Громкость звука. Уровень шума и его источники
Физическая характеристика громкости звука - уровень звукового давления, в децибелах (дБ). «Шум» - это беспорядочное смешение звуков.
Звуки с низкой и высокой частотой кажутся тише, чем среднечастотные той же интенсивности. С учётом этого, неравномерную чувствительность человеческого уха к звукам разных частот модулируют с помощью специального электронного частотного фильтра, получая в результате нормирования измерений, так называемый эквивалентный (по энергии, "взвешенный") уровень звука с размерностью дБА (дБ(А), то есть - с фильтром "А").
Человек в дневное время суток может слышать звуки громкостью от 10-15 дБ и выше. Максимальный диапазон частот для человеческого уха в среднем от 20 до 20 000 Гц (возможный разброс значений: от 12-24 до 18000-24000 герц). В молодости лучше слышен среднечастотный звук с частотой 3 КГц, в среднем возрасте - 2-3КГц, в старости - 1КГц. Такие частоты, в первые килогерцы (до 1000-3000 Гц - зона речевого общения) - обычны в телефонах и по радио на СВ и ДВ диапазонах. С возрастом, воспринимаемый на слух звуковой диапозон сужается: для высокочастотных звуков - уменьшаясь до 18 килогерц и менее (у пожилых людей, каждые десять лет - примерно на 1000Гц), а для низкочастотных - увеличиваясь от 20 Гц и более.
У спящего человека основным источником сенсорной информации об окружающей обстановке становятся уши ("чуткий сон"). Чувствительность слуха, ночью и при закрытых глазах - увеличивается на 10-14 дБ (до первых децибел, по шкале дБА) по сравнению с дневным временем суток, поэтому громкий, резкий шум с большими скачками громкости может разбудить спящих людей.
В случае отсутствия на стенах помещений звукопоглощающих материалов (ковров, специальных покрытий), звук будет громче из-за многократного отражения (реверберации, то есть эха от стен, потолка и мебели), что увеличит уровень шума на несколько децибел.
Шкала шумов (уровни звука, децибел)
Децибел, дБА |
Характеристика | Источники звука |
0 | Ничего не слышно | |
5 | Почти не слышно | |
10 | Почти не слышно | тихий шелест листьев |
15 | Едва слышно | шелест листвы |
20 | Едва слышно | шепот человека (на расстоянии 1 метр). |
25 | Тихо | шепот человека (1м) |
30 | Тихо | шепот, тиканье настенных часов. Допустимый максимум по нормам для жилых помещений ночью, с 23 до 7 ч. |
35 | Довольно слышно | приглушенный разговор |
40 | Довольно слышно | обычная речь. Норма для жилых помещений днём, с 7 до 23 ч. Подробнее читать в "Российской газете" |
45 | Довольно слышно | обычный разговор |
50 | Отчётливо слышно | разговор, пишущая машинка |
55 | Отчётливо слышно | Верхняя норма для офисных помещений класса А (по европейским нормам) |
60 | Шумно | Норма для контор |
65 | Шумно | громкий разговор (1м) |
70 | Шумно | громкие разговоры (1м) |
75 | Шумно | крик, смех (1м) |
80 | Очень шумно | крик, мотоцикл с глушителем. |
85 | Очень шумно | громкий крик, мотоцикл с глушителем |
90 | Очень шумно | громкие крики, грузовой железнодорожный вагон (в семи метрах) |
95 | Очень шумно | вагон метро (в 7 метрах снаружи или внутри вагона) |
100 | Крайне шумно | оркестр, вагон метро (прерывисто), раскаты грома
|
105 | Крайне шумно | в самолёте (до 80-х годов ХХ столетия) |
110 | Крайне шумно | вертолёт |
115 | Крайне шумно | пескоструйный аппарат (1м) |
120 | Почти невыносимо | отбойный молоток (1м) |
125 | Почти невыносимо | |
130 | Болевой порог | самолёт на старте |
135 | Контузия | |
140 | Контузия | звук взлетающего реактивного самолета |
145 | Контузия | старт ракеты |
150 | Контузия, травмы | |
155 | Контузия, травмы | |
160 | Шок, травмы | ударная волна от сверхзвукового самолёта |
При уровнях звука свыше 160 децибел - возможен разрыв барабанных перепонок и лёгких, |
Максимально допустимые уровни звука (LАмакс, дБА) больше "нормальных" на 15 децибел. Например, для жилых комнат квартир допустимый постоянный уровень звука в дневное время - 40 децибелов, а временный максимальный - 55.
