Το
Decibel είναι μια σχετική μονάδα μέτρησης, δεν είναι παρόμοια με άλλες γνωστές ποσότητες, επομένως δεν συμπεριλήφθηκε στο σύστημα των γενικά αποδεκτών μονάδων SI. Ωστόσο, σε πολλούς υπολογισμούς επιτρέπεται η χρήση ντεσιμπέλ μαζί με απόλυτες μονάδες μέτρησης και ακόμη και η χρήση τους ως τιμή αναφοράς.
Τα ντεσιμπέλ προσδιορίζονται από το ότι ανήκουν σε φυσικά μεγέθη, επομένως δεν μπορούν να αποδοθούν σε μαθηματικές έννοιες. Αυτό είναι εύκολο να το φανταστούμε αν κάνουμε μια παράλληλη με ποσοστά, με τα οποία τα ντεσιμπέλ έχουν πολλά κοινά. Δεν έχουν συγκεκριμένες διαστάσεις, αλλά είναι πολύ βολικό όταν συγκρίνετε 2 τιμές με το ίδιο όνομα, ακόμα κι αν είναι διαφορετικές στη φύση. Έτσι, δεν είναι δύσκολο να φανταστεί κανείς τι μετριέται σε ντεσιμπέλ.
Ιστορικό εμφάνισης
Όπως αποδείχθηκε ως αποτέλεσμα μακροχρόνιων μελετών, η ευαισθησία δεν εξαρτάται άμεσα από το απόλυτοεπίπεδο διάδοσης ήχου. Είναι ένα μέτρο ισχύος που εφαρμόζεται σε μια δεδομένη μονάδα εμβαδού, η οποία βρίσκεται στη ζώνη επιρροής των ηχητικών κυμάτων, η οποία σήμερα μετράται σε ντεσιμπέλ. Ως αποτέλεσμα, δημιουργήθηκε μια περίεργη αναλογία - όσο περισσότερος χώρος ανήκει στη χρησιμοποιήσιμη περιοχή του ανθρώπινου αυτιού, τόσο καλύτερη είναι η αντίληψη της ελάχιστης ισχύος που βρίσκεται.
Έτσι, ο ερευνητής Alexander Graham Bell κατάφερε να διαπιστώσει ότι το όριο αντίληψης του ανθρώπινου αυτιού είναι από 10 έως 12 watt ανά τετραγωνικό μέτρο. Τα δεδομένα που προέκυψαν κάλυπταν ένα πολύ μεγάλο εύρος, το οποίο αντιπροσωπεύτηκε από λίγες μόνο τιμές. Αυτό δημιούργησε κάποια ταλαιπωρία και ο ερευνητής έπρεπε να δημιουργήσει τη δική του κλίμακα μέτρησης.
Στην αρχική έκδοση, η ανώνυμη κλίμακα είχε 14 τιμές - από το 0 έως το 13, όπου ο ανθρώπινος ψίθυρος είχε τιμή "3" και η καθομιλουμένη - "6". Στη συνέχεια, αυτή η κλίμακα χρησιμοποιήθηκε ευρέως και οι μονάδες της ονομάστηκαν καμπάνες. Για να ληφθούν πιο ακριβή δεδομένα σε λογαριθμική κλίμακα, η αρχική μονάδα αυξήθηκε κατά 10 φορές - έτσι σχηματίστηκαν τα ντεσιμπέλ.
Γενικές πληροφορίες
Καταρχάς, πρέπει να σημειωθεί ότι ένα ντεσιμπέλ είναι το ένα δέκατο του Bel, που είναι η δεκαδική μορφή του λογάριθμου που καθορίζει την αναλογία μεταξύ 2 δυνάμεων. Η φύση των εξουσιών που θα συγκριθούν επιλέγεται αυθαίρετα. Το κυριότερο είναι ότι τηρείται ο κανόνας που αντιπροσωπεύει τις συγκριτικές δυνάμεις σε ίσες μονάδες, για παράδειγμα, σε Watt. Λόγω αυτού του χαρακτηριστικού, οι ονομασίες ντεσιμπέλ χρησιμοποιούνται σε διαφορετικάπεριοχές:
- μηχανικό;
- ηλεκτρικό;
- ακουστική;
- ηλεκτρομαγνητικό.
