آلودگی صوتی، سطوح صوتی ناخواسته یا بیش از حد می تواند اثرات مضری بر سلامت انسان و کیفیت محیط داشته باشد. معمولاً در بسیاری از تأسیسات صنعتی و برخی از محل‌های کار دیگر رخ می‌دهد. و همچنین آلودگی صوتی مرتبط با ترافیک جاده‌ای، ریلی، هوایی و فعالیت‌های خارج از منزل.
اندازه گیری و درک بلندی صدا
امواج صوتی ارتعاشات مولکول های هوا هستند که از منبع نویز به گوش منتقل می شوند. معمولاً بر حسب بلندی (دامنه) و گام (فرکانس) موج توصیف می شود. سطح فشار صوت یا SPL با واحدهای لگاریتمی به نام دسی بل (dB) اندازه گیری می شود. گوش طبیعی انسان می تواند صدایی از 0 دسی بل (آستانه شنوایی) تا 140 دسی بل را تشخیص دهد. در عین حال، صداهای 120 دسی بل تا 140 دسی بل باعث درد می شود.
مثلاً سطح صدا در کتابخانه چقدر است؟ این حدود 35 دسی بل است، در حالی که در داخل اتوبوس یا قطار مترو در حال حرکت حدود 85 است. کار ساخت و سازساختمان ها می توانند تا 105 دسی بل SPL را در منبع تولید کنند. SPL با فاصله از سوژه کاهش می یابد.
سرعتی که در آن انرژی صوت منتقل می شود شدت نامیده می شود که متناسب با مجذور SPL است. با توجه به ماهیت لگاریتمی مقیاس دسی بل، افزایش 10 نقطه ای نشان دهنده افزایش 10 برابری در شدت صدا است. در 20، 100 برابر بیشتر ارسال می کند. و 30 دسی بل نشان دهنده افزایش 1000 برابری در شدت است.
از طرف دیگر، وقتی تنش دو برابر می شود، سطح حجم صدا فقط 3 نقطه افزایش می یابد. به عنوان مثال، اگر یک مته ساختمانی 90 دسی بل سر و صدا تولید کند، دو ابزار یکسان که در کنار هم کار می کنند، 93 دسی بل ایجاد می کنند. و هنگامی که دو صدایی که بیش از 15 نقطه در SPL با هم تفاوت دارند با هم ترکیب می شوند، صداهای ضعیف با صدای بلند پوشانده می شوند (یا خفه می شوند). به عنوان مثال، اگر یک مته با سرعت 80 دسی بل در یک محل ساخت و ساز در کنار بولدوزر در 95 کار کند، سطح فشار ترکیبی این دو منبع برابر با 95 اندازه گیری می شود. صدای کمپرسور با شدت کمتر قابل توجه نخواهد بود.
فرکانس موج صوتی بر حسب سیکل در ثانیه بیان می شود، اما هرتز بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد (1 cps=1 هرتز). غشای تمپان انسان یک اندام بسیار حساس با دامنه دینامیکی زیاد است که قادر به تشخیص صداها در فرکانس‌های 20 هرتز (بلند پایین) تا تقریباً 20000 هرتز (بلند بالا) است. تونالیته صدای انسان در مکالمه عادی در فرکانس های 250 هرتز تا 2000 هرتز رخ می دهد.
سنجش دقیق سطح صدا و توصیف علمی با اکثر تصورات و نظرات ذهنی انسان در مورد آن متفاوت است.پاسخ‌های فردی انسان به سر و صدا به شدت و بلندی صدا بستگی دارد. افراد با شنوایی طبیعی معمولاً صداهای فرکانس بالا را بلندتر از صداهای فرکانس پایین با همان دامنه درک می کنند. به همین دلیل، نویز سنج‌های الکترونیکی تغییرات بلندی صدا را با گام در نظر می‌گیرند.
فیلترهای فرکانس در مترها برای مطابقت خوانش ها با حساسیت گوش انسان و بلندی نسبی صداهای مختلف استفاده می کنند. به عنوان مثال، فیلتر موسوم به A-weighted معمولا برای تشخیص جامعه اطراف استفاده می شود. اندازه‌گیری‌های SPL انجام‌شده با این فیلتر بر حسب دسیبل با وزن A یا dBA بیان می‌شوند.