Неслышный шум - звуки с частотами менее 16-20 Гц (инфразвук) и более 20 КГц (ультразвук). Низкочастотные колебания в 5-10 герц могут вызывать резонанс, вибрацию внутренних органов и влиять на работу мозга. Низкочастотные акустические колебания усиливают ноющие боли в костях и суставах у больных людей. Источники инфразвука: автомобили, вагоны, гром от молнии и т.д.
Высокочастотный звук и ультразвук с частотой 20-50 килогерц, воспроизводимый с модуляцией на несколько герц, применяется для отпугивания птиц с аэродромов, животных (собак, например) и насекомых (комаров, мошкары).
На рабочих местах предельно допустимые, по закону, эквивалентные уровни звука для прерывистого шума: максимальный уровень звука не должен превышать 110 дБА, а для импульсного шума - 125 дБА. Запрещается даже кратковременное пребывание в зонах с уровнями звукового давления свыше 135 дБ в любой октавной полосе.
Шум, издаваемый компьютером, принтером и факсом в комнате без звукопоглощающих материалов, может превышать уровень 70 db. Поэтому не рекомендуется размещать много оргтехники в одном помещении. Слишком шумное оборудование должно выноситься за пределы помещения, где располагаются рабочие места. Снизить уровень шума можно, если использовать шумопоглощающие материалы в качестве отделки помещения и занавески из плотной ткани. Помогут и противошумные бируши для ушей.
Плач ребёнка, по сравнению с другими звуками такой же громкости, гораздо сильнее действует на психику человека, в качестве раздражителя и стимула к активным физическим действиям (успокоить, накормить и т.д.)
При возведении зданий и сооружений, в соответствии с современными, более жесткими требованиями звукоизоляции, должны применяться технологии и материалы, способные обеспечить надёжную защиту от шума.
Для пожарной сигнализации: уровень звукового давления полезного аудиосигнала, обеспечиваемый оповещателем, должен быть не менее 75 дБА на расстоянии 3 м от оповещателя и не более 120 dba в любой точке защищаемого помещения (п.3.14 НПБ 104-03).
Сирена большой мощности и корабельный ревун - давит больше 120-130 децибел.
Спецсигналы (сирены и "крякалки" - Air Horn), устанавливаемые на служебном транспорте, регламентируются ГОСТ Р 50574 - 2002. Уровень звукового давления сигнального устройства при подаче специального звукового сигнала, на расстоянии 2 метра по оси рупора, должен быть не ниже:
116 дБ(А) - при установке излучателя звука на крыше транспортного средства;
122 дБА - при установке излучателя в подкапотное пространство автотранспорта.
Изменения основной частоты должны быть от 150 до 2000 Гц. Продолжительность цикла - от 0,5 до 6,0 с.
Клаксон гражданского автомобиля, согласно ГОСТ Р 41.28-99 и Правил ЕЭК ООН №28, должен издавать непрерывный и монотонный звук с уровнем акустического давления не более 118 децибел. Такого порядка максимально допустимые значения - и для автосигнализации.
Если городской житель, привыкший к постоянному шуму, окажется на некоторое время в полной тишине (в сухой пещере, например, где уровень шума менее 20 db), то он вполне может испытать депрессивные состояния вместо отдыха.