Decibel je relatívna jednotka merania, nie je podobná iným známym veličinám, preto nebola zaradená do systému všeobecne akceptovaných jednotiek SI. V mnohých výpočtoch je však povolené používať decibely spolu s absolútnymi jednotkami merania a dokonca ich používať ako referenčnú hodnotu.
Decibely sú určené príslušnosťou k fyzikálnym veličinám, takže ich nemožno pripísať matematickým pojmom. To si možno ľahko predstaviť, ak urobíme paralelu s percentami, s ktorými majú decibely veľa spoločného. Nemajú špecifické rozmery, ale sú veľmi výhodné pri porovnávaní 2 hodnôt rovnakého mena, aj keď sú svojou povahou odlišné. Nie je teda ťažké predstaviť si, čo sa meria v decibeloch.
História výskytu
Ako sa ukázalo ako výsledok dlhodobých štúdií, náchylnosť nie je priamo závislá od absolútnejúroveň šírenia zvuku. Je to miera výkonu aplikovaného na danú jednotku plochy, ktorá sa nachádza v zóne vplyvu zvukových vĺn, ktorá sa dnes meria v decibeloch. V dôsledku toho bol stanovený kuriózny pomer - čím viac priestoru patrí využiteľnej ploche ľudského ucha, tým lepšie vnímanie minimálneho výkonu sa v ňom nachádza.
Výskumníkovi Alexandrovi Grahamovi Bellovi sa teda podarilo zistiť, že hranica vnímania ľudského ucha je od 10 do 12 wattov na meter štvorcový. Výsledné údaje pokrývali príliš široký rozsah, ktorý predstavovalo len niekoľko hodnôt. To spôsobilo určité nepríjemnosti a výskumník si musel vytvoriť vlastnú stupnicu merania.
V pôvodnej verzii mala bezmenná stupnica 14 hodnôt - od 0 do 13, pričom ľudský šepot mal hodnotu "3" a hovorová reč - "6". Následne bola táto stupnica široko používaná a jej jednotky sa nazývali bels. Na získanie presnejších údajov na logaritmickej stupnici bola pôvodná jednotka 10-násobne zvýšená – takto vznikli decibely.
Všeobecné informácie
V prvom rade je potrebné poznamenať, že decibel je jedna desatina Belu, čo je desatinná forma logaritmu, ktorý určuje pomer medzi 2 mocninami. Povaha porovnávaných právomocí sa volí ľubovoľne. Hlavná vec je, že sa dodržiava pravidlo, ktoré predstavuje porovnávané výkony v rovnakých jednotkách, napríklad vo wattoch. Kvôli tejto vlastnosti sa decibelové označenia používajú v rôznychoblasti:
- mechanické;
- elektrický;
- acoustic;
- elektromagnetické.
Keďže praktická aplikácia ukázala, že Bel sa ukázal ako pomerne veľká jednotka, pre lepšiu prehľadnosť bolo navrhnuté vynásobiť jej hodnotu desiatimi. Tak sa objavila všeobecne uznávaná jednotka - decibel, v ktorej sa dnes zvuk meria.
Napriek obrovskému rozsahu, väčšina ľudí vie, že na určenie stupňa hlasitosti sa používajú decibely. Táto hodnota charakterizuje intenzitu zvukovej vlny na meter štvorcový. Zvýšenie hlasitosti o 10 decibelov je teda porovnateľné so zdvojnásobením hlasitosti zvuku.
V legislatíve bol decibel uznaný ako návrhová hodnota pre množstvo hluku v miestnosti. Bola to určujúca charakteristika pre výpočet prípustnej hladiny hluku v obytných budovách. Táto hodnota umožňuje merať povolenú hladinu hluku v decibeloch v byte a v prípade potreby identifikovať porušenia.
Rozsah aplikácie
Telekomunikační dizajnéri dnes používajú decibel ako základnú jednotku na porovnávanie výkonu zariadení na logaritmickej stupnici. Takéto možnosti poskytuje konštrukčný prvok tejto hodnoty, ktorou je logaritmická jednotka rôznych úrovní používaná na zoslabenie alebo naopak zosilnenie výkonu.