Δεδομένου ότι η πρακτική εφαρμογή έδειξε ότι το Bel αποδείχθηκε μια αρκετά μεγάλη μονάδα, για καλύτερη σαφήνεια προτάθηκε να πολλαπλασιαστεί η τιμή του επί δέκα. Έτσι, εμφανίστηκε μια γενικά αποδεκτή μονάδα - το ντεσιμπέλ, στο οποίο μετράται ο ήχος σήμερα.
Παρά το τεράστιο εύρος, οι περισσότεροι άνθρωποι γνωρίζουν ότι τα ντεσιμπέλ χρησιμοποιούνται για τον προσδιορισμό του βαθμού έντασης. Αυτή η τιμή χαρακτηρίζει την ένταση του ηχητικού κύματος ανά τετραγωνικό μέτρο. Έτσι, η αύξηση της έντασης κατά 10 ντεσιμπέλ είναι συγκρίσιμη με τον διπλασιασμό της έντασης του ήχου.
Στη νομοθεσία, το ντεσιμπέλ έχει αναγνωριστεί ως τιμή σχεδιασμού για την ποσότητα θορύβου σε ένα δωμάτιο. Ήταν το καθοριστικό χαρακτηριστικό για τον υπολογισμό της επιτρεπόμενης στάθμης θορύβου σε κτίρια κατοικιών. Αυτή η τιμή καθιστά δυνατή τη μέτρηση του επιτρεπόμενου επιπέδου θορύβου σε ντεσιμπέλ σε ένα διαμέρισμα και τον εντοπισμό παραβιάσεων εάν είναι απαραίτητο.
Πεδίο εφαρμογής
Σήμερα, οι σχεδιαστές τηλεπικοινωνιών χρησιμοποιούν το ντεσιμπέλ ως βασική μονάδα για τη σύγκριση της απόδοσης της συσκευής σε λογαριθμική κλίμακα. Τέτοιες ευκαιρίες παρέχονται από το χαρακτηριστικό σχεδιασμού αυτής της τιμής, που είναι μια λογαριθμική μονάδα διαφορετικών επιπέδων που χρησιμοποιείται για εξασθένηση ή, αντίθετα, ενίσχυση ισχύος.
Το
Decibel χρησιμοποιείται ευρέως σε διάφορους τομείς της σύγχρονης τεχνολογίας. Τι μετριέται σε ντεσιμπέλ σήμερα; Αυτές είναι διαφορετικές ποσότητες που αλλάζουνευρύ φάσμα που μπορεί να εφαρμοστεί:
- σε συστήματα που σχετίζονται με τη μετάδοση πληροφοριών;
- ραδιομηχανική;
- οπτική;
- τεχνολογία κεραίας;
- ακουστική.
Έτσι, τα ντεσιμπέλ χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση των χαρακτηριστικών του δυναμικού εύρους, για παράδειγμα, μπορούν να μετρήσουν την ένταση του ήχου ενός συγκεκριμένου μουσικού οργάνου. Ανοίγει επίσης τη δυνατότητα υπολογισμού των αποσβεσμένων κυμάτων τη στιγμή της διέλευσής τους από ένα απορροφητικό μέσο. Τα ντεσιμπέλ σάς επιτρέπουν να προσδιορίσετε το κέρδος ή να διορθώσετε τον αριθμό θορύβου που δημιουργείται από τον ενισχυτή.
Είναι δυνατή η χρήση αυτών των αδιάστατων μονάδων τόσο για φυσικά μεγέθη που σχετίζονται με τη δεύτερη τάξη - ενέργεια ή ισχύ, όσο και για ποσότητες που σχετίζονται με την πρώτη τάξη - ρεύμα ή τάση. Τα ντεσιμπέλ ανοίγουν τη δυνατότητα μέτρησης της σχέσης μεταξύ όλων των φυσικών μεγεθών και, επιπλέον, συγκρίνουν τις απόλυτες τιμές με τη βοήθειά τους.
Ένταση ήχου
Η φυσική συνιστώσα της έντασης της ηχητικής έκθεσης καθορίζεται από το επίπεδο της διαθέσιμης ηχητικής πίεσης που δρα σε μια μονάδα επιφάνειας επαφής, η οποία μετράται σε ντεσιμπέλ. Το επίπεδο θορύβου σχηματίζεται από τη χαοτική σύντηξη των ήχων. Ένα άτομο αντιδρά σε χαμηλές συχνότητες ή, αντίθετα, σε ήχους υψηλής συχνότητας όπως σε πιο ήσυχους ήχους. Και οι ήχοι μέσης συχνότητας θα γίνονται αντιληπτοί ως πιο δυνατοί παρά την ίδια ένταση.
Δεδομένης της ανομοιόμορφης αντίληψης των ήχων διαφορετικών συχνοτήτων από το ανθρώπινο αυτί, στο ηλεκτρονικόΣτη βάση έχει δημιουργηθεί ένα φίλτρο συχνότητας που είναι ικανό να μεταδίδει τον ισοδύναμο βαθμό ήχου με μονάδα μέτρησης εκφρασμένη σε dBa – όπου το «a» υποδηλώνει την εφαρμογή του φίλτρου. Αυτό το φίλτρο, με βάση τα αποτελέσματα της κανονικοποίησης των μετρήσεων, είναι σε θέση να προσομοιώσει τη σταθμισμένη τιμή της στάθμης ήχου.
Η ικανότητα των διαφορετικών ανθρώπων να αντιλαμβάνονται τους ήχους είναι στο εύρος της έντασης από 10 έως 15 dB, και σε ορισμένες περιπτώσεις ακόμη υψηλότερη. Τα αντιληπτά όρια της έντασης του ήχου είναι συχνότητες από 20 έως 20 χιλιάδες Hertz. Οι ήχοι που γίνονται πιο εύκολοι στην αντίληψη βρίσκονται στο εύρος συχνοτήτων από 3 έως 4 kHz. Αυτή η συχνότητα χρησιμοποιείται συνήθως σε τηλέφωνα, καθώς και σε εκπομπές σε μεσαία και μεγάλα κύματα.
Με τα χρόνια, το εύρος των αντιληπτών ήχων μειώνεται, ειδικά στο φάσμα υψηλών συχνοτήτων, όπου η ευαισθησία μπορεί να πέσει στα 18 kHz. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα μια γενική απώλεια ακοής που επηρεάζει πολλούς ηλικιωμένους.
Επιτρεπτά επίπεδα θορύβου σε κατοικίες
Με τη χρήση ντεσιμπέλ, κατέστη δυνατός ο προσδιορισμός μιας πιο ακριβούς κλίμακας θορύβου για τους ήχους του περιβάλλοντος. Αντανακλά χαρακτηριστικά που είναι ανώτερα σε ακρίβεια σε σύγκριση με την αρχική κλίμακα που δημιούργησε εκείνη την εποχή ο Alexander Bell. Χρησιμοποιώντας αυτήν την κλίμακα, τα νομοθετικά όργανα προσδιόρισαν το επίπεδο θορύβου, ο κανόνας του οποίου ισχύει εντός κατοικιών που προορίζονται για αναψυχή των πολιτών.
Έτσι, μια τιμή "0" dB σημαίνει πλήρη σιωπή, η οποία προκαλεί κουδούνισμα στα αυτιά. Η επόμενη τιμή των 5 dB καθορίζει επίσης το σύνολοσιωπή παρουσία ενός μικρού ηχητικού φόντου που πνίγει τις εσωτερικές διεργασίες του σώματος. Στα 10 dB, οι θολοί ήχοι γίνονται διακριτοί - κάθε είδους θρόισμα ή θρόισμα φύλλων.
