Uchafuzi wa kelele, viwango vya sauti visivyotakikana au kupita kiasi vinaweza kuwa na madhara kwa afya ya binadamu na ubora wa mazingira. Mara nyingi hutokea katika vituo vingi vya viwanda na maeneo mengine ya kazi. Pamoja na uchafuzi wa kelele unaohusishwa na trafiki ya barabarani, reli na anga na shughuli za nje.
Kipimo na utambuzi wa sauti kubwa
Mawimbi ya sauti ni mitetemo ya molekuli za hewa zinazobebwa kutoka chanzo cha kelele hadi sikioni. Kawaida huelezewa kwa suala la sauti kubwa (amplitude) na lami (frequency) ya wimbi. Kiwango cha shinikizo la sauti, au SPL, hupimwa kwa vitengo vya logarithmic vinavyoitwa decibels (dB). Sikio la kawaida la mwanadamu linaweza kutambua sauti kutoka 0 dB (kizingiti cha kusikia) hadi 140 dB. Wakati huo huo, sauti kutoka 120 dB hadi 140 dB husababisha maumivu.
Kiwango cha sauti ni kipi, kwa mfano, katika maktaba? Ni takriban 35 dB, wakati ndani ya basi linalotembea au treni ya chini ya ardhi ni takriban 85. Kazi ya ujenzimajengo yanaweza kutoa hadi 105 dB SPL kwenye chanzo. SPL hupungua kwa umbali kutoka kwa mada.
Kasi ambayo nishati ya sauti hupitishwa inaitwa ukali, sawia na mraba wa SPL. Kwa sababu ya asili ya logarithmic ya kipimo cha decibel, ongezeko la pointi 10 huwakilisha ongezeko la mara 10 la kiwango cha sauti. Katika 20, hupitisha mara 100 zaidi. Na 30dB inawakilisha ongezeko la 1000x la nguvu.
Kwa upande mwingine, mvutano unapoongezeka maradufu, kiwango cha sauti huongezeka kwa pointi 3 pekee. Kwa mfano, ikiwa drill ya ujenzi hutoa 90 dB ya kelele, basi zana mbili zinazofanana zinazofanya kazi pamoja zitaunda 93 dB. Na sauti mbili zinazotofautiana kwa zaidi ya pointi 15 katika SPL zinapounganishwa, sauti dhaifu hufunikwa (au kuzama nje) na sauti kubwa. Kwa mfano, ikiwa kuchimba visima kunaendeshwa kwa 80 dB kwenye tovuti ya ujenzi karibu na tingatinga saa 95, kiwango cha shinikizo kilichounganishwa cha vyanzo hivi viwili kitapimwa kuwa 95. Toni ya chini sana kutoka kwa kibandizi haitaonekana.
Marudio ya wimbi la sauti huonyeshwa kwa mizunguko kwa sekunde, lakini hertz hutumiwa zaidi (1 cps=1 Hz). Utando wa tympanic ya binadamu ni kiungo chenye hisia kali na safu kubwa ya nguvu, yenye uwezo wa kutambua sauti katika masafa kutoka 20 Hz (kinara cha chini) hadi takriban 20,000 Hz (sauti ya juu). Toni ya sauti ya binadamu katika mazungumzo ya kawaida hutokea katika masafa kutoka 250 Hz hadi 2000 Hz.
Kipimo sahihi cha kiwango cha sauti na maelezo ya kisayansi ni tofauti na mawazo na maoni mengi ya kibinadamu kuihusu. Majibu ya mtu binafsi kwa kelele hutegemea sauti na sauti. Watu wenye usikivu wa kawaida kwa kawaida huona sauti za masafa ya juu zaidi kuliko sauti za masafa ya chini za amplitudo sawa. Kwa sababu hii, mita za kelele za kielektroniki huzingatia mabadiliko katika sauti inayotambulika na sauti ya sauti.
Vichujio vya masafa katika mita hutumika kuendana na usomaji na usikivu wa sikio la mwanadamu na sauti kubwa ya jamaa ya sauti mbalimbali. Kichujio kinachojulikana kama A-mizigo, kwa mfano, hutumiwa kwa kawaida kutambua jumuiya inayozunguka. Vipimo vya SPL vinavyotengenezwa kwa kichujio hiki vinaonyeshwa kwa desibeli zenye uzani wa A au dBA.
Watu wengi hutambua na kuelezea ongezeko la 6-10 dBA katika SPL kama "sauti kubwa" inayoongezeka maradufu. Mfumo mwingine, kipimo cha C-weighted (dBS), wakati mwingine hutumika kwa viwango vya kelele za athari kama vile upigaji risasi na huwa sahihi zaidi kuliko dBA kwa sauti inayotambulika ya sauti zenye vijenzi vya masafa ya chini.
Viwango vya kelele hubadilika kadri muda unavyopita, kwa hivyo data ya kipimo huwasilishwa kama wastani ili kuonyesha viwango vya jumla vya sauti. Kuna njia kadhaa za kufanya hivyo. Kwa mfano, mfululizo wa vipimo vya sauti vinavyorudiwa vinaweza kuripotiwa kama L 90=75 dBA, kumaanisha kuwa thamani zilikuwa sawa na au zaidi ya 75 dBA kwa asilimia 90 ya wakati huo.
Kitengo kingine kinachoitwa digrii sawa za sauti (L eq) kinaweza kutumika kueleza wastani wa SPL katika kipindi chochote cha riba, kama vile siku ya kazi ya saa nane.(L eq ni thamani ya logarithmic, si thamani ya hesabu, kwa hivyo matukio ya sauti kubwa hutawala jumla ya matokeo.)
Kipimo cha kiwango cha sauti kiitwacho Thamani ya Kelele ya Mchana-Usiku (DNL au Ldn) huzingatia ukweli kwamba watu huathirika zaidi sauti wakati wa usiku. Kwa hivyo, 10-dBA inaongezwa kwa thamani za SPL zilizopimwa kati ya 10 asubuhi na 7 asubuhi. Kwa mfano, vipimo vya DNL ni muhimu sana katika kuelezea mfiduo wa jumla wa kelele za ndege.
Kufanya kazi na athari
Kelele ni zaidi ya kero tu. Katika viwango fulani na muda wa kukaribia mtu, inaweza kusababisha uharibifu wa kimwili kwa kiwambo cha sikio na seli nyeti za nywele kwenye sikio la ndani, hivyo kusababisha upotevu wa kusikia kwa muda au wa kudumu.
Kwa kawaida haifanyiki katika SPL chini ya 80 dBA (viwango vya ushawishi vya saa nane huwekwa vyema chini ya 85). Lakini watu wengi ambao wameathiriwa mara kwa mara na zaidi ya 105 dBA watakuwa na kiwango fulani cha upotezaji wa kudumu wa kusikia. Zaidi ya hayo, kukabiliwa na kelele kupita kiasi kunaweza pia kuongeza shinikizo la damu na mapigo ya moyo, kusababisha kuwashwa, wasiwasi, na uchovu wa akili, na kutatiza usingizi, utulivu na urafiki.
Kidhibiti cha uchafuzi wa kelele
Kwa hivyo, ni muhimu kudumisha ukimya wa hali ya juu mahali pa kazi na katika jamii. Kanuni na sheria za kelele zilizopitishwa katika ngazi za mitaa, kikanda na kitaifa zinaweza kuwa na ufanisi katika kupunguza athari mbaya za uchafuzi wa kelele.
Mazingira nahum ya viwanda inadhibitiwa chini ya sheria ya usalama na afya kazini na sheria dhidi yake. Chini ya kanuni hizi, Utawala wa Usalama na Afya Kazini uliweka vigezo vya kelele za viwandani ili kuweka vikomo juu ya ukubwa wa mfiduo wa sauti na muda ambao kiwango hiki kinaweza kuruhusiwa.
Iwapo mtu anakabiliwa na viwango tofauti vya kelele kwa nyakati tofauti wakati wa mchana, jumla ya mfiduo au kipimo (D) cha kelele hupatikana kutoka kwa uwiano,
ambapo C ndio wakati halisi na T ndio wakati unaoruhusiwa katika kiwango chochote. Kwa kutumia fomula hii, kipimo cha kelele kinachowezekana zaidi cha kila siku kitakuwa 1, na mfiduo wowote hapo juu ambao hautakubalika.
Kiwango cha juu cha sauti
Vigezo vya kelele ya ndani vinafupishwa katika seti tatu za vipimo ambavyo vilipatikana kwa kukusanya maamuzi ya kibinafsi kutoka kwa sampuli kubwa ya watu katika hali mbalimbali mahususi. Hizi zimebadilika na kuwa Vigezo vya Kelele (NC) na Mikondo ya Toni Inayopendelea (PNC), ambayo huweka mipaka kwa kiwango kinacholetwa katika mazingira. Mikondo ya NC, iliyoanzishwa mwaka wa 1957, inalenga kutoa mazingira ya kustarehesha ya kufanya kazi au kuishi kwa kubainisha kiwango cha juu cha sauti kinachoruhusiwa katika bendi za oktava katika wigo mzima wa sauti.
