Halas.doc

Hałas

Hałas jest to dźwięk niepożądany

Hałasem przyjęto określać wszelkie niepożądane, nieprzyjemne, dokuczliwe, uciążliwe lub szkodliwe dźwięki oddziałujące na narząd słuchu i inne zmysły oraz części organizmu człowieka. W wyniku rozprzestrzeniania się drgań akustycznych powstaje fala akustyczna. Powoduje ona chwilowe zmiany ciśnienia. Najniższe ciśnienie wykrywane przez ucho ludzkie nazywamy wartością progową – 20µPa. Badania wykazały, że ucho ludzkie może znieść dźwięk o ciśnieniu ponad milion razy wyższym od wartości progowej. W celu uniknięcia operowania tak dużymi  liczbami oraz dla uproszczenia pomiarów wprowadzono wygodniejszą skalę logarytmiczną. W ten sposób skala decybelowa pozwala na przetransformowanie liniowej skali 1 do 1000000 µPa na zakres 0 do 120 dB. I tak:

20 µPa odpowiada 0 dB (próg słyszalności)

200 µPa odpowiada 20 dB

2000 µPa odpowiada 40 dB

Odczuwanie dźwięku czyli subiektywne pojęcie głośności hałasu nie do końca zostało zbadane i nie można podać prostej zależności między fizycznym pomiarem poziomu ciśnienia a głośnością hałasu. Zagadnienie to komplikuje fakt, że ucho ludzkie nie jest jednakowo czułe w całym zakresie częstotliwości.

Najbardziej czułe jest w zakresie częstotliwości 2000-5000 Hz, i tak np. dźwięk o częstotliwości 50 Hz wymaga poziomu ciśnienia o 15 dB wyższego w celu uzyskania takiego samego subiektywnego odczucia poziomu głośności co dźwięk 2000 Hz o poziomie 70 dB. Dla umożliwienia dokonywania pomiarów uwzględniających zmianę czułości w funkcji częstotliwości skonstruowano specjalne filtry korekcyjne A,B,C,D.

A – przy niskich częstotliwościach

B – przy średnich częstotliwościach

C – przy wysokich częstotliwościach

D – do pomiaru hałasu samolotów

Poziomy ciśnienia akustycznego mierzone z którymś z tych filtrów korekcyjnych nazywa się odpowiednio poziomem dźwięku A,B,C,D i wyraża się dB(A), dB(B), itp.

Dźwięki niepożądane, które wywierają działanie:

·                    zakłócające,

·                    utrudniające rozumienie mowy,

·                    podnoszące próg słyszenia (czasowo lub trwale),

·                    oddziałujące niekorzystnie na cały organizm człowieka zwą się hałasem.
W zależności od zastosowanego kryterium można rozróżnić wiele rodzajów hałasu. Źródłem hałasu praktycznie może być wszystko co nas otacza, gdyż określenie to związane jest z subiektywnym wrażenie. Zróżnicowanie źródeł może dotyczyć: intensywności, zakresu częstotliwości (charakterystyki widmowej), charakterystyki kierunkowości oraz przebiegu czasowego. Wprowadzony podział kieruje się następującą zasadą:

·       za ustalony przyjmuje się przebieg, który nie zmienia się w czasie więcej niż 5 dB, a pomiar został wykonany przyrządem o dynamice S (słów) i z korektorem typu A,

·       za nieustalony - gdy zmiana ta jest większa niż 5 dB (zasady pomiaru jw.),

·       za impulsowy - gdy składa się z wielu przebiegów, a każdy z nich jest krótszy od 0,2 sek. oraz występuje różnica poziomów mierzonych wg dynamiki S i I (impuls) większa od 4 dB.

