Základní veličiny, kritéria a limity

11.4.2

Základní veličiny, kritéria a limity

 NahoruVnímání zvuku

Vnímání zvuku je složitý fyziologický a psychologický proces. Při působení zvuku na člověka se uplatňuje více vlastností zvuku. Tyto vlastnosti jsou: intenzita, kmitočet, čas, informační hodnota zvuku a okolnosti jeho působení, vztah osoby příjemce ke zdroji zvuku a ke zvuku jako takovému. Základní akustické veličiny, kritéria a přípustné limity hluku jsou proto definovány takovým způsobem, aby co nejlépe popisovaly účinek zvuku na člověka a jeho sluchový orgán právě z hlediska působení všech těchto vlivů.

Mírou účinku vlnění a jím přenášeného zvuku je plošná hustota akustického výkonu zvaná akustická intenzita I(W.m^-2). Citlivost lidského sluchu při vnímání akustické intenzity není vždy stejná, ale s rostoucí intenzitou se snižuje. Při zvyšování akustické intenzity jakoby sluchový orgán stále více ztrácel schopnost vnímat v plné hodnotě její další přírůstek. Výsledkem je logaritmická závislost mezi velikostí zvukového podnětu a velikostí sluchového vjemu, která je známa jako Weberův-Fechnerův psychofyzický zákon: Intenzita počitku je úměrná logaritmu podnětu.

Uvedená vlastnost sluchu není samoúčelná. Umožňuje nám totiž vnímat i velmi slabé zvukové signály s vysokou citlivostí a zároveň nás chrání před zvukem vysoké intenzity. Tato vlastnost sluchu byla důvodem k zavedení logaritmické míry (decibelové stupnice) při kvantifikaci akustických veličin. Akustická intenzita I (W.m^-2) vyjádřená v decibelech se nazývá hladina akustické intenzity L (dB).

(2)

kde:

(3)

Operace naznačená ve vztahu (3) se nazývá energetický součet.

 NahoruKmitočtové složení

Druhou důležitou vlastností zvuku je jeho kmitočtové složení. Kmitočet zvuku je počet periodických změn akustického tlaku za sekundu. Subjektivně je vnímán jako výška tónu. Skutečné zvuky v prostředí jsou čistě tónové jen výjimečně. Průběh periodických změn akustického tlaku reálných zvuků je vždy složitější než průběh harmonický a případ od případu může nabývat nejrůznějších podob. Každý takový průběh však lze sestavit jako součet jistého počtu harmonických průběhů s různými amplitudami a vlnovými délkami. Dobrou představu o charakteru zvuku z hlediska zastoupení různých kmitočtů v daném zvuku poskytuje akustické spektrum. Akustickým spektrem se rozumí soustava hodnot sledované akustické veličiny (např. hladiny akustického tlaku) uváděná v závislosti na kmitočtu. Často se uvádí formou grafu nebo tabulky. Sledováním změn hladiny akustického tlaku v závislosti na kmitočtu se zabývá kmitočtová analýza.

Druhy spekter zvuku

Pro účely sledování kmitočtového složení zvuku lze oblast slyšitelných kmitočtů rozdělit na jedenáct oktávových pásem, z nichž každé je charakterizováno svým středním kmitočtem. Oktáva je interval mezi dvěma kmitočty, kde druhý je dvojnásobek prvního. Každá oktáva se nazývá podle svého středního kmitočtu. Střední kmitočty oktávových pásem jsou uvedeny v tabulce Střední kmitočty oktávových pásem a hodnoty váhové funkce zvukoměru.

Tabulka Střední kmitočty oktávových pásem a hodnoty váhové funkce zvukoměru

Zvuk o různých kmitočtech je lidským sluchem vnímán s nestejnou citlivostí. Lidský sluch je nejvíce citlivý v oblasti okolo 1000 Hz, což v podstatě odpovídá kmitočtovému obsahu lidské řeči. Relativně dobrým přiblížením k těmto vlastnostem sluchového orgánu bylo zavedení váhových funkcí K_A (dB), které v souladu s citlivostí lidského sluchu upravují citlivost zvukoměru. Z více původně navržených funkcí se v praxi ujala váhová funkce "A“. Nově vzniklá veličina je označována symbolem L_A (dB) a nazývá se hladina akustického tlaku A. Velké písmeno "A“ je součástí názvu této veličiny.

(4)

kde:

n je počet kmitočtových (např. oktávových) pásem.

Váhové korekce jsou dány normou a jejich hodnoty pro střední kmitočty oktávových pásem udává tabulka Střední kmitočty oktávových pásem a hodnoty váhové funkce zvukoměru.