Η τιμή των 15 dB βρίσκεται στο εύρος των πιο ήσυχων ήχων, όπως το τικ ενός ρολογιού, που ακούγεται καθαρά. Με ισχύ ήχου 20 dB, μπορείτε να διακρίνετε τον προσεκτικό ψίθυρο των ανθρώπων σε απόσταση 1 μέτρου. Η ένδειξη 25 dB σάς επιτρέπει να ακούτε πιο καθαρά ψιθυριστές συνομιλίες και το θρόισμα της τριβής των μαλακών ιστών.
Το
30 dB καθορίζει πόσα ντεσιμπέλ επιτρέπονται σε ένα διαμέρισμα τη νύχτα και συγκρίνεται με μια σιωπηλή συνομιλία ή το χτύπημα ενός ρολογιού τοίχου. Στα 35 dB, η πνιχτή ομιλία μπορεί να ακουστεί καθαρά.
Ένα επίπεδο 40 ντεσιμπέλ καθορίζει την ένταση του ήχου μιας κανονικής συνομιλίας. Αυτή είναι μια επαρκής ένταση που σας επιτρέπει να επικοινωνείτε ελεύθερα μέσα στο δωμάτιο, να παρακολουθείτε τηλεόραση ή να ακούτε μουσικά κομμάτια. Αυτή η ένδειξη καθορίζει πόσα ντεσιμπέλ επιτρέπονται στο διαμέρισμα κατά τη διάρκεια της ημέρας.
Επίπεδο θορύβου επιτρέπεται υπό συνθήκες εργασίας
Σε σύγκριση με το επιτρεπόμενο επίπεδο θορύβου σε ντεσιμπέλ σε ένα διαμέρισμα, στην εργασία και στις δραστηριότητες γραφείου, επιτρέπονται άλλα πρότυπα στάθμης ήχου κατά τις ώρες εργασίας. Υπάρχουν περιορισμοί διαφορετικής σειράς, σαφώς ρυθμισμένοι για κάθε είδος επαγγέλματος. Ο βασικός κανόνας σε αυτές τις συνθήκες είναι να αποφεύγονται τα επίπεδα θορύβου που μπορούν να επηρεάσουν αρνητικά την ανθρώπινη υγεία.
Στα γραφεία
Ένα επίπεδο θορύβου 45 dB είναι εντός ακουστικού εύρους και είναι συγκρίσιμο με τον ήχο ενός τρυπανιού ήηλεκτρικός κινητήρας. Ο θόρυβος των 50 dB είναι επίσης εντός των ορίων εξαιρετικής ακρόασης και είναι ίσος σε ισχύ με τον ήχο μιας γραφομηχανής.
Το επίπεδο θορύβου των 55 ντεσιμπέλ παραμένει σε εξαιρετική ακουστική, μπορεί να αναπαρασταθεί από το παράδειγμα της ταυτόχρονης ηχητικής συνομιλίας πολλών ατόμων ταυτόχρονα. Αυτός ο δείκτης λαμβάνεται ως η ανώτερη ένδειξη που είναι αποδεκτή για χώρους γραφείων.
Στην κτηνοτροφία και τις εργασίες γραφείου
Η ισχύς θορύβου των 60 dB θεωρείται υψηλή, ένα τέτοιο επίπεδο θορύβου μπορεί να βρεθεί σε γραφεία όπου πολλές γραφομηχανές λειτουργούν ταυτόχρονα. Ένας δείκτης 65 dB θεωρείται επίσης υψηλός και μπορεί να καταγραφεί όταν λειτουργεί ο εξοπλισμός εκτύπωσης.
Τα επίπεδα θορύβου έως και 70 dB παραμένουν υψηλά και εντοπίζονται σε κτηνοτροφικές φάρμες. Η τιμή θορύβου των 75 dB είναι η οριακή τιμή για αυξημένα επίπεδα θορύβου, μπορεί να σημειωθεί σε πτηνοτροφεία.
Στην παραγωγή και τη μεταφορά
Με ένδειξη 80 dB έρχεται το επίπεδο του δυνατού ήχου, στον οποίο η παρατεταμένη έκθεση θα έχει ως αποτέλεσμα μερική απώλεια ακοής. Επομένως, όταν εργάζεστε σε τέτοιες συνθήκες, συνιστάται να χρησιμοποιείτε προστατευτικά αυτιών. Το επίπεδο θορύβου των 85 dB είναι επίσης εντός του δυνατού επιπέδου ήχου, το οποίο μπορεί να συγκριθεί με τη λειτουργία του εξοπλισμού ενός υφαντουργείου.
