման նվազմանը մինչև 70%: Կանաչ գիծը ցույց է տալիս վարդակը որպես ժամանակի ֆունկցիա: Կարմիրը ուրվագծում է շարունակական էքսպոնենցիալ անկում։ Նկատի ունեցեք, որ յուրաքանչյուր երկրորդ նմուշի համար լարումը նվազում է 50%-ով։
Ձայնային ֆայլեր և ֆլեշ անիմացիա Ջոն Թանի և Ջորջ Հացիդիմիտրիսի կողմից։
Որքա՞ն է մեծ դեցիբելը:
BՀետևյալ շարքերում հաջորդական նմուշները նվազում են միայն մեկ կետով։
Իսկ եթե տարբերությունը մի դեցիբելից պակաս լինի:
Ձայնի մակարդակները հազվադեպ են տրվում տասնորդական թվերով: Պատճառն այն է, որ նրանք, որոնք տարբերվում են 1 դԲ-ից պակաս, դժվար է տարբերել:
Եվ դուք կարող եք նաև տեսնել, որ վերջին օրինակն ավելի հանգիստ է, քան առաջինը, բայց դժվար է տեսնել իրար հաջորդող զույգերի միջև տարբերությունը: 10log 10 (1.07)=0.3 Այսպիսով, ձայնի մակարդակը 0.3 դԲ-ով բարձրացնելու համար անհրաժեշտ է հզորությունը բարձրացնել 7%-ով կամ լարումը 3.5%-ով։։