 NahoruPrůběh a trvání v čase

Třetí vlastností zvuku je jeho průběh a trvání v čase. Jestliže hladina akustického tlaku mění v čase svou hodnotu, je to subjektivně vnímáno jako změna hlasitosti nebo "síly“ zvuku. Sledováním takových změn se zabývá hladinová analýza. Druhy zvuku z hlediska jeho působení v čase popisuje obrázek.

Druhy zvuku z hlediska jeho změn v čase

 NahoruEnergetický průměr

Při působení zvuku na zdraví má rozhodující vliv celková suma akustické energie, které je jedinec dlouhodobě vystaven. Proto se proměnný zvuk hodnotí veličinou, která je označována symbolem L_Aeq a nazývá se ekvivalentní hladina akustického tlaku A. Ekvivalentní hladina akustického tlaku A se vztahuje vždy jen k určitému časovému intervalu (např. 8 hodin pracovní doby) a je definována jako hladina akustického tlaku zvuku ustáleného, který by měl v daném časovém intervalu energetický obsah stejný jako daný zvuk proměnný a tedy i předpokládané stejné škodlivé účinky. Stanoví se jako energetický průměr z hladin akustického tlaku A vyskytujících se v daném intervalu.

(5)

kde:

n je počet dílčích intervalů.

V i-tém intervalu délky t_i (sekund, minut, hodin) působila hladina L_Ai (dB). Jako ekvivalentní hladina akustického tlaku A je stanovena většina hygienických limitů. Jde-li o posuzování rušivého účinku zvuku, často se hodnotí namísto a nebo spolu s ekvivalentní hladinou i L_Amax (dB) maximální hladina akustického tlaku A dosažená v daném časovém intervalu.

 NahoruInformační obsah

Čtvrtou vlastností zvuku je jeho informační obsah. Míra rušení zvukem nezávisí jen na fyzikálních parametrech zvuku, ale je ovlivněna i postojem lidí k danému zvuku a jeho zdroji. Uživatelé budov všeobecně více tolerují hluk, který přichází do budovy zvenčí, ve srovnání s hlukem vznikajícím v budově. Více je tolerován hluk ze zdrojů, které jsou obecně považovány za neutišitelné, a ze zdrojů, u kterých lze obtížně určit konkrétního původce hluku (např. silniční doprava). Naopak se lze setkat se stížnostmi i na hluboce podlimitní hluk působený jinými uživateli budovy. Menší rozmrzelost způsobí zvuk, o němž je předem známo, že bude trvat jen určitou vymezenou dobu, resp. vymezený počet opakování. Při provádění hlučných stavebních prací se vždy vyplatí předem o tom předem uvědomit okolí. Předejde se tak mnohým stížnostem na hluk. Okolnosti působení zvuku se při hodnocení uplatňují tím způsobem, že jsou stanoveny odlišné limity hluku pro různá prostředí, různou dobu a různé zdroje. Tak existují rozdílné limity pro pracovní prostředí, pro hluk ve venkovním prostoru a uvnitř budov, kde se jiným způsobem hodnotí hluk ze zdrojů umístěných vně a uvnitř budovy. Dalšího členění limitů je dosaženo pomocí korekcí základní limitní hladiny. Tyto korekce jsou stanoveny v závislosti na druhu vykonávané práce, charakteru území, způsobu využití místností v budově, denní době a pod. Při hodnocení hluku v pracovním prostředí je důležitý limit L_Aeq = 85 dB.

Tato hodnota se vztahuje k časovému intervalu v délce trvání pracovní směny a je-li překročena, pak se jedná o pracoviště rizikové z hlediska hluku. Po dlouhodobé (dlouholeté) expozici hlukem na takovém pracovišti může dojít ke vzniku a vývoji trvalé sluchové ztráty. Pracovníci na rizikových pracovištích podléhají zvláštnímu režimu, který zahrnuje:

1. povinné používání osobních ochranných pomůcek proti hluku,

2. snížení expozice hlukem zařazením tichých přestávek nebo vystřídáním pracovníků na hlučném místě,

3. pravidelné lékařské prohlídky, při kterých se audiometrickým vyšetřením včas rozpozná vznikající sluchová ztráta, což musí mít za následek přeřazení pracovníka na tiché pracoviště.

Přibližně od L_Aeq = 65 dB může být rušena komunikace pracovníků řečí, L_Aeq = 35 dB se považuje za limitní hodnotu z hlediska rušení spánku.

 NahoruNejvyšší přípustné hodnoty hluku

Nejvyšší…