Niepożądany lub nadmierny hałas to coś więcej niż tylko irytacja. Ma negatywny wpływ na zdrowie ludzi, dziką przyrodę i jakość środowiska. To jest zanieczyszczenie hałasem. Pochodzi z branż i miejsc pracy. Pochodzi także z autostrad, pociągów i samolotów. Budowanie na zewnątrz pogarsza problem.
Pomiar i wykrywanie objętości
Głośność to nie tylko głośność. Chodzi o to, jak ludzie postrzegają dźwięk. Jednostką miary poziomu ciśnienia akustycznego jest decybel (dB).
Jaki poziom głośności jest za wysoki?
Światowa Organizacja Zdrowia (WHO) ustaliła wytyczne. Poziom hałasu na zewnątrz w ciągu dnia powinien utrzymywać się poniżej 55 decybeli. W nocy poziom hałasu nie powinien przekraczać 45 decybeli. Poziomy wewnętrzne powinny być niskie.
“Narażenie na głośny hałas może spowodować utratę słuchu. Może również zwiększać ryzyko chorób serca i zaburzeń snu.”
Dlaczego świadomość jest ważna?
Dźwięki o niskiej częstotliwości wydają się głośniejsze niż dźwięki o wysokiej częstotliwości. Dzieje się tak dlatego, że ludzkie ucho jest bardziej wrażliwe na pewne częstotliwości. Koryguje to skala ważona w decybelach (dBA). Odzwierciedla sposób, w jaki ludzie faktycznie słyszą dźwięk.
Skąd dochodzi hałas?
Obiekty przemysłowe wytwarzają znaczny hałas. W niektórych miejscach pracy może być głośno. Drogi i linie kolejowe nieustannie tętnią życiem. Samoloty wydają głośne dźwięki. Place budowy są tymczasowym, ale skoncentrowanym źródłem hałasu.
Jak to wpływa na Twoje zdrowie?
Zanieczyszczenie hałasem może powodować stres. Uwalnianie kortyzolu. Hormon ten zwiększa ciśnienie krwi. Długotrwałe narażenie może powodować problemy sercowo-naczyniowe. Sen jest zaburzony. Może to mieć wpływ na funkcje poznawcze. Cierpi także dzika przyroda. Ingerencja w rozmowy małżeńskie. Wzorce karmienia są zakłócone.
Która branża jest najbardziej dotknięta?
Najważniejszym źródłem jest ruch. Ruch samochodowy jest duży. Kolej odgrywa ważną rolę w obszarach miejskich. Hałas lotniczy koncentruje się w pobliżu lotnisk. Produkcja przemysłowa zwiększa obciążenie. Budowa była sporadyczna, ale intensywna.
Dlaczego tak trudno rozwiązać ten problem?
Dźwięk jest łatwo przenoszony. Przechodzi przez budynki. Trudno go powstrzymać. Istnieją zasady, ale ich egzekwowanie jest niespójne. Świadomość społeczna jest słaba. Wiele osób zakłada, że hałas jest rzeczą oczywistą. Ta akceptacja pozwala na kontynuację problemu.
Co można zrobić?
Cicha technologia może pomóc. Samochody elektryczne zmniejszają hałas na drogach. Cichsze konstrukcje samolotów mogą zmniejszyć wpływ lotnictwa. Ściany akustyczne wzdłuż autostrad blokują dźwięk. Tłumiki mogą być stosowane w zakładach przemysłowych. Pracownicy są zobowiązani do posiadania środków ochrony słuchu. Planowanie urbanistyczne może tworzyć strefy ciszy.
Czym różnią się zasady w różnych częściach świata?
W niektórych krajach obowiązują rygorystyczne przepisy dotyczące hałasu. Niektórzy ludzie są bardziej tolerancyjni. Implementacja jest szeroka. W niektórych miejscach skargi zostały zignorowane. W pozostałych przypadkach nakładane są surowe kary. Ta sprzeczność tworzy mozaikę ochrony.