Μια τιμή θορύβου 90 dB διατηρείται εντός του δυνατού ήχου, ένα τέτοιο επίπεδο θορύβου μπορεί να καταγραφεί όταν ένα τρένο κινείται. Το επίπεδο θορύβου των 95 dB αγγίζει τα ακραία όρια του δυνατού ήχου, τέτοιος θόρυβος μπορεί να είναιεπισκευή στο κυλιόμενο κατάστημα.
Όριο θορύβου
Το επίπεδο θορύβου στα 100 dB αγγίζει τα όρια του υπερβολικά δυνατού ήχου, μπορεί να συγκριθεί με βροντή. Η εργασία σε τέτοιες συνθήκες θεωρείται ανθυγιεινή και εκτελείται στο πλαίσιο ορισμένου χρόνου υπηρεσίας, μετά την οποία ένα άτομο θεωρείται ακατάλληλο για επικίνδυνη εργασία.
Η τιμή θορύβου των 105 dB είναι επίσης στην περιοχή του υπερβολικά δυνατού ήχου, ο θόρυβος μιας τέτοιας δύναμης δημιουργείται από έναν κόφτη ρεύματος κατά την κοπή μετάλλου. Το επίπεδο θορύβου των 110 dB παραμένει εντός των ορίων ενός υπερβολικά δυνατού ήχου, ένας τέτοιος δείκτης καταγράφεται όταν ένα ελικόπτερο απογειώνεται. Ένας αριθμός θορύβου 115 dB θεωρείται το όριο για τα όρια του υπερβολικά δυνατού ήχου, τέτοιος θόρυβος εκπέμπεται από ένα αμμοβολή.
Ένα επίπεδο θορύβου 120 dB θεωρείται ανυπόφορο, μπορεί να συγκριθεί με τη δουλειά ενός γρύλο. Το επίπεδο θορύβου των 125 dB χαρακτηρίζεται επίσης από ένα αφόρητο επίπεδο θορύβου, αυτό το σημάδι επιτυγχάνεται από το αεροσκάφος κατά την εκκίνηση. Το μέγιστο επίπεδο θορύβου σε dB θεωρείται το όριο γύρω στα 130, μετά το οποίο τίθεται το όριο του πόνου, το οποίο δεν μπορούν να αντέξουν όλοι.
Κρίσιμο επίπεδο θορύβου
Η ισχύς θορύβου στα 135 dB περίπου θεωρείται απαράδεκτη, ένα άτομο που βρίσκεται στη ζώνη του ήχου τέτοιας ισχύος δέχεται κρούση από κέλυφος. Ένα επίπεδο θορύβου 140 dB οδηγεί επίσης σε κλονισμό του κελύφους, τον ήχο ενός αεροπλάνου που απογειώνεται. Σε επίπεδο θορύβου 145 dB, εκρήγνυται μια χειροβομβίδα κατακερματισμού.
Πετυχαίνει ρήξη 150-155 dB ενός αθροιστικού βλήματος στη θωράκιση του τανκ, ο ήχος μιας τέτοιας δύναμης οδηγεί σεδιάσειση και τραυματισμούς. Πέρα από το σημάδι των 160 dB, το ηχητικό φράγμα εισέρχεται, ο ήχος που υπερβαίνει αυτό το όριο προκαλεί ρήξη τύμπανου, κατάρρευση του πνεύμονα και πολλαπλούς τραυματισμούς από έκρηξη, προκαλώντας ακαριαίο θάνατο.
