มลพิษทางเสียง ระดับเสียงที่ไม่ต้องการหรือมากเกินไปอาจส่งผลเสียต่อสุขภาพของมนุษย์และคุณภาพสิ่งแวดล้อม มักเกิดขึ้นในโรงงานอุตสาหกรรมหลายแห่งและสถานที่ทำงานอื่นๆ เช่นเดียวกับมลภาวะทางเสียงที่เกี่ยวข้องกับการจราจรบนถนน ทางรถไฟ และทางอากาศ และกิจกรรมกลางแจ้ง
การวัดและการรับรู้ความดัง
คลื่นเสียงคือการสั่นสะเทือนของโมเลกุลอากาศที่ส่งจากแหล่งกำเนิดเสียงไปยังหู โดยทั่วไปจะอธิบายในแง่ของความดัง (แอมพลิจูด) และระดับเสียง (ความถี่) ของคลื่น ระดับความดันเสียงหรือ SPL วัดในหน่วยลอการิทึมที่เรียกว่าเดซิเบล (dB) หูของมนุษย์ปกติสามารถตรวจจับโทนเสียงได้ตั้งแต่ 0 dB (เกณฑ์การได้ยิน) ถึง 140 dB ในเวลาเดียวกัน เสียงจาก 120 dB ถึง 140 dB ทำให้เกิดความเจ็บปวด
ระดับเสียงในห้องสมุดเป็นอย่างไร? อยู่ที่ประมาณ 35 dB ในขณะที่อยู่ในรถประจำทางหรือรถไฟใต้ดินที่กำลังเคลื่อนที่ อยู่ที่ประมาณ 85 งานก่อสร้างอาคารสามารถสร้าง SPL ได้สูงถึง 105 dB ที่แหล่งกำเนิด SPL ลดลงตามระยะห่างจากวัตถุ
ความเร็วที่พลังงานเสียงถูกส่งเรียกว่าความเข้ม ซึ่งเป็นสัดส่วนกับกำลังสองของ SPL เนื่องจากลักษณะลอการิทึมของมาตราส่วนเดซิเบล การเพิ่มขึ้น 10 จุดหมายถึงความเข้มของเสียงที่เพิ่มขึ้น 10 เท่า ที่ 20 มันส่งมากกว่า 100 เท่า และ 30dB แสดงถึงความเข้มที่เพิ่มขึ้น 1,000 เท่า
ในทางกลับกัน เมื่อความตึงเครียดเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า ระดับเสียงจะเพิ่มขึ้นเพียง 3 จุดเท่านั้น ตัวอย่างเช่น หากสว่านก่อสร้างสร้างเสียงรบกวนได้ 90 เดซิเบล เครื่องมือที่เหมือนกันสองชิ้นที่ทำงานเคียงข้างกันจะสร้าง 93 เดซิเบล และเมื่อเสียงสองเสียงที่แตกต่างกันมากกว่า 15 คะแนนใน SPL รวมกัน เสียงที่เบาจะถูกบดบัง (หรือกลบไป) ด้วยเสียงดัง ตัวอย่างเช่น หากสว่านทำงานที่ 80 dB ในสถานที่ก่อสร้างถัดจากรถปราบดินที่ 95 ระดับแรงดันรวมของแหล่งที่มาทั้งสองนี้จะถูกวัดเป็น 95 โทนเสียงที่เข้มน้อยกว่าจากคอมเพรสเซอร์จะมองไม่เห็น
ความถี่ของคลื่นเสียงแสดงเป็นรอบต่อวินาที แต่โดยทั่วไปจะใช้เฮิรตซ์มากกว่า (1 cps=1 Hz) แก้วหูของมนุษย์เป็นอวัยวะที่มีความไวสูงซึ่งมีช่วงไดนามิกกว้าง สามารถตรวจจับเสียงที่ความถี่ตั้งแต่ 20 Hz (ระดับเสียงต่ำ) ถึงประมาณ 20,000 Hz (ระดับเสียงสูง) โทนเสียงของมนุษย์ในการสนทนาปกติเกิดขึ้นที่ความถี่ 250 Hz ถึง 2000 Hz.
การวัดระดับเสียงที่แม่นยำและคำอธิบายทางวิทยาศาสตร์นั้นแตกต่างจากความคิดและความคิดเห็นเกี่ยวกับอัตนัยของมนุษย์ส่วนใหญ่เกี่ยวกับเรื่องนี้การตอบสนองของมนุษย์แต่ละคนต่อเสียงนั้นขึ้นอยู่กับทั้งระดับเสียงและความดัง คนที่ได้ยินปกติมักจะรับรู้เสียงความถี่สูงที่ดังกว่าเสียงความถี่ต่ำที่มีแอมพลิจูดเท่ากัน ด้วยเหตุนี้ เครื่องวัดเสียงรบกