Ô nhiễm tiếng ồn, mức âm thanh không mong muốn hoặc quá mức có thể gây ra những tác hại đối với sức khoẻ con người và chất lượng môi trường. Nó thường xảy ra ở nhiều cơ sở công nghiệp và một số nơi làm việc khác. Cũng như ô nhiễm tiếng ồn liên quan đến giao thông đường bộ, đường sắt và đường hàng không và các hoạt động ngoài trời.
Đo lường và cảm nhận về độ ồn
Sóng âm là dao động của các phân tử không khí được truyền từ nguồn ồn đến tai. Nó thường được mô tả dưới dạng âm lượng (biên độ) và cao độ (tần số) của sóng. Mức áp suất âm thanh, hoặc SPL, được đo bằng đơn vị logarit gọi là decibel (dB). Tai người bình thường có thể phát hiện ra một âm trong khoảng từ 0 dB (ngưỡng nghe) đến 140 dB. Đồng thời, âm thanh từ 120 dB đến 140 dB gây ra đau đớn.
Mức âm thanh, ví dụ, trong thư viện là bao nhiêu? Nó là khoảng 35 dB, trong khi bên trong một chiếc xe buýt hoặc tàu điện ngầm đang di chuyển, nó là khoảng 85. Công việc xây dựngcác tòa nhà có thể tạo ra tới 105 dB SPL tại nguồn. SPL giảm theo khoảng cách với chủ thể.
Tốc độ truyền năng lượng âm thanh được gọi là cường độ, tỷ lệ với bình phương SPL. Do tính chất logarit của thang đo decibel, mức tăng 10 điểm thể hiện cường độ âm thanh tăng lên 10 lần. Ở tuổi 20, nó truyền nhiều hơn 100 lần. Và 30dB thể hiện cường độ tăng gấp 1000 lần.
Mặt khác, khi độ căng tăng gấp đôi, mức âm lượng của âm thanh chỉ tăng 3 điểm. Ví dụ, nếu một máy khoan xây dựng tạo ra 90 dB tiếng ồn, thì hai công cụ giống hệt nhau làm việc cạnh nhau sẽ tạo ra 93 dB. Và khi hai âm thanh chênh lệch hơn 15 điểm trong SPL được kết hợp, các âm yếu sẽ bị che (hoặc át đi) bởi âm thanh lớn. Ví dụ: nếu một máy khoan đang chạy ở tốc độ 80 dB trên một công trường xây dựng bên cạnh một máy ủi ở mức 95, thì mức áp suất kết hợp của hai nguồn này sẽ được đo là 95. Âm thanh ít cường độ hơn từ máy nén sẽ không đáng chú ý.
Tần số của sóng âm được biểu thị bằng chu kỳ trên giây, nhưng hertz được sử dụng phổ biến hơn (1 cps=1 Hz). Màng nhĩ của con người là một cơ quan có độ nhạy cao với dải động lớn, có khả năng phát hiện âm thanh ở tần số từ 20 Hz (âm độ thấp) đến xấp xỉ 20.000 Hz (âm vực cao). Âm sắc của giọng người trong cuộc trò chuyện bình thường xảy ra ở tần số từ 250 Hz đến 2000 Hz.
Đo mức âm thanh chính xác và mô tả khoa học khác với hầu hết các quan niệm và ý kiến chủ quan của con người về nó. Phản ứng của con người đối với tiếng ồn phụ thuộc vào cả cao độ và âm lượng. Những người có thính giác bình thường thường cảm nhận âm thanh tần số cao to hơn âm thanh tần số thấp có cùng biên độ. Vì lý do này, máy đo độ ồn điện tử tính đến những thay đổi về độ ồn cảm nhận được với cao độ.
Bộ lọc tần số trong máy đo giúp khớp các số đọc với độ nhạy của tai người và độ lớn tương đối của các âm thanh khác nhau. Ví dụ, cái gọi là bộ lọc trọng số A thường được sử dụng để chẩn đoán cộng đồng xung quanh. Các phép đo SPL được thực hiện với bộ lọc này được biểu thị bằng decibel trọng số A hoặc dBA.
Hầu hết mọi người nhận thức và mô tả sự gia tăng 6-10 dBA trong SPL là tăng gấp đôi "độ ồn". Một hệ thống khác, thang đo trọng số C (dBS), đôi khi được sử dụng cho các mức độ tiếng ồn tác động như bắn súng và có xu hướng chính xác hơn dBA đối với độ lớn cảm nhận của âm thanh có các thành phần tần số thấp.
Mức độ ồn có xu hướng thay đổi theo thời gian, vì vậy dữ liệu đo lường được trình bày dưới dạng giá trị trung bình để thể hiện mức âm thanh tổng thể. Có nhiều hướng khác nhau để làm điều đó. Ví dụ: một loạt các phép đo mức âm thanh lặp lại có thể được báo cáo là L 90=75 dBA, có nghĩa là các giá trị bằng hoặc lớn hơn 75 dBA trong 90 phần trăm thời gian.
Một đơn vị khác được gọi là độ tương đương âm thanh (L eq) có thể được sử dụng để biểu thị SPL trung bình trong bất kỳ khoảng thời gian quan tâm nào, chẳng hạn như một ngày làm việc tám giờ.(L eq là một giá trị logarit, không phải là một giá trị số học, vì vậy các sự kiện lớn sẽ chi phối tổng kết quả.)
Một đơn vị đo mức âm thanh được gọi là Giá trị tiếng ồn ngày-đêm (DNL hoặc Ldn) tính đến thực tế là mọi người nhạy cảm hơn với âm thanh vào ban đêm. Vì vậy, 10-dBA được thêm vào các giá trị SPL được đo trong khoảng thời gian từ 10 giờ sáng đến 7 giờ sáng. Ví dụ: các phép đo DNL rất hữu ích trong việc mô tả mức độ tiếp xúc tổng thể với tiếng ồn của máy bay.
Làm việc với các hiệu ứng
Tiếng ồn không chỉ là một sự phiền toái. Ở một số mức độ và thời lượng tiếp xúc nhất định, nó có thể gây tổn thương màng nhĩ và các tế bào lông nhạy cảm ở tai trong, dẫn đến mất thính lực tạm thời hoặc vĩnh viễn.
Nó thường không xảy ra ở SPL dưới 80 dBA (mức ảnh hưởng trong tám giờ tốt nhất nên giữ ở mức dưới 85). Nhưng hầu hết mọi người liên tục tiếp xúc với hơn 105 dBA sẽ bị mất thính giác vĩnh viễn ở một mức độ nào đó. Ngoài ra, tiếp xúc quá nhiều với tiếng ồn cũng có thể làm tăng huyết áp và nhịp tim, gây khó chịu, lo lắng và mệt mỏi về tinh thần, đồng thời cản trở giấc ngủ, thư giãn và sự gần gũi.
Kiểm soát ô nhiễm tiếng ồn
Vì vậy, điều quan trọng là phải duy trì sự im lặng tối đa ở nơi làm việc và ngoài xã hội. Các quy định và luật về tiếng ồn được thông qua ở cấp địa phương, khu vực và quốc gia có thể có hiệu quả trong việc giảm thiểu tác động tiêu cực của ô nhiễm tiếng ồn.
Môi trường vàhum công nghiệp được điều chỉnh theo luật an toàn vệ sinh lao động và luật chống lại nó. Theo các quy định này, Cục Quản lý An toàn và Sức khỏe Nghề nghiệp đã thiết lập các tiêu chí về tiếng ồn công nghiệp để đưa ra các giới hạn về cường độ tiếp xúc âm thanh và thời gian cho phép cường độ này.
Nếu một người tiếp xúc với các mức độ tiếng ồn khác nhau vào các thời điểm khác nhau trong ngày, thì tổng mức độ tiếp xúc hoặc liều lượng (D) của tiếng ồn sẽ thu được từ tỷ số,
trong đó C là thời gian thực và T là thời gian cho phép ở bất kỳ cấp độ nào. Sử dụng công thức này, liều lượng tiếng ồn hàng ngày cao nhất có thể sẽ là 1 và bất kỳ mức độ tiếp xúc nào ở trên sẽ không thể chấp nhận được.
Mức âm thanh tối đa
Tiêu chí về tiếng ồn trong nhà được tóm tắt trong ba bộ thông số kỹ thuật thu được bằng cách thu thập các đánh giá chủ quan từ một lượng lớn người trong các tình huống cụ thể khác nhau. Chúng đã phát triển thành Tiêu chí tiếng ồn (NC) và Đường cong giai điệu ưa thích (PNC), đặt giới hạn về mức độ đưa vào môi trường. Đường cong NC, được phát triển vào năm 1957, nhằm mục đích cung cấp một môi trường làm việc hoặc sinh hoạt thoải mái bằng cách chỉ định mức âm thanh tối đa cho phép trong các dải quãng tám trên toàn bộ phổ âm thanh.