Ukryte koszty hałasu
To coś więcej niż tylko irytacja. Chodzi o zdrowie. Chodzi o środowisko. Ignorowanie tego problemu ma poważne konsekwencje. W następnej części omówiono niektóre technologie opracowywane w celu zwalczania zanieczyszczenia hałasem.
Jak faktycznie działają poziomy hałasu
Dźwięk to nie tylko „szum”. To jest stres fizyczny. Wibracje powietrza przemieszczają się od źródła dźwięku do uszu. Zazwyczaj opisujemy to w kategoriach głośności (lub amplitudy) i wysokości (lub częstotliwości). Głośność mierzy się w decybelach (dB). Skala jest logarytmiczna. Oznacza to, że nie rośnie liniowo.
Ludzkie ucho ma niesamowite możliwości. Może wykrywać dźwięki od 0 dB do około 140 dB. Dźwięki powyżej 120 decybeli osiągają próg bólu. Twoje uszy są w stanie obsłużyć szeroki zakres. Jednak środowisko rzadko pozostaje statyczne.
Poziom cichego dźwięku w bibliotece wynosi 35 decybeli. Wagony metra wytwarzają dźwięk o natężeniu 85 decybeli. Na placach budowy źródła dźwięku mogą osiągnąć poziom 105 decybeli. Dźwięk staje się cichszy w miarę oddalania się od źródła.
Ale najważniejsza jest energia, która kryje się za dźwiękiem. Natężenie dźwięku jest proporcjonalne do kwadratu poziomu ciśnienia akustycznego. Skala decybeli jest logarytmiczna, więc niższe liczby oznaczają większe skoki energii.
- Wzrost o 10 dB oznacza dziesięciokrotny wzrost natężenia.
- Skok o 20 dB daje intensywność 100 razy większą.
- 30 dB oznacza, że natężenie jest 1000 razy większe.
Podwojenie intensywności zwiększa poziom tylko o 3 dB. Wydaje się, że jest to niewielka zmiana w uchu, ale właściwości fizyczne są podwojone. Przykład: 90 decybeli. Dodaj w pobliżu kolejną podobną wiertarkę udarową. Nie uzyskasz nawet 180 decybeli. Emituje 93 decybele.
Maskowanie również odgrywa rolę. Jeśli połączysz dwa dźwięki oddalone od siebie o więcej niż 15 dB, cichszy dźwięk zostanie utracony. To „zalewa”. Jeśli użyjesz wiertarki o głośności 80 dB razem z buldożerem o głośności 95 dB, całkowity poziom wyniesie 95 dB. Dźwięk kompresora zniknie. Słychać tylko najsilniejsze źródła.
Ton i percepcja
Częstotliwość mierzona jest w hercach (Hz). Jeden cykl na sekundę odpowiada jednemu hercowi. Błona bębenkowa człowieka ma szeroki zakres dynamiki. Zbiera basy do 20 Hz i wysokie tony do 20 000 Hz.
Normalna mowa występuje w zakresie od 250 Hz do 2000 Hz.
Ale nauka mierzy więcej niż tylko to, co słyszą uszy; mierzy, jak uszy odbierają dźwięk. Ludzka percepcja jest subiektywna. Dźwięki o wysokiej częstotliwości wydają się głośniejsze niż dźwięki o niskiej częstotliwości, nawet jeśli ich amplituda jest taka sama. Syrena brzmi bardziej niepokojąco niż silnik odległej ciężarówki, chociaż poziom decybeli jest taki sam.
Aby rozwiązać ten konflikt, projektanci używają filtrów ważonych. Filtr ważony A (dBA) dostosowuje pomiary do ludzkiej wrażliwości. Tłumi niskie częstotliwości. Jeśli chodzi o normy hałasu publikowane przez władze, są one zwykle podawane w dBA. Większość ludzi uważa wzrost o 6-10 dBA za podwojenie „głośności”.
Dostępna jest również skala ważona C (dW). Służy do oceny dźwięków uderzeniowych, takich jak wystrzały i eksplozje. Dźwięki o niższej częstotliwości są oceniane dokładniej. Mierniki ważone A mogą pomijać czysto fizyczne efekty z dominujących zdarzeń o niskiej częstotliwości.
Pomiar poziomu hałasu
Hałas nie jest ciągły. On się zmienia. Jak zatem należy to oceniać? Przeciętny. Ale nie możesz po prostu dodawać liczb. W percepcji dominują hałaśliwe wydarzenia.
Jednym ze sposobów jest L90. Wartość ta przekracza poziom hałasu w 90% przypadków. Wartość L90 wynosząca 75 dBA oznacza, że hałas wynosi co najmniej 75 dBA przez większość okresu pomiarowego.
Następnie mamy Leq lub równoważny poziom hałasu ciągłego. Jest to średnia logarytmiczna z pewnego okresu, np. 8-godzinnego dnia pracy. Otrzymujesz liczbę reprezentującą całkowitą pochłoniętą energię.
DNL (Poziom Dzień i Noc) to standard stosowany przez władze. Oznacza to, że nie lubimy już hałasu w nocy. Dźwięki mierzone między 22:00 i 7 rano podlegają karze grzywny w wysokości 10 dBA. Dlatego też DNL jest najpopularniejszym wskaźnikiem narażenia na hałas lotnisk. Odzwierciedla nie tylko czas potrzebny na zaśnięcie, ale także dyskomfort spowodowany przerwaniem snu.
Koszty biologiczne
Mierzymy dźwięk. Obliczamy wpływ. Ale ciało nie dba o nasze wskaźniki. Jego to nie obchodzi.
Dźwięk o wysokiej intensywności powoduje nie tylko szkody. On niszczy. Małe komórki rzęsate w uchu wewnętrznym są delikatne. Gdy zostaną utracone, nie zostaną przywrócone. Pojedyncze narażenie na dźwięk o natężeniu 140 decybeli może spowodować natychmiastową i nieodwracalną utratę słuchu. To nie tylko szumy uszne czy utrata słuchu. To jest problem izolacji.
Na tej biologii opierają się standardy bezpieczeństwa w miejscu pracy. OSHA i NIOSH mają ścisłe ograniczenia dotyczące czasu ekspozycji na hałas powyżej 85 decybeli. Zasady są proste. Każde 3–5 dB przekroczenia limitu powoduje zmniejszenie bezpiecznego czasu ekspozycji o połowę.
Dotyczy to także dzikich zwierząt. Ssaki morskie podczas nawigacji i polowań korzystają z dźwięku. Hałas statków zagłusza ich wołania. Stos pali tworzy podwodne fale uderzeniowe. Dźwięki te niepokoją gatunki, które wyewoluowały w środowiskach akustycznych. Hałas „w tle” ludzkiej działalności zastępuje krajobraz dźwiękowy natury.
Głośność nie jest jedynym problemem. Taka jest wartość ciszy.
To coś więcej niż tylko niedogodność. Jeśli głośność i czas ekspozycji są wystarczająco duże, hałas staje się fizycznym atakiem na ciało. Może uszkodzić błonę bębenkową. Niszczy wrażliwe komórki rzęsate ucha wewnętrznego. Konsekwencją tego jest utrata słuchu spowodowana hałasem.
Uszkodzenie to na ogół nie występuje przy poziomach poniżej 80 dBA. Eksperci zalecają jednak ograniczenie ekspozycji do 8 godzin poniżej 85 dBA. Powtarzające się przekroczenie poziomu 105 dBA prawie na pewno spowoduje trwałą utratę słuchu.
Ukryte zagrożenia dla zdrowia wynikające z nadmiernego hałasu
Uszkodzenia nie ograniczają się tylko do uszu. Długotrwałe narażenie na hałas może powodować wzrost ciśnienia krwi. Puls przyspiesza. Pojawia się niepokój, po którym następuje niepokój i wyczerpanie psychiczne. To wpływa na sen. To samo dotyczy rozrywki i podstawowej komunikacji osobistej.
Szczególnie bezbronne są dzieci. Osoby mieszkające w hałaśliwych obszarach są narażone na stres. Następuje utrata pamięci. Czas trwania uwagi ulega skróceniu.
„Zapobieganie zanieczyszczeniu hałasem jest zatem niezbędne w miejscu pracy i w społeczeństwie.”
Nie chodzi tylko o wygodę. Dotyczy to zdrowia publicznego.
Kiedy dźwięk staje się egzystencjalnym zagrożeniem
Dzika przyroda płaci wysoką cenę za ludzki hałas. Owady, żaby, ptaki, nietoperze – wszystkie polegają na dźwięku. Aby znaleźć partnera, do komunikacji i nawigacji. Aby znaleźć jedzenie. Aby uniknąć drapieżników.
Zanieczyszczenia to niszczą. Dla niektórych gatunków stanowi to zagrożenie egzystencjalne.
Kryzys jest najbardziej dotkliwy w oceanach. Zwierzęta morskie polegają na echolokacji. Wieloryby i delfiny wykorzystują fale dźwiękowe do nawigacji i polowań. Wiele oceanów na świecie jest obecnie wypełnionych chaotycznym hałasem.
Silniki okrętowe, badania sejsmiczne, wiercenia ropy. Tworzą ścianę dźwięku, która maskuje sygnały biologiczne.
Wojskowy sprzęt sonarowy jest jednym z największych źródeł hałasu. Ich hałas może przemieszczać się setki kilometrów pod wodą. Korelacja między wyrzuconymi na brzeg wielorybami i delfinami jest dobrze udokumentowana.
Wywyższamy świat przyrody
Jak przepisy dotyczące hałasu chronią Twoje uszy
Przepisy dotyczące hałasu to coś więcej niż tylko przeszkody biurokratyczne. Jest to strukturalna obrona przed zanieczyszczeniami, które mogą szkodzić zdrowiu i zakłócać sen. W Stanach Zjednoczonych ochrona ta opiera się na Ustawie o bezpieczeństwie i higienie pracy z 1970 r. oraz Ustawie o kontroli hałasu z 1972 r. Nie są to zalecenia. Istnieją rygorystyczne ograniczenia dotyczące poziomu i czasu trwania narażenia na hałas w miejscu pracy.
Administracja ds. Bezpieczeństwa i Higieny Pracy (OSHA) stosuje specjalny wzór do obliczania narażenia. Nie chodzi tylko o szczytowe decybele. Ważna jest całkowita dawka.
$$D = (C_1/T_1) + (C_2/T_2) + (C_3/T_3) +…$$
Gdzie C to rzeczywisty czas spędzony w warunkach hałasu. T to maksymalny dopuszczalny czas dla tego poziomu. Dodaj ułamki. Jeśli kwota jest większa niż 1, znajdujesz się w strefie zagrożenia. Wartości większe niż 1 są niedozwolone. Matematyka jest prosta. Konsekwencje – nie.
Zrozumienie krzywej standardowej szumu
W miarę przenoszenia przepisów z fabryki do domów zmieniają się także standardy. Potrzebujemy komfortu, a nie tylko bezpieczeństwa. W tym miejscu wchodzą w grę krzywe kryterium hałasu (NC) i preferowanego kryterium hałasu (PNC).
Krzywą NC wprowadzono w 1957 r. Krzywe NC opisują widmo audio w oktawach. Jaki jest ich cel? Tworzenie komfortowej przestrzeni do pracy. Ale oni mają słaby punkt. Ukryte, ostre częstotliwości, które sprawiają, że pomieszczenie wydaje się przytłaczające, są ignorowane.
W 1971 roku wprowadzono krzywą PNC. Poprawiła ten brak. PNC dodaje sztywne limity dla dwóch konkretnych irytujących dźwięków: buczenia o niskiej częstotliwości i syczenia o wysokiej częstotliwości. PNC to doskonały standard w projektowaniu biur i mieszkań.
Hałas jest niedopuszczalny, jeśli poziom hałasu przekracza te wartości graniczne. Musisz działać. Wprowadzasz materiały dźwiękochłonne. Celem projektu jest nieprzekraczanie tych krzywych.
Praktyczne strategie łagodzenia
Nie zawsze można zmienić źródło hałasu. Czasami trzeba zmienić warunki.
W zamkniętych pomieszczeniach niski poziom hałasu można złagodzić za pomocą grubych zasłon lub płytek akustycznych. Ale co z prywatnością?
W otwartych biurach i placówkach służby zdrowia dźwięki rozmów w pobliżu mogą rozpraszać. Tracę koncentrację. Jest to naruszenie poufności. Rozwiązaniem nie jest cisza. To jest przebranie.
Małe źródła białego szumu (statyczne lub poruszające się powietrze) mogą zagłuszyć oczywiste rozmowy. To nie jest niebezpieczne. To nie jest obraźliwe. To po prostu zaciera kontury innych dźwięków. To częste zjawisko w klinikach. Zwiększa to dolną granicę słyszalnego dźwięku i sprawia, że niektóre dźwięki są trudniejsze do usłyszenia, ale nie uszkadzają słuchu.
Jeśli chodzi o ochronę osobistą, aparaty słuchowe nadal stanowią złoty standard.
To nie tylko piankowe zatyczki do uszu. Dostępne w handlu środki ochrony słuchu mogą znacznie zmniejszyć poziom hałasu. Przy 100 Hz można spodziewać się redukcji o około 10 dB. Tłumienie przy częstotliwościach powyżej 1000 Hz może przekraczać 30 dB. To coś więcej niż tylko wygoda. Ma to na celu ochronę Twojego słuchu.
Zwalczanie zewnętrznego zanieczyszczenia hałasem
Wewnętrzne standardy nic nie znaczą, jeśli hałas na zewnątrz jest głośny. Budownictwo mieszkalne może zapewnić ochronę, ale tylko wtedy, gdy spełnia minimalne wymagania. Tylko jeśli hałas zewnętrzny mieści się w dopuszczalnych granicach.
Ograniczenia te są zależne od czasu. W ciągu dnia wytwarza się więcej hałasu. Wieczorem ochrona zajmuje mniej czasu. Noc jest święta.
Fizyka jest tutaj trudna. W wyniku inwersji temperatury w nocy dźwięk załamuje się w górę, a następnie w dół. Autostrada oddalona o wiele mil od domu może powodować hałas i zakłócenia w Twojej sypialni. Powietrze działa jak soczewka, załamując dźwięki, o których myślałeś, że zniknęły.
Bariery to rozwiązania tradycyjne. Budujemy mury wzdłuż autostrady, aby oddzielić ruch od budynków mieszkalnych.
Ale jest problem. Dźwięk jest załamany. Unika przeszkód. Ta dyfrakcja jest bardziej wyraźna przy niskich częstotliwościach. A hałas drogowy? Dominuje obszar basu, szczególnie niskie częstotliwości trucków.
Dlatego skuteczne są tylko idealnie rozmieszczone przeszkody. Muszą znajdować się blisko źródła lub obserwatora. Najlepiej umieścić je blisko źródła. Maksymalizuje to ścieżkę dyfrakcji i umożliwia dźwiękowi „pełzanie” po ścianie. Powinny także blokować przenoszenie dźwięku. Jeśli ściana przepuszcza dźwięk, jest to tylko dekoracja.
Geometria jest ważna. Materiały są ważne. Ale co z umiejscowieniem? Na tym właśnie kończy się większość projektów.
