Decibel je relativna merska enota, ni podobna drugim znanim količinam, zato ni bila vključena v sistem splošno sprejetih enot SI. Vendar pa je pri mnogih izračunih dovoljeno uporabljati decibele skupaj z absolutnimi merskimi enotami in jih celo uporabiti kot referenčno vrednost.
Decibeli so določeni s pripadnostjo fizikalnim količinam, zato jih ni mogoče pripisati matematičnim konceptom. To si je enostavno predstavljati, če potegnemo vzporednico z odstotki, s katerimi imajo decibeli veliko skupnega. Nimajo posebnih dimenzij, vendar so zelo priročni pri primerjavi dveh vrednosti z istim imenom, čeprav sta po naravi različni. Tako si ni težko predstavljati, kaj se meri v decibelih.
Zgodovina pojava
Kot se je izkazalo kot rezultat dolgotrajnih študij, občutljivost ni neposredno odvisna od absolutneraven širjenja zvoka. Je merilo moči, ki se uporablja za določeno enoto površine, ki se nahaja v območju vpliva zvočnih valov, ki se danes meri v decibelih. Posledično je bil vzpostavljen radoveden delež - več prostora kot pripada uporabni površini človeškega ušesa, boljše je zaznavanje minimalne moči.
Tako je raziskovalcu Alexanderu Grahamu Bellu uspelo ugotoviti, da je meja zaznave človeškega ušesa od 10 do 12 vatov na kvadratni meter. Nastali podatki so pokrivali preširok razpon, ki ga je predstavljalo le nekaj vrednosti. To je povzročilo nekaj nevšečnosti in raziskovalec je moral ustvariti svojo merilno lestvico.
V izvirni različici je imela brezimna lestvica 14 vrednosti - od 0 do 13, kjer je imel človeški šepet vrednost "3", pogovorni govor pa "6". Kasneje se je ta lestvica široko uporabljala, njene enote pa so se imenovale bels. Da bi dobili natančnejše podatke na logaritmični lestvici, so prvotno enoto povečali za 10-krat - tako so nastali decibeli.
Splošne informacije
Najprej je treba omeniti, da je decibel ena desetina Bela, ki je decimalna oblika logaritma, ki določa razmerje med 2 potenci. Narava moči, ki se primerja, je izbrana poljubno. Glavna stvar je, da se upošteva pravilo, ki predstavlja primerjane moči v enakih enotah, na primer v vatih. Zaradi te lastnosti se oznake decibelov uporabljajo v različnihobmočja:
- mehanski;
- električni;
- akustično;
- elektromagnetno.
Ker je praktična uporaba pokazala, da se je izkazalo, da je Bel precej velika enota, je bilo za večjo jasnost predlagano, da se njegova vrednost pomnoži z deset. Tako se je pojavila splošno sprejeta enota - decibel, v kateri se danes meri zvok.
Kljub velikemu obsegu, večina ljudi ve, da se za določanje stopnje glasnosti uporabljajo decibeli. Ta vrednost označuje intenzivnost zvočnega vala na kvadratni meter. Tako je povečanje glasnosti za 10 decibelov primerljivo z podvojitvijo glasnosti zvoka.
V zakonodaji je decibel priznan kot projektna vrednost za količino hrupa v prostoru. To je bila odločilna značilnost za izračun dovoljene ravni hrupa v stanovanjskih stavbah. Ta vrednost omogoča merjenje dovoljene ravni hrupa v decibelih v stanovanju in po potrebi ugotavljanje kršitev.
Obseg uporabe
Danes telekomunikacijski oblikovalci uporabljajo decibel kot osnovno enoto za primerjavo zmogljivosti naprave na logaritmični lestvici. Takšne možnosti ponuja zasnova te vrednosti, ki je logaritmična enota različnih ravni, ki se uporablja za dušenje ali, nasprotno, ojačanje moči.
Decibel se pogosto uporablja na različnih področjih sodobne tehnologije. Kaj se danes meri v decibelih? To so različne količine, ki se spreminjajoširok razpon, ki ga je mogoče uporabiti:
- v sistemih, povezanih s prenosom informacij;
- radiotehnika;
- optika;
- antenska tehnologija;
- akustika.
Tako se decibeli uporabljajo za merjenje značilnosti dinamičnega razpona, na primer lahko merijo glasnost zvoka določenega glasbila. Odpira tudi možnost izračuna dušenih valov v trenutku njihovega prehoda skozi absorbcijski medij. Decibeli vam omogočajo, da določite ojačenje ali določite številko hrupa, ki jo ustvari ojačevalnik.
Te brezdimenzijske enote je mogoče uporabiti tako za fizične količine, ki so povezane z drugim redom - energija ali moč, kot za količine, povezane s prvim redom - tok ali napetost. Decibeli odpirajo možnost merjenja razmerja med vsemi fizikalnimi količinami, poleg tega pa z njihovo pomočjo primerjajo absolutne vrednosti.
Glasnost zvoka
Fizična komponenta glasnosti izpostavljenosti zvoku je določena s stopnjo razpoložljivega zvočnega tlaka, ki deluje na enoto kontaktne površine, ki se meri v decibelih. Raven hrupa nastane iz kaotične fuzije zvokov. Oseba reagira na nizke frekvence ali, nasprotno, na visokofrekvenčne zvoke kot na tišje zvoke. Zvoki srednje frekvence bodo kljub enaki intenzivnosti zaznani kot glasnejši.
Glede na neenakomerno zaznavanje zvokov različnih frekvenc s strani človeškega ušesa, na elektronskemV bazi je bil ustvarjen frekvenčni filter, ki je sposoben oddajati enakovredno stopnjo zvoka z mersko enoto, izraženo v dBa – kjer »a« označuje uporabo filtra. Ta filter na podlagi rezultatov normalizacije meritev lahko simulira tehtano vrednost nivoja zvoka.
Zmožnost različnih ljudi, da zaznavajo zvoke, je v območju glasnosti od 10 do 15 dB, v nekaterih primerih pa tudi višje. Zaznane meje jakosti zvoka so frekvence od 20 do 20 tisoč Hertz. Zvoki, ki jih je najlažje zaznati, se nahajajo v frekvenčnem območju od 3 do 4 kHz. Ta frekvenca se običajno uporablja v telefonih, pa tudi pri oddajanju na srednjih in dolgih valovih.
Z leti se obseg zaznanih zvokov zoži, zlasti v visokofrekvenčnem spektru, kjer lahko občutljivost pade na 18 kHz. To povzroči splošno izgubo sluha, ki prizadene številne starejše ljudi.
Dovoljene ravni hrupa v stanovanjskih prostorih
Z uporabo decibelov je postalo mogoče določiti natančnejšo lestvico hrupa za zvoke iz okolice. Odraža značilnosti, ki so natančnejše v primerjavi s prvotno lestvico, ki jo je takrat ustvaril Alexander Bell. S to lestvico so zakonodajni organi določili raven hrupa, katerega normativ velja v stanovanjskih prostorih, namenjenih rekreaciji občanov.
Tako vrednost "0" dB pomeni popolno tišino, ki povzroča zvonjenje v ušesih. Naslednja vrednost 5 dB prav tako določa skupnotišina v prisotnosti majhnega zvočnega ozadja, ki zaduši notranje procese telesa. Pri 10 dB postanejo mehki zvoki razločljivi - vse vrste šumenja ali šumenja listov.
Vrednost 15 dB je v območju najtišjih zvokov, kot je tikkanje ure, ki so jasno slišni. Z močjo zvoka 20 dB lahko razločite previden šepet ljudi na razdalji 1 metra. Oznaka 25 dB vam omogoča, da slišite jasneje šepetane pogovore in šumenje trenja mehkih tkiv.
30 dB določa, koliko decibelov je dovoljeno v stanovanju ponoči in se primerja s tihim pogovorom ali tiktakanjem stenske ure. Pri 35 dB se lahko jasno sliši pridušen govor.
Raven 40 decibelov določa moč zvoka običajnega pogovora. To je zadostna glasnost, ki vam omogoča svobodno komunikacijo v prostoru, gledanje televizije ali poslušanje skladb. Ta oznaka določa, koliko decibelov je dovoljeno v stanovanju čez dan.
Raven hrupa dovoljena v delovnih pogojih
V primerjavi z dovoljeno ravnjo hrupa v decibelih v stanovanju, pri delu in v pisarni so med delovnim časom dovoljeni drugi standardi ravni hrupa. Obstajajo omejitve drugačnega reda, jasno urejene za vsako vrsto poklica. Osnovno pravilo v teh razmerah je izogibanje ravni hrupa, ki lahko negativno vpliva na zdravje ljudi.
V pisarnah
Raven hrupa 45 dB je v slišnem območju in je primerljiva z zvokom vrtalnika oz.električni motor. Hrup 50 dB je tudi v mejah odlične slišnosti in je po moči enak zvoku pisalnega stroja.
Raven hrupa 55 decibelov ostaja v okviru odlične slišnosti, lahko ga predstavimo na primeru hkratnega zvočnega pogovora več ljudi hkrati. Ta indikator se vzame kot zgornja ocena, sprejemljiva za pisarniški prostor.
V živinoreji in pisarniškem delu
Hrupna moč 60 dB velja za visoko, takšno raven hrupa lahko najdemo v pisarnah, kjer hkrati deluje veliko pisalnih strojev. Za visok se šteje tudi indikator 65 dB in ga je mogoče zabeležiti, ko tiskalna oprema deluje.
Raven hrupa do 70 dB ostaja povišan in ga najdemo na živinorejskih farmah. Vrednost hrupa 75 dB je mejna vrednost za povečane ravni hrupa, opazimo jo na perutninskih farmah.
V proizvodnji in transportu
Z oznako 80 dB prihaja do nivoja glasnega zvoka, katerega dolgotrajna izpostavljenost bo povzročila delno izgubo sluha. Zato je pri delu v takšnih razmerah priporočljivo uporabljati zaščito za ušesa. Tudi raven hrupa 85 dB je v mejah glasnega hrupa, ki ga lahko primerjamo z delovanjem opreme tkalske tovarne.
Znotraj glasnega zvoka se ohranja vrednost hrupa 90 dB, tako raven hrupa je mogoče registrirati, ko se vlak premika. Raven hrupa 95 dB doseže skrajne meje glasnega zvoka, tak hrup je lahkopopraviti v valjarnici.
omejitev hrupa
Raven hrupa pri 100 dB doseže meje pretirano glasnega zvoka, lahko ga primerjamo z grmenjem. Delo v takih razmerah se šteje za nezdravo in se opravlja v okviru določene delovne dobe, po kateri se oseba šteje za nesposobnega za nevarno delo.
Vrednost hrupa 105 dB je tudi v območju pretirano glasnega zvoka, hrup takšne sile ustvarja električni rezalnik pri rezanju kovine. Raven hrupa 110 dB ostaja v mejah pretirano glasnega zvoka, tak indikator se zabeleži ob vzletu helikopterja. Vrednost hrupa 115 dB velja za mejo za meje pretirano glasnega zvoka, tak hrup oddaja peskalnik.
Raven hrupa 120 dB velja za neznosno, lahko ga primerjamo z delom udarnega kladiva. Za raven hrupa 125 dB je značilna tudi neznosna raven hrupa, to oznako letalo doseže na startu. Najvišja raven hrupa v dB velja za mejo pri okoli 130, po kateri se stopi prag bolečine, ki ga ne prenesejo vsi.
Kritična raven hrupa
Moč hrupa pri okoli 135 dB velja za nesprejemljivo, oseba, ki se znajde v območju zvoka takšne jakosti, prejme udarni udarec. Raven hrupa 140 dB povzroči tudi udarni udar, zvok reaktivnega letala. Pri ravni hrupa 145 dB eksplodira razdrobljena granata.
Doseže 150-155 dB pretrganje kumulativnega izstrelka na oklepu tanka, zvok takšne sile vodi vpretrese možganov in poškodbe. Če presega oznako 160 dB, se zvočna ovira vzpostavi, zvok, ki presega to mejo, povzroči rupturo bobniča, kolaps pljuč in večkratne eksplozijske poškodbe, kar povzroči takojšnjo smrt.
Vpliv neslišnih zvokov na telo
Zvok, katerega frekvenca je pod 16 Hz, se imenuje infrardeči, in če njegova frekvenca presega 20 tisoč Hz, se tak zvok imenuje ultrazvok. Bobniči človeškega ušesa ne morejo zaznati zvokov te frekvence, zato so zunaj dosega človeškega sluha. Decibeli, s katerimi se danes meri zvok, določajo tudi pomen neslišnih zvokov.
Človeško telo slabo prenaša nizkofrekvenčne zvoke v razponu od 5 do 10 Hz. Takšen vpliv lahko aktivira motnje v delovanju notranjih organov in vpliva na možgansko aktivnost. Poleg tega intenzivnost nizkih frekvenc vpliva na kostno tkivo in povzroča bolečine v sklepih pri ljudeh z različnimi boleznimi ali poškodbami.
Vsakdanji viri ultrazvoka so različna vozila, lahko so tudi grmenje ali delo elektronske opreme. Takšni učinki se izražajo v segrevanju tkiv, moč njihovega vpliva pa je odvisna od oddaljenosti do aktivnega vira in od stopnje zvoka.
Obstajajo tudi določene omejitve za javna delovna mesta z viri zvoka v neslišnem območju. Največja intenzivnost infrardečega zvoka mora biti znotraj 110dBa, moč ultrazvoka pa je omejena na 125 dBa. Strogo je prepovedano tudi za kratek čas na območjih, kjer zvočni tlak presega 135 dB katere koli frekvence.
Učinek hrupa pisarniške opreme in zaščitnih metod
Hrup, ki ga oddaja računalnik in druga organizacijska oprema, je lahko višji od 70 dB. V zvezi s tem strokovnjaki ne priporočajo namestitve velikega števila te opreme v eno sobo, še posebej, če ni velika. Hrupne enote je priporočljivo namestiti izven prostora, v katerem so ljudje.
Za zmanjšanje ravni hrupa pri zaključnih delih se uporabljajo materiali z lastnostmi, ki absorbirajo hrup. Poleg tega lahko uporabite zavese iz gostega blaga ali v skrajnem primeru ušesne čepke, ki pokrijejo bobniče pred izpostavljenostjo.
Danes je pri gradnji sodobnih zgradb nov standard, ki določa stopnjo zvočne izolacije prostorov. Stene in stropi blokov so testirani na odpornost proti hrupu. Če je raven zvočne izolacije pod sprejemljivo mejo, stavbe ni mogoče dati v obratovanje, dokler težave niso odpravljene.
Poleg tega danes postavljajo omejitve jakosti zvoka za različne signalne in opozorilne naprave. Za sisteme požarne zaščite, na primer, mora biti jakost zvoka opozorilnega signala med 75 dBa in 125 dBa.