بیشتر مردم افزایش 6-10 دسی بل را در SPL به عنوان دو برابر شدن "بلندی" درک کرده و توصیف می کنند. سیستم دیگری، مقیاس وزنی C (dBS)، گاهی اوقات برای سطوح نویز ضربه ای مانند تیراندازی استفاده می شود و برای بلندی درک صداها با اجزای فرکانس پایین، دقیق تر از dBA است.
سطوح نویز در طول زمان تغییر می کند، بنابراین داده های اندازه گیری به عنوان میانگین برای بیان سطوح کلی صدا ارائه می شوند. راه های مختلفی برای این کار وجود دارد. به عنوان مثال، یک سری از اندازه گیری های مکرر سطح صدا را می توان به صورت L 90=75 dBA گزارش کرد، به این معنی که مقادیر در 90 درصد مواقع برابر یا بیشتر از 75 dBA بودند.
واحد دیگری به نام درجات معادل صدا (L eq) می تواند برای بیان میانگین SPL در هر دوره مورد علاقه، مانند یک روز کاری هشت ساعته استفاده شود.(L eq یک مقدار لگاریتمی است، نه یک مقدار حسابی، بنابراین رویدادهای بلند بر نتیجه کل غالب است.)
یک واحد سطح صدا به نام مقدار نویز روز-شب (DNL یا Ldn) این واقعیت را در نظر می گیرد که افراد در شب نسبت به صدا حساس تر هستند. بنابراین، 10-dBA به مقادیر SPL که بین 10 صبح تا 7 صبح اندازه گیری می شود، اضافه می شود. برای مثال، اندازه‌گیری‌های DNL در توصیف مواجهه کلی با نویز هواپیما بسیار مفید است.
کار با افکت
سر و صدا چیزی بیش از یک مزاحمت است. در سطوح و مدت زمان مشخصی از قرار گرفتن در معرض، می‌تواند باعث آسیب فیزیکی به پرده گوش و سلول‌های مویی حساس در گوش داخلی شود و در نتیجه باعث از دست دادن موقت یا دائمی شنوایی شود.
معمولاً در SPLهای کمتر از 80 dBA رخ نمی دهد (سطوح تأثیر هشت ساعته بهتر است زیر 85 نگه داشته شود). اما اکثر افرادی که به طور مکرر در معرض بیش از 105 دسی‌بل‌ای قرار می‌گیرند، درجاتی از کاهش شنوایی دائمی را تجربه خواهند کرد. علاوه بر این، قرار گرفتن بیش از حد در معرض صدا همچنین می تواند فشار خون و ضربان قلب را افزایش دهد، باعث تحریک پذیری، اضطراب و خستگی ذهنی شود و خواب، آرامش و صمیمیت را مختل کند.
کنترل آلودگی صوتی
بنابراین حفظ نهایت سکوت در محیط کار و جامعه مهم است. مقررات و قوانین صوتی تصویب شده در سطوح محلی، منطقه ای و ملی می تواند در کاهش اثرات منفی آلودگی صوتی موثر باشد.
محیط زیست وهوم صنعتی تحت قانون ایمنی و بهداشت حرفه ای و قانون خلاف آن تنظیم می شود. بر اساس این مقررات، اداره ایمنی و بهداشت شغلی معیارهایی را برای سر و صدای صنعتی تعیین کرد تا محدودیت هایی را بر شدت قرار گرفتن در معرض صدا و مدت زمانی که می توان این شدت را مجاز دانست.
اگر فردی در زمان های مختلف روز در معرض سطوح مختلف سر و صدا قرار گیرد، مجموع مواجهه یا دوز (D) نویز از نسبتبه دست می آید.
که در آن C زمان واقعی و T زمان مجاز در هر سطحی است. با استفاده از این فرمول، بیشترین میزان ممکن نویز روزانه 1 خواهد بود و هر گونه قرار گرفتن در معرض بالاتر از آن غیرقابل قبول خواهد بود.
حداکثر سطح صدا
معیارهای سر و صدای داخل ساختمان در سه مجموعه از مشخصات خلاصه می شوند که با جمع آوری قضاوت های ذهنی از نمونه بزرگی از افراد در موقعیت های خاص مختلف به دست آمده اند. اینها به معیارهای نویز (NC) و منحنی های تن ترجیحی (PNC) تبدیل شده اند که محدودیت هایی را در سطح وارد شده به محیط تعیین می کنند. منحنی‌های NC که در سال 1957 توسعه یافتند، با تعیین حداکثر سطح صدای مجاز در باندهای اکتاو در کل طیف صوتی، با هدف ارائه یک محیط کار یا زندگی راحت است.