Poziom "A" oznacza, że pomiar został wykonany przy pomocy filtrów typu A uwzględniających charakterystykę ucha ludzkiego. Natężenie głośności mowy ludzkiej w pomieszczeniu w odległości 1 m.

spokojna potoczna mowa                                                                       60-65 dB

dyktowanie                                                                                    65-70 dB

referowanie na konferencji                                                        65-75 dB

odczyt w sali wykładowej                                                                      70-80 dB

głośne wołanie                                                                                    80-85 dB

Ocena hałasu zależy od następujących czynników

1.       Intensywności hałasu (natężenia)

2.       Częstotliwości dźwięku w Hz

3.       Czasu emisji

4.       Charakteru dźwięku

5.       Odporności psychicznej człowieka na hałas

6.       Rodzaju czynności i pory dnia, w której człowiek narażony jest na hałas

Występujące w przyrodzie dźwięki są zazwyczaj złożone. Można je opisać następującymi parametrami:

·       częstotliwością f, czyli liczbą okresów zmian ciśnienia akustycznego p lub prędkości v/s, w Hz,

·       ciśnieniem akustycznym p, czyli skuteczną (RMS) wartością wahań ciśnienia powodowanego przez falę dźwiękową w N/m lub w Pa,

·       natężeniem dźwięku J, czyli ilością energii przenoszonej w jednostce czasu przez jednostkę powierzchni ustawioną prostopadle do kierunku rozchodzenia się fali w W/m ,

·       mocą akustyczną Na = J S, w W, gdzie S jest powierzchnią pomiarową prostopadłą do kierunku rozchodzenia się fali,

·       czasem pogłosu pomieszczenia T, czyli czasem, w którym zawarta w po-mieszczeniu w stanie ustalonym energia dźwiękowa, wytworzona przez kuliste źródło dźwięku, maleje po jego wyłączeniu do jednej milionowej swojej pierwotnej wartości, czyli o 60 dB.

Z fizycznego punktu widzenia, dźwięki są to drgania mechaniczne ośrodka sprężystego (gazu, cieczy lub ośrodka stałego). Drgania te mogą być rozpatrywane jako oscylacyjny ruch cząstek ośrodka względem położenia równowagi, wywołujący zmianę ciśnienia ośrodka w stosunku do wartości ciśnienia statycznego (atmosferycznego).
Ta zmiana ciśnienia, (czyli zaburzenie równowagi ośrodka) przenosi się w postaci następujących po sobie lokalnych zagęszczeń i rozrzedzeń cząstek ośrodka w przestrzeń otaczającą źródło drgań, tworząc falę akustyczną. Różnica między chwilową wartością ciśnienia w ośrodku przy przejściu fali akustycznej a wartością ciśnienia statycznego (atmosferycznego) jest zwana ciśnieniem akustycznym p, wyrażanym w Pa.
Ze względu na szeroki zakres zmian ciśnienia akustycznego - od 2 · 10-5 do 2 · 102 Pa powszechnie stosuje się skalę logarytmiczną i w konsekwencji używa się pojęcia poziom ciśnienia akustycznego L, wyrażany w dB.
Wszystkie wielkości charakteryzujące ekspozycję (narażenie) na hałas w środowisku pracy, tj.: maksymalny poziom dźwięku A, szczytowy poziom dźwięku C, równoważny poziom dźwięku A, poziom ekspozycji na hałas odniesiony do 8-godzinnego dnia tub tygodnia pracy, są wielkościami pochodnymi poziomu ciśnienia akustycznego.
W uproszczeniu można powiedzieć, że hałas stanowi zbiór dźwięków o różnych częstotliwościach i różnych wartościach ciśnienia akustycznego. Rozkład dźwięków złożonych na sumę dźwięków prostych (tonów) nazywamy wyznaczaniem widma lub analizą widmową (częstotliwościową) hałasu.
Drgania powodujące ruch cząsteczek środowiska sprężystego względem położenia równowagi w zakresie słyszalnym noszą nazwę drgań akustycznych. Przestrzeń, w której zachodzi proces drgań tych cząsteczek wynikający z przemieszczania (propagacji) fal dźwiękowych nosi nazwę pola akustycznego. W zależności od: warunków rozprzestrzeniania się fal oraz rodzaju źródła rozróżniane są dwa rodzaje pól:

1.     swobodne, gdzie spadek ciśnienia akustycznego następuje z kwadratem odległości (przestrzeń otwarta),

2.     rozproszone (dyspersyjne), gdy ma miejsce zjawisko odbicia fal od przeszkody (pomieszczenia zamknięte).