Một bộ hoàn chỉnh gồm 11 đường cong xác định tiêu chí tiếng ồn cho nhiều trường hợp. Đồ họa PNC, được phát triển vào năm 1971, thêm giới hạn cho tiếng ồn tần số thấp và tiếng rít tần số cao. Do đó, chúng được ưu tiêntiêu chuẩn NC cũ hơn. Tóm tắt trên các đường cong, các tiêu chí này cung cấp các mục tiêu thiết kế về mức độ tiếng ồn cho các ý tưởng khác nhau. Một phần của đặc điểm kỹ thuật công việc hoặc môi trường sống là đường cong PNC tương ứng. Trong trường hợp mức vượt quá giới hạn PNC, vật liệu hấp thụ âm thanh có thể được đưa vào môi trường khi cần thiết để tuân thủ các tiêu chuẩn.
Độ ồn thấp có thể được khắc phục bằng vật liệu hấp thụ bổ sung như rèm dày hoặc gạch lát trong nhà. Khi tiếng ồn có thể nhận dạng ở mức độ thấp có thể làm mất tập trung hoặc ở nơi quan trọng sự riêng tư của các cuộc trò chuyện trong các văn phòng và khu vực lễ tân liền kề, thì những âm thanh không mong muốn có thể bị che đi. Một nguồn nhỏ tiếng ồn trắng, chẳng hạn như không khí tĩnh, được đặt trong phòng có thể che khuất cuộc trò chuyện từ các văn phòng gần đó mà không phải là mức âm thanh gây chết người đến tai những người làm việc gần đó.
Loại thiết bị này thường được sử dụng trong văn phòng của các bác sĩ và các chuyên gia khác. Một phương pháp giảm tiếng ồn khác là sử dụng thiết bị bảo vệ thính giác, được đeo qua tai giống như bịt tai. Bằng cách sử dụng các thiết bị bảo vệ có sẵn trên thị trường, có thể giảm âm trong phạm vi thường từ 10 dB ở tần số 100 Hz đến hơn 30 dB đối với tần số trên 1.000 Hz.
Phát hiện mức âm thanh
Giới hạn tiếng ồn ngoài trời cũng rất quan trọng đối với sự thoải mái của con người. Việc xây dựng một tòa nhà sẽ cung cấp một số bảo vệ khỏi âm thanh bên ngoài nếu tòa nhà đáp ứng các tiêu chuẩn tối thiểu và nếuđộ ồn trong giới hạn chấp nhận được.
Những giới hạn này thường được chỉ định cho những khoảng thời gian nhất định trong ngày, chẳng hạn như vào ban ngày, vào buổi tối và ban đêm khi đang ngủ. Do khúc xạ trong bầu khí quyển gây ra bởi sự nghịch đảo nhiệt độ vào ban đêm, âm thanh tương đối lớn có thể được phát ra từ đường cao tốc, sân bay hoặc đường sắt ở khá xa.
Một trong những phương pháp kiểm soát tiếng ồn thú vị là việc xây dựng các rào cản tiếng ồn dọc theo đường cao tốc, ngăn cách nó với các khu dân cư liền kề. Hiệu quả của các cấu trúc như vậy bị hạn chế bởi sự nhiễu xạ của âm thanh nhiều hơn ở tần số thấp, phổ biến trên đường và vốn có ở các phương tiện lớn. Để có hiệu quả, chúng phải càng gần nguồn phát hoặc người quan sát tiếng ồn càng tốt, do đó tối đa hóa nhiễu xạ cần thiết để âm thanh truyền đến người quan sát. Một yêu cầu khác đối với loại rào cản này là nó cũng phải giới hạn số mức âm thanh để giảm tiếng ồn đáng kể.
Định nghĩa và ví dụ
Decibel (dB) được sử dụng để đo mức âm thanh, nhưng nó cũng được sử dụng rộng rãi trong điện tử, tín hiệu và truyền thông. DB - cách mô tả tiếp tuyến theo logarit. Tỷ lệ có thể tự biểu hiện dưới dạng công suất, áp suất âm thanh, điện áp hoặc cường độ hoặc một số thứ khác. Sau đó, chúng tôi kết hợp dB với điện thoại và âm thanh (liên quan đến âm lượng). Nhưng trước tiên, để hiểu về biểu thức logarit, chúng ta hãy xem xét một số con số.
Ví dụ: chúng ta có thể giả định rằng có hai người nói,âm thanh đầu tiên trong số đó phát âm thanh có công suất P 1 và âm thanh còn lại phát ra âm thanh to hơn của cùng một giai điệu với công suất P 2, nhưng mọi thứ khác (khoảng cách, tần số) vẫn như cũ.
Sự khác biệt về decibel giữa chúng được định nghĩa là
10 log (P2/ P1) dB trong đó log là cơ số 10.
Nếu thứ hai tạo ra năng lượng gấp đôi năng lượng thứ nhất thì sự khác biệt tính bằng dB
10 log (P2/ P1)=10 log 2=3 dB,
như được hiển thị trong biểu đồ vẽ 10 log (P2/ P1) so với P2/ P1. Để tiếp tục ví dụ, nếu thứ hai có công suất gấp 10 lần công suất của thứ nhất, thì sự khác biệt về dB sẽ là:
10 log (P2/ P1)=10 log 10=10 dB.
Nếu thứ hai có cùng cường độ một triệu lần, thì sự khác biệt về dB sẽ là
10 log (P2/ P1)=10 log 1 000 000=60 dB.
Ví dụ này cho thấy một đặc điểm của thang đo decibel rất hữu ích khi thảo luận về âm thanh. Họ có thể mô tả các mối quan hệ rất lớn bằng cách sử dụng các con số có kích thước khiêm tốn. Nhưng bạn cần chú ý rằng decibel đại diện cho tỷ lệ. Có nghĩa là, nó sẽ không được nói bao nhiêu công suất mà bất kỳ loa phát ra, chỉ từ sự khác biệt. Và cũng hãy chú ý đến hệ số 10 trong định nghĩa, viết tắt của deci tính bằng decibel.
Áp suất âm thanh và dB
Tần số thường được đo bằng micrô và chúng phản hồi (gần đúng) tỷ lệ với áp suất, s. Bây giờ sức mạnh của sóng âm thanh kháctrong cùng điều kiện là bình phương của đầu. Tương tự, công suất điện trong một điện trở giống như điện áp nhân lên. Lôgarit của bình phương chỉ là 2 log x, do đó khi chuyển đổi áp suất sang decibel sẽ đưa ra hệ số 2. Do đó, sự khác biệt về mức độ áp suất âm giữa hai mức âm có p 1 và p 2 là:
20 log (p2/ p1) dB=10 log (p2 2/ p1 2) dB=10 log (P2/ P1) dB.
Điều gì sẽ xảy ra khi công suất âm thanh giảm một nửa?
Lôgarit của 2 là 0,3 nên 1/2 là 0,3 Như vậy, nếu giảm công suất đi 2 lần thì mức âm sẽ giảm đi 3 dB. Và nếu bạn thực hiện lại thao tác này, thì âm thanh sẽ giảm thêm 3 dB nữa.
Kích thước decibel
Bạn có thể thấy ở trên rằng việc giảm một nửa công suất sẽ làm giảm áp lực lên củ 2 và mức âm thanh xuống 3 dB.
Mẫu đầu tiên là tiếng ồn trắng (hỗn hợp của tất cả các tần số nghe được). Mẫu thứ hai là cùng âm với điện áp giảm theo hệ số của căn bậc hai của 2. Nghịch đảo của nó là xấp xỉ 0,7, do đó 3 dB tương ứng với sự giảm điện áp hoặc áp suất lên đến 70%. Đường màu xanh lá cây hiển thị vòi phun như một hàm của thời gian. Màu đỏ thể hiện sự sụt giảm liên tục theo cấp số nhân. Lưu ý rằng điện áp giảm 50% cho mỗi mẫu thứ hai.
Tệp âm thanh và hoạt ảnh flash của John Tann và George Hatsidimitris.
Decibel lớn bao nhiêu?
Btrong loạt tiếp theo, các mẫu liên tiếp chỉ giảm một điểm.
Điều gì sẽ xảy ra nếu sự khác biệt nhỏ hơn một decibel?
Mức âm thanh hiếm khi được đặt ở vị trí thập phân. Lý do là rất khó phân biệt những cái khác nhau dưới 1 dB.
Và bạn cũng có thể thấy rằng ví dụ cuối cùng yên tĩnh hơn ví dụ đầu tiên, nhưng thật khó để thấy sự khác biệt giữa các cặp liên tiếp. 10log 10 (1,07)=0,3. Do đó, để tăng mức âm thanh thêm 0,3 dB, bạn cần tăng công suất lên 7% hoặc điện áp thêm 3,5%.