Decibel je široko používaný v rôznych oblastiach moderných technológií. Čo sa dnes meria v decibeloch? Sú to rôzne množstvá, ktoré sa meniaširoký rozsah, ktorý možno použiť:
- v systémoch súvisiacich s prenosom informácií;
- rádiové inžinierstvo;
- optika;
- anténna technológia;
- akustika.
Decibely sa teda používajú na meranie charakteristík dynamického rozsahu, napríklad dokážu merať hlasitosť zvuku určitého hudobného nástroja. Otvára tiež možnosť výpočtu tlmených vĺn v momente ich prechodu cez absorbujúce médium. Decibely vám umožňujú určiť zosilnenie alebo opraviť šumové číslo generované zosilňovačom.
Tieto bezrozmerné jednotky je možné použiť ako pre fyzikálne veličiny súvisiace s druhým rádom - energia alebo výkon, tak aj pre veličiny súvisiace s prvým rádom - prúd alebo napätie. Decibely otvárajú možnosť merania vzťahu medzi všetkými fyzikálnymi veličinami a okrem toho s ich pomocou porovnávajú absolútne hodnoty.
Hlasitosť zvuku
Fyzická zložka hlasitosti vystavenia zvuku je určená úrovňou dostupného akustického tlaku pôsobiaceho na jednotku kontaktnej plochy, ktorá sa meria v decibeloch. Hladina hluku vzniká chaotickou fúziou zvukov. Na nízke frekvencie alebo naopak na vysokofrekvenčné zvuky reaguje človek ako na tichšie zvuky. A zvuky strednej frekvencie budú napriek rovnakej intenzite vnímané ako hlasnejšie.
Vzhľadom na nerovnomerné vnímanie zvukov rôznych frekvencií ľudským uchom na elektronickomV základni je vytvorený frekvenčný filter, ktorý je schopný prenášať ekvivalentný stupeň zvuku s mernou jednotkou vyjadrenou v dBa – kde „a“označuje použitie filtra. Tento filter je na základe výsledkov normalizácie merania schopný simulovať váženú hodnotu hladiny zvuku.
Schopnosť rôznych ľudí vnímať zvuky je v rozsahu hlasitosti od 10 do 15 dB a v niektorých prípadoch aj vyššie. Vnímané hranice intenzity zvuku sú frekvencie od 20 do 20 tisíc Hertzov. Najľahšie vnímateľné zvuky sa nachádzajú vo frekvenčnom rozsahu od 3 do 4 kHz. Táto frekvencia sa zvyčajne používa v telefónoch, ako aj pri vysielaní na stredných a dlhých vlnách.
V priebehu rokov sa rozsah vnímaných zvukov zužuje, najmä vo vysokofrekvenčnom spektre, kde citlivosť môže klesnúť až na 18 kHz. To má za následok všeobecnú stratu sluchu, ktorá postihuje mnohých starších ľudí.
Prípustné hladiny hluku v obytných priestoroch
Pomocou decibelov bolo možné určiť presnejšiu škálu hluku pre okolité zvuky. Odráža charakteristiky, ktoré sú v presnosti lepšie v porovnaní s pôvodnou stupnicou, ktorú v tom čase vytvoril Alexander Bell. Pomocou tejto stupnice zákonodarné orgány určili hladinu hluku, ktorej norma platí v obytných priestoroch určených na rekreáciu občanov.
Hodnota „0“dB teda znamená úplné ticho, ktoré spôsobuje zvonenie v ušiach. Ďalšia hodnota 5 dB určuje aj súčetticho v prítomnosti malého zvukového pozadia, ktoré utopí vnútorné procesy tela. Pri 10 dB sa fuzzy zvuky stanú rozlíšiteľnými - všetky druhy šušťania alebo šušťania lístia.
Hodnota 15 dB je v rozsahu najtichších zvukov, ako je tikanie hodiniek, ktoré sú jasne počuteľné. So silou zvuku 20 dB rozoznáte opatrný šepot ľudí na vzdialenosť 1 metra. Značka 25 dB vám umožňuje počuť jasnejšie šepkané rozhovory a šušťanie trenia mäkkých tkanív.
30 dB určuje, koľko decibelov je povolených v byte v noci a porovnáva sa s tichým rozhovorom alebo tikaním nástenných hodín. Pri 35 dB je zreteľne počuť tlmenú reč.
Úroveň 40 decibelov určuje silu zvuku bežnej konverzácie. Ide o dostatočnú hlasitosť, ktorá vám umožní voľne komunikovať v rámci miestnosti, sledovať televíziu alebo počúvať hudobné skladby. Táto značka určuje, koľko decibelov je povolených v byte počas dňa.
Hlučnosť povolená za pracovných podmienok
V porovnaní s povolenou hladinou hluku v decibeloch v byte, v práci a pri kancelárskych činnostiach sú počas pracovnej doby povolené iné normy hladiny hluku. Existujú obmedzenia iného poriadku, jasne upravené pre každý typ povolania. Základným pravidlom v týchto podmienkach je vyhýbať sa hladinám hluku, ktoré môžu nepriaznivo ovplyvniť ľudské zdravie.
V kanceláriách
Hlučnosť 45 dB je v počuteľnom rozsahu a je porovnateľná so zvukom vŕtačky resp.elektrický motor. Hluk 50 dB je tiež v medziach vynikajúcej počuteľnosti a svojou silou sa rovná zvuku písacieho stroja.
Hlučnosť 55 decibelov zostáva v rámci výbornej počuteľnosti, možno ju znázorniť na príklade simultánnej zvukovej konverzácie viacerých ľudí naraz. Tento indikátor sa považuje za hornú značku prijateľnú pre kancelárske priestory.
V chove zvierat a kancelárskych prácach
Hlučnosť 60 dB sa považuje za vysokú, takúto hladinu hluku možno nájsť v kanceláriách, kde súčasne pracuje veľa písacích strojov. Indikátor 65 dB sa tiež považuje za vysoký a možno ho zaznamenať, keď je spustené tlačové zariadenie.
Hlučnosť až 70 dB zostáva zvýšená a nachádza sa na farmách s chovom dobytka. Hodnota hluku 75 dB je limitná hodnota pre zvýšenú hladinu hluku, možno ju zaznamenať v chovoch hydiny.
Vo výrobe a doprave
So známkou 80 dB prichádza úroveň hlasitého zvuku, ktorej dlhodobé vystavenie povedie k čiastočnej strate sluchu. Preto sa pri práci v takýchto podmienkach odporúča používať ochranu sluchu. Hlučnosť 85 dB je tiež v rámci vysokej hladiny zvuku, ktorú možno porovnať s prevádzkou zariadení tkáčskeho závodu.
Hlučnosť 90 dB je udržiavaná v rámci hlasitého zvuku, takáto hladina hluku môže byť zaznamenaná, keď sa vlak pohybuje. Hlučnosť 95 dB dosahuje extrémne hranice hlasitého zvuku, taký hluk môže byťopraviť v valcovni.
Hlukový limit
Hlučnosť pri 100 dB dosahuje limity nadmerne hlasitého zvuku, dá sa prirovnať k hromovaniu. Práca v takýchto podmienkach sa považuje za nezdravú a je vykonávaná v rámci určitej dĺžky služby, po ktorej je osoba považovaná za nespôsobilú na rizikovú prácu.
Hodnota hluku 105 dB je tiež v oblasti nadmerne hlasného zvuku, hluk takejto sily vytvára rozbrusovačka pri rezaní kovu. Hladina hluku 110 dB zostáva v medziach nadmerne hlasitého zvuku, takýto indikátor sa zaznamenáva pri štarte vrtuľníka. Hlukové číslo 115 dB sa považuje za limit pre limity nadmerne hlasitého zvuku, takýto hluk vydáva pieskovač.
Hlučnosť 120 dB sa považuje za neznesiteľnú, dá sa prirovnať k práci zbíjačky. Hlučnosť 125 dB sa vyznačuje aj neznesiteľnou hlučnosťou, túto hranicu dosahuje lietadlo pri štarte. Maximálna hladina hluku v dB sa považuje za hranicu okolo 130, po ktorej nastáva prah bolesti, ktorý nie každý vydrží.
Kritická hladina hluku
Sila hluku okolo 135 dB sa považuje za neprijateľnú, človek, ktorý sa ocitne v zóne zvuku takejto sily, dostane šok. Hladina hluku 140 dB tiež vedie k nárazu granátu, zvuku vzlietajúceho prúdového lietadla. Pri hladine hluku 145 dB exploduje trieštivý granát.
Dosahuje 150-155 dB prasknutie kumulatívneho projektilu na pancieri tanku, zvuk takejto sily vedie kotras mozgu a zranenia. Nad hranicou 160 dB nastane zvuková bariéra, zvuk prekračujúci túto hranicu spôsobí prasknutie bubienka, kolaps pľúc a mnohopočetné poranenia výbuchom, čo spôsobí okamžitú smrť.
Vplyv nepočuteľných zvukov na telo
Zvuk, ktorého frekvencia je nižšia ako 16 Hz, sa nazýva infračervený, a ak jeho frekvencia presahuje 20 tisíc Hz, potom sa takýto zvuk nazýva ultrazvuk. Ušné bubienky ľudského ucha nie sú schopné vnímať zvuky tejto frekvencie, preto sú mimo dosahu ľudského sluchu. Decibely, ktorými sa dnes meria zvuk, tiež určujú význam nepočuteľných zvukov.
Nízkofrekvenčné zvuky v rozsahu od 5 do 10 Hz ľudské telo zle znáša. Takýto vplyv môže aktivovať poruchy v práci vnútorných orgánov a ovplyvniť činnosť mozgu. Intenzita nízkych frekvencií má navyše vplyv na kostné tkanivo a vyvoláva bolesti kĺbov u ľudí trpiacich rôznymi chorobami alebo zraneniami.
Každodenným zdrojom ultrazvuku sú rôzne vozidlá, môže to byť aj hrom alebo práca elektronických zariadení. Takéto účinky sa prejavujú zahrievaním tkanív a sila ich vplyvu závisí od vzdialenosti od aktívneho zdroja a od stupňa zvuku.
Určité obmedzenia platia aj pre verejné pracoviská so zdrojmi zvuku v nepočuteľnom rozsahu. Maximálna intenzita infračerveného zvuku sa musí udržiavať v rozmedzí 110dBa a sila ultrazvuku je obmedzená na 125 dBa. Je prísne zakázané aj krátkodobo v priestoroch, kde akustický tlak prekračuje 135 dB akejkoľvek frekvencie.
Vplyv hluku z kancelárskych zariadení a metód ochrany
Hluk vydávaný počítačom a inými organizačnými zariadeniami môže byť vyšší ako 70 dB. V tomto ohľade odborníci neodporúčajú inštalovať veľké množstvo tohto zariadenia v jednej miestnosti, najmä ak nie je veľká. Hlučné jednotky sa odporúča inštalovať mimo miestnosti, v ktorej sa nachádzajú ľudia.
Na zníženie hladiny hluku pri dokončovacích prácach sa používajú materiály s vlastnosťami pohlcovania hluku. Okrem toho môžete použiť závesy vyrobené z hustej tkaniny alebo v extrémnych prípadoch zátky do uší, ktoré zakryjú ušné bubienky pred vystavením.
Dnes pri výstavbe moderných budov existuje nový štandard, ktorý určuje stupeň zvukovej izolácie priestorov. Steny a stropy panelákov sú testované na hlukovú odolnosť. Ak je úroveň zvukovej izolácie pod prijateľným limitom, budovu nemožno uviesť do prevádzky, kým sa problémy neodstránia.
Okrem toho dnes stanovujú limity na silu zvuku pre rôzne signalizačné a výstražné zariadenia. Napríklad v prípade systémov požiarnej ochrany by sila zvuku varovného signálu mala byť medzi 75 dBa a 125 dBa.