مجموعه کاملی از 11 منحنی معیارهای نویز را برای طیف وسیعی از موقعیت ها تعریف می کند. گرافیک PNC، که در سال 1971 توسعه یافت، محدودیت هایی را به زمزمه فرکانس پایین و صدای هیس فرکانس بالا اضافه می کند. بنابراین، آنها ترجیح داده می شونداستاندارد NC قدیمی تر خلاصه شده بر روی منحنی ها، این معیارها اهداف طراحی را برای سطوح نویز برای ایده های مختلف ارائه می دهند. بخشی از مشخصات شغل یا زیستگاه منحنی PNC مربوطه است. در صورتی که سطح از حد PNC فراتر رود، ممکن است مواد جاذب صدا در صورت نیاز به محیط وارد شود تا با استانداردها مطابقت داشته باشد.
سطح سر و صدای کم را می توان با مواد جاذب اضافی مانند پارچه های سنگین یا کاشی های داخلی غلبه کرد. در جاهایی که سطوح پایین سر و صدای قابل شناسایی ممکن است حواس‌تان را پرت کند، یا جایی که حریم خصوصی مکالمات در دفاتر مجاور و مناطق پذیرش ممکن است مهم باشد، صداهای ناخواسته ممکن است پوشانده شوند. منبع کوچکی از نویز سفید، مانند هوای ساکن، که در یک اتاق قرار می‌گیرد، می‌تواند مکالمه دفاتر اطراف را بدون اینکه سطح صدای کشنده‌ای برای گوش افرادی که در نزدیکی کار می‌کنند پنهان کند.
این نوع دستگاه اغلب در مطب پزشکان و سایر متخصصان استفاده می شود. یکی دیگر از روش های کاهش صدا استفاده از محافظ های شنوایی است که مانند گوش بند روی گوش قرار می گیرد. با استفاده از محافظ‌های تجاری موجود، می‌توان تن را در محدوده معمولاً از 10 دسیبل در 100 هرتز تا بیش از 30 دسیبل برای فرکانس‌های بالاتر از 1000 هرتز کاهش داد.
تشخیص سطح صدا
محدودیت های سر و صدای در فضای باز نیز برای راحتی انسان مهم است. در صورتی که ساختمان حداقل استانداردها را داشته باشد، ساخت یک ساختمان تا حدودی از صداهای خارجی محافظت می کندسطح نویز در محدوده قابل قبول است.
این محدودیت‌ها معمولاً برای دوره‌های خاصی از روز، مانند ساعات روشنایی روز، عصر و شب هنگام خواب مشخص می‌شوند. به دلیل شکست در اتمسفر ناشی از وارونگی دما در شب، صداهای نسبتاً بلندی را می توان از یک بزرگراه، فرودگاه یا راه آهن نسبتاً دور منتشر کرد.
یکی از روش های جالب کنترل صدا، ساخت سدهای صوتی در طول بزرگراه است که آن را از مناطق مسکونی مجاور جدا می کند. اثربخشی چنین ساختارهایی با پراش صدا بیشتر در فرکانس های پایین محدود می شود که در جاده ها غالب است و در وسایل نقلیه بزرگ ذاتی است. برای موثر بودن، باید تا حد امکان به منبع یا ناظر نویز نزدیک باشند و در نتیجه پراش مورد نیاز برای رسیدن صدا به ناظر را به حداکثر برسانند. یکی دیگر از الزامات این نوع مانع این است که باید تعداد سطوح صدا را نیز محدود کند تا به کاهش نویز قابل توجهی دست یابد.
تعریف و مثال
دسی بل (dB) برای اندازه گیری سطح صدا استفاده می شود، اما همچنین به طور گسترده در الکترونیک، سیگنال ها و ارتباطات استفاده می شود. DB - روش لگاریتمی برای توصیف مماس. این نسبت می تواند خود را به صورت توان، فشار صدا، ولتاژ یا شدت و یا چندین مورد دیگر نشان دهد. بعداً dB را با تلفن و صدا (در رابطه با بلندی صدا) مرتبط می کنیم. اما ابتدا، برای دریافت ایده از عبارات لگاریتمی، اجازه دهید به برخی از اعداد نگاه کنیم.
برای مثال، می توانیم فرض کنیم که دو سخنران وجود دارد،که اولی صدایی با قدرت P 1 پخش می کند و دیگری یک نسخه بلندتر از همان لحن با قدرت P 2 است، اما بقیه چیزها (تا چه حد، فرکانس) ثابت می ماند.