Ο αντίκτυπος στο σώμα των μη ακουστικών ήχων
Ένας ήχος του οποίου η συχνότητα είναι κάτω από 16 Hz ονομάζεται υπέρυθρος και αν η συχνότητά του υπερβαίνει τα 20 χιλιάδες Hz, τότε ένας τέτοιος ήχος ονομάζεται υπέρηχος. Τα τύμπανα του ανθρώπινου αυτιού δεν είναι σε θέση να αντιληφθούν ήχους αυτής της συχνότητας, επομένως βρίσκονται εκτός του εύρους της ανθρώπινης ακοής. Τα ντεσιμπέλ, όπως μετριέται ο ήχος σήμερα, καθορίζουν επίσης την έννοια των μη ακουστών ήχων.
Οι ήχοι χαμηλής συχνότητας που κυμαίνονται από 5 έως 10 Hz είναι ελάχιστα ανεκτοί από το ανθρώπινο σώμα. Μια τέτοια πρόσκρουση μπορεί να ενεργοποιήσει δυσλειτουργίες στην εργασία των εσωτερικών οργάνων και να επηρεάσει την εγκεφαλική δραστηριότητα. Επιπλέον, η ένταση των χαμηλών συχνοτήτων έχει επίδραση στον οστικό ιστό, προκαλώντας πόνο στις αρθρώσεις σε άτομα που πάσχουν από διάφορες ασθένειες ή τραυματισμούς.
Καθημερινές πηγές υπερήχων είναι διάφορα οχήματα, μπορεί επίσης να είναι βροντές ή εργασία ηλεκτρονικού εξοπλισμού. Τέτοιες επιδράσεις εκφράζονται στη θέρμανση των ιστών και η ισχύς της επιρροής τους εξαρτάται από την απόσταση από την ενεργή πηγή και από τον βαθμό του ήχου.
Υπάρχουν επίσης ορισμένοι περιορισμοί για δημόσιους χώρους εργασίας με πηγές ήχου στο μη ακουστικό εύρος. Η μέγιστη ένταση του υπέρυθρου ήχου πρέπει να διατηρείται εντός 110dBa και η ισχύς του υπερήχου περιορίζεται στα 125 dBa. Απαγορεύεται αυστηρά ακόμη και για μικρό χρονικό διάστημα σε περιοχές όπου η ηχητική πίεση υπερβαίνει τα 135 dB οποιασδήποτε συχνότητας.
Επίδραση του θορύβου από τον εξοπλισμό γραφείου και τις μεθόδους προστασίας
Ο θόρυβος που εκπέμπεται από υπολογιστή και άλλο οργανωτικό εξοπλισμό μπορεί να είναι μεγαλύτερος από 70 dB. Από αυτή την άποψη, οι ειδικοί δεν συνιστούν την εγκατάσταση μεγάλου αριθμού αυτού του εξοπλισμού σε ένα δωμάτιο, ειδικά εάν δεν είναι μεγάλο. Οι θορυβώδεις μονάδες συνιστάται να τοποθετούνται έξω από το δωμάτιο στο οποίο υπάρχουν άτομα.
Για τη μείωση του επιπέδου θορύβου στις εργασίες φινιρίσματος, χρησιμοποιούνται υλικά με ιδιότητες απορρόφησης θορύβου. Επιπλέον, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε κουρτίνες από πυκνό ύφασμα ή, σε ακραίες περιπτώσεις, ωτοασπίδες που καλύπτουν τα τύμπανα από την έκθεση.
Σήμερα, στην κατασκευή σύγχρονων κτιρίων, υπάρχει ένα νέο πρότυπο που καθορίζει τον βαθμό ηχομόνωσης των χώρων. Οι τοίχοι και οι οροφές των πολυκατοικιών ελέγχονται για αντοχή στον θόρυβο. Εάν το επίπεδο ηχομόνωσης είναι κάτω από το αποδεκτό όριο, το κτίριο δεν μπορεί να τεθεί σε λειτουργία μέχρι να επιλυθούν τα προβλήματα.
Επιπλέον, σήμερα θέτουν όρια στην ισχύ του ήχου για διάφορες συσκευές σηματοδότησης και προειδοποίησης. Για συστήματα πυροπροστασίας, για παράδειγμα, η ηχητική ισχύς του προειδοποιητικού σήματος πρέπει να είναι μεταξύ 75 dBa και 125 dBa.