Wywołane zaburzeniami ciśnienia powietrza wrażenie słuchowe nosi nazwę dźwięku. W zależności od składu widmowego można rozróżnić kilka rodzajów dźwięków:

·             proste, (tony), mają jedną ściśle określoną częstotliwość,

·             złożone składają się z wielu częstotliwości, o zróżnicowanej amplitudzie (spotykane w otaczającej nas rzeczywistości),

·             szum również składa się z drgań akustycznych o dużym zakresie częstotliwości, ale żadna z nich nie jest wyróżniająca się,

·             szum biały - rozkład poziomu ciśnienia akustycznego jest równomierny i niezależny od częstotliwości.

Rys. Umiejscowienie hałasu ultradźwiękowego w obszarze drgań akustycznych

Ze względu na zakres częstotliwości rozróżnia się:

§       hałas infradźwiękowy, w którego widmie występują składowe o częstotliwościach infradźwiękowych od 1 do 20 Hz i o niskich częstotliwościach słyszalnych

§       hałas słyszalny, w którego widmie występują składowe o częstotliwościach słyszalnych od 20 do 20 kHz

§       hałas "ultradźwiękowy", w którego widmie występują składowe o wysokich częstotliwościach słyszalnych i niskich ultradźwiękowych od 10 do 40 kHz

Ze względu na przebieg w czasie, hałas określa się jako ustalony lub nieustalony (zmienny w czasie, przerywany). Rodzajem hałasu nieustalonego jest tzw. hałas impulsowy, składający się z jednego lub wielu zdarzeń dźwiękowych, każde o czasie trwania mniejszym niż 1 s.
Ze względu na charakter oddziaływania hałasu na organizm człowieka, wyróżnia się hałas uciążliwy nie wywołujący trwałych skutków w organizmie oraz hałas szkodliwy wywołujący trwałe skutki lub powodujący określone ryzyko ich wystąpienia.
Istnieją również inne podziały hałasu, np. podział uwzględniający przyczynę jego powstania i klasyfikację jego źródeł. Wyróżnia się, np.: hałas aerodynamiczny, powstający w wyniku przepływu powietrza lub innego gazu oraz hałas mechaniczny, powstający wskutek tarcia i zderzeń ciał stałych, w tym głównie części maszyn.

Stosowany jest także podział ze względu na środowisko, w którym hałas występuje. Hałas w przemyśle, zwany jest hałasem przemysłowym, hałas w pomieszczeniach mieszkalnych, miejscach użyteczności publicznej i terenach wypoczynkowych - hałasem komunalnym, a w środkach komunikacji - hałasem komunikacyjnym.

Drgania akustyczne ze względu na swą falowość podlegają następującym prawom fizycznym:

·       zdolność przemieszczania się w różnych ośrodkach (gazy, ciecze, ciała stałe),

·       odbicia, czyli zmiany kierunku rozchodzenia się na granicy dwóch ośrodków,

·       pochłonięcia,

·       ugięcia (zwłaszcza dla fal o niskiej częstotliwości),

·       interferencji, czyli nakładania się fal,

·       tłumienia.

Wpływ hałasu na organizm człowieka i jego skutki

Ujemne oddziaływanie hałasu na organizm człowieka w warunkach narażenia zawodowego można podzielić na dwa rodzaje:

§       wpływ hałasu na narząd słuchu

§       pozasłuchowe działanie hałasu na organizm (w tym na podstawowe układy i narządy oraz zmysły człowieka).   

Szkodliwy wpływ hałasu na narząd słuchu powodują następujące jego cechy i okoliczności narażenia:

§       równoważny poziom dźwięku A (dla hałasu nieustalonego) lub poziom dźwięku A (dla hałasu ustalonego) przekraczający 80 dB; bodźce słabsze nie uszkadzają narządu słuchu nawet przy długotrwałym nieprzerwanym działaniu

Tabela - Ryzyko utraty słuchu w zależności od równoważnego poziomu dźwięku A i czasu narażenia