Seti kamili ya mikunjo 11 inafafanua vigezo vya kelele kwa anuwai ya hali. Picha za PNC, zilizotengenezwa mwaka wa 1971, zinaongeza mipaka kwa sauti ya chini ya mzunguko na kuzomewa kwa masafa ya juu. Kwa hiyo, wanapendeleakiwango cha zamani cha NC. Kwa muhtasari wa mikunjo, vigezo hivi hutoa shabaha za muundo wa viwango vya kelele kwa mawazo mbalimbali. Sehemu ya maelezo ya kazi au makazi ni mkunjo wa PNC unaolingana. Iwapo kiwango kinazidi viwango vya PNC, nyenzo za kufyonza sauti zinaweza kuletwa katika mazingira kama inavyohitajika ili kutii viwango.
Viwango vya chini vya kelele vinaweza kurekebishwa kwa nyenzo za ziada za kunyonya kama vile pazia nzito au vigae vya ndani. Ambapo viwango vya chini vya kelele zinazotambulika vinaweza kuvuruga, au ambapo faragha ya mazungumzo katika ofisi zilizo karibu na maeneo ya mapokezi inaweza kuwa muhimu, sauti zisizohitajika zinaweza kufichwa. Chanzo kidogo cha kelele nyeupe, kama vile hewa tuli, iliyowekwa ndani ya chumba kinaweza kufunika mazungumzo kutoka kwa ofisi zilizo karibu bila kuwa na kiwango cha kuua cha sauti kwenye masikio ya watu wanaofanya kazi karibu nawe.
Kifaa cha aina hii mara nyingi hutumika katika ofisi za madaktari na wataalamu wengine. Njia nyingine ya kupunguza kelele ni matumizi ya watetezi wa kusikia, ambayo huvaliwa juu ya masikio kwa njia sawa na yarmuffs. Kwa kutumia vilinda vinavyopatikana kibiashara, kupunguza tone kunaweza kufikiwa katika masafa kwa kawaida kutoka 10 dB kwa 100 Hz hadi zaidi ya 30 dB kwa masafa zaidi ya 1,000 Hz.
Tambua kiwango cha sauti
Vikomo vya kelele za nje pia ni muhimu kwa faraja ya binadamu. Ujenzi wa jengo utatoa ulinzi fulani kutoka kwa sauti za nje ikiwa jengo hukutana na viwango vya chini na ikiwakiwango cha kelele kiko ndani ya mipaka inayokubalika.
Vikomo hivi kwa kawaida hubainishwa kwa vipindi fulani vya siku, kama vile saa za mchana, jioni na usiku unapolala. Kwa sababu ya mwonekano wa angahewa unaosababishwa na mabadiliko ya halijoto wakati wa usiku, sauti kubwa kiasi zinaweza kutolewa kutoka kwenye barabara kuu ya mbali, uwanja wa ndege au reli.
Mojawapo ya mbinu za kuvutia za kudhibiti kelele ni ujenzi wa vizuizi vya kelele kando ya barabara kuu, kuitenganisha na maeneo ya makazi yaliyo karibu. Ufanisi wa miundo kama hiyo ni mdogo kwa kutofautisha kwa sauti zaidi kwa masafa ya chini, ambayo yanaenea barabarani na ni ya asili katika magari makubwa. Ili kuwa na ufanisi, lazima iwe karibu iwezekanavyo na chanzo au mwangalizi wa kelele, na hivyo kuongeza diffraction inayohitajika ili sauti kufikia mwangalizi. Sharti lingine kwa aina hii ya kizuizi ni kwamba ni lazima pia kupunguza idadi ya viwango vya sauti ili kufikia upunguzaji mkubwa wa kelele.
Ufafanuzi na mifano
Decibel (dB) hutumika kupima viwango vya sauti, lakini pia hutumika sana katika vifaa vya elektroniki, mawimbi na mawasiliano. DB - njia ya logarithmic ya kuelezea tangency. Uwiano unaweza kujidhihirisha kama nguvu, shinikizo la sauti, voltage au ukubwa, au mambo mengine kadhaa. Baadaye tunahusisha dB na simu na sauti (kuhusiana na sauti kubwa). Lakini kwanza, ili kupata wazo la misemo ya logarithmic, hebu tuangalie baadhi ya nambari.
Kwa mfano, tunaweza kudhani kuwa kuna wazungumzaji wawili,ya kwanza ambayo hucheza sauti kwa nguvu ya P 1, na nyingine toleo la sauti kubwa zaidi la sauti sawa na nguvu ya P 2, lakini kila kitu kingine (ni umbali gani, frequency) inabaki sawa.