تفاوت دسی بل بین آنها به صورتتعریف می شود
گزارش10 (P 2 / P 1) دسی بل که log برای پایه 10 است.
اگر دومی دوبرابر انرژی اولی تولید کند، تفاوت در دسی بل است
گزارش10 (P 2 / P 1)=10 log 2=3 dB,
همانطور که در نمودار نشان داده شده است که نمودار 10 را ترسیم می کند (P 2 / P 1) در مقابل P 2 / P 1. برای ادامه مثال، اگر دومی 10 برابر توان اولی داشته باشد، تفاوت در دسی بل این خواهد بود:
گزارش10 (P 2 / P 1)=10 log 10=10 dB.
اگر دومی یک میلیون بار قدرت یکسانی داشت، اختلاف دسی بلبود.
گزارش10 (P 2 / P 1)=10 گزارش 1 000 000=60 دسی بل.
این مثال یکی از ویژگی های مقیاس دسی بل را نشان می دهد که در بحث صدا مفید است. آنها می توانند روابط بسیار بزرگ را با استفاده از اعداد با اندازه متوسط توصیف کنند. اما باید توجه داشته باشید که دسی بل نشان دهنده نسبت است. یعنی گفته نمی شود که هر یک از اسپیکرها چه مقدار قدرت ساطع می کند، فقط از تفاوت. و همچنین به فاکتور 10 در تعریف توجه کنید که مخفف دسی بر حسب دسی بل است.
فشار آکوستیک و دسی بل
فرکانس معمولاً با میکروفون اندازه گیری می شود و آنها (تقریباً) متناسب با فشار، s پاسخ می دهند. در حال حاضر قدرت موج صوتی در دیگردر شرایط یکسان برابر با مربع سر است. به طور مشابه، توان الکتریکی در یک مقاومت مانند ولتاژ چند برابر می شود. لگاریتم مربع فقط 2 log x است، بنابراین هنگام تبدیل فشار به دسی بل، ضریب 2 معرفی می شود. بنابراین، تفاوت درجه فشار آکوستیک بین دو سطح صدا با p 1 و p 2 برابر است:.
گزارش20 (p 2 / p 1) دسی بل=10 گزارش (p 22 / p 1 2) دسی بل=۱۰ گزارش (P 2 / P 1) دسی بل.
وقتی قدرت صدا نصف شود چه اتفاقی می افتد؟
لگاریتم 2 0.3 است، بنابراین 1/2 برابر 0.3 است. بنابراین، اگر توان 2 برابر کاهش یابد، سطح صدا 3 دسی بل کاهش می یابد. و اگر این عمل را دوباره انجام دهید، آکوستیک 3 دسی بل دیگر کاهش می یابد.
اندازه دسیبل
در بالا می بینید که نصف کردن توان فشار روی ریشه 2 و سطح صدا را 3 دسی بل کاهش می دهد.
نمونه اول نویز سفید (مخلوطی از همه فرکانس های شنیداری) است. نمونه دوم همان تون است که ولتاژ با ضریب جذر 2 کاهش می یابد. میزان متقابل آن تقریباً 0.7 است، بنابراین 3 دسی بل مربوط به کاهش ولتاژ یا فشار تا 70٪ است. خط سبز نازل را به عنوان تابعی از زمان نشان می دهد. رنگ قرمز یک کاهش نمایی مداوم را نشان می دهد. توجه داشته باشید که ولتاژ برای هر نمونه دوم 50٪ کاهش می یابد.
فایل های صوتی و انیمیشن فلش توسط جان تان و جورج هاتسیدیمتریس.
دسی بل چقدر است؟
Bدر سری های زیر، نمونه های متوالی تنها یک امتیاز کاهش می یابد.
اگر اختلاف کمتر از یک دسی بل باشد چه؟
سطوح صدا به ندرت به اعشار داده می شود. دلیل آن این است که آنهایی که کمتر از 1 دسی بل با هم تفاوت دارند به سختی قابل تشخیص هستند.
و همچنین می توانید ببینید که مثال آخر ساکت تر از اولین است، اما دیدن تفاوت بین جفت های متوالی دشوار است. 10log 10 (1.07)=0.3. بنابراین، برای افزایش سطح صدا 0.3 دسی بل، باید توان را 7٪ یا ولتاژ را 3.5٪ افزایش دهید.