Tofauti ya desibeli kati yao inafafanuliwa kama
logi 10 (P 2 / P 1) dB ambapo logi ni ya msingi 10.
Iwapo ya pili itatoa nishati mara mbili ya ile ya kwanza, tofauti iko katika dB
logi 10 (P 2 / P 1)=10 logi 2=3 dB,
kama inavyoonyeshwa kwenye jedwali inayoweka kumbukumbu 10 (P 2 / P 1) dhidi ya P 2 / P 1. Ili kuendelea na mfano, ikiwa ya pili ina nguvu mara 10 ya ya kwanza, tofauti katika dB itakuwa:
logi 10 (P 2 / P 1)=10 log 10=10 dB.
Kama ya pili ingekuwa na nguvu sawa mara milioni, tofauti ya dB ingekuwa
logi 10 (P 2 / P 1)=10 log 1 000 000=60 dB.
Mfano huu unaonyesha kipengele kimoja cha mizani ya desibeli ambacho ni muhimu wakati wa kujadili sauti. Wanaweza kuelezea uhusiano mkubwa sana kwa kutumia nambari za ukubwa wa kawaida. Lakini unahitaji kuzingatia kwamba decibel inawakilisha uwiano. Hiyo ni, haitasemwa ni nguvu ngapi kati ya wasemaji hutoa, tu kutoka kwa tofauti. Na pia makini na kipengele cha 10 katika ufafanuzi, ambacho kinawakilisha deci katika desibeli.
Shinikizo la akustika na dB
Marudio hupimwa kwa maikrofoni na hujibu (takriban) sawia na shinikizo, s. Sasa nguvu ya wimbi la sauti kwa zinginechini ya hali sawa ni sawa na mraba wa kichwa. Vile vile, nguvu ya umeme kwenye kipinga huenda kama voltage inavyozidishwa. Logariti ya mraba ni logi 2 tu ya x, kwa hivyo wakati wa kubadilisha shinikizo kuwa decibel, kipengele cha 2 kinaletwa. Kwa hiyo, tofauti ya kiwango cha shinikizo la akustisk kati ya viwango viwili vya sauti na p 1 na p 2 ni:
logi 20 (p 2 / p 1) dB=10 logi (p 22 / p 1 2) dB=logi 10 (P 2 / P 1) dB.
Nini hutokea nishati ya sauti ikipunguzwa kwa nusu?
Logariti ya 2 ni 0.3, hivyo 1/2 ni 0.3. Kwa hivyo, ikiwa nguvu imepunguzwa kwa mara 2, basi kiwango cha sauti kitapungua kwa 3 dB. Na ukifanya operesheni hii tena, basi acoustics itapungua kwa dB 3 nyingine.
Ukubwa wa desibeli
Unaweza kuona hapo juu kwamba kupunguza nusu ya nishati hupunguza shinikizo kwenye mzizi 2 na kiwango cha sauti kwa dB 3.
Sampuli ya kwanza ni kelele nyeupe (mchanganyiko wa masafa yote yanayosikika). Sampuli ya pili ni sauti sawa na voltage iliyopunguzwa kwa sababu ya mizizi ya mraba ya 2. Uwiano wake ni takriban 0.7, hivyo 3 dB inafanana na kupunguzwa kwa voltage au shinikizo la hadi 70%. Mstari wa kijani unaonyesha pua kama kazi ya wakati. Nyekundu inaangazia kushuka kwa kasi kwa kila mara. Kumbuka kuwa voltage inashuka kwa 50% kwa kila sampuli ya pili.
Faili za sauti na uhuishaji mweko wa John Tann na George Hatsidimitris.
Desibel ina ukubwa gani?
Bkatika mfululizo ufuatao, sampuli zinazofuatana hupungua kwa nukta moja pekee.
Je ikiwa tofauti ni chini ya decibel?
Viwango vya sauti hutolewa mara chache katika sehemu za desimali. Sababu ni kwamba zile zinazotofautiana kwa chini ya dB 1 ni vigumu kuzitofautisha.
Na pia unaweza kuona kwamba mfano wa mwisho ni tulivu kuliko wa kwanza, lakini ni vigumu kuona tofauti kati ya jozi zinazofuatana. 10logi 10 (1.07)=0.3. Kwa hiyo, ili kuongeza kiwango cha sauti kwa 0.3 dB, unahitaji kuongeza nguvu kwa 7% au voltage kwa 3.5%.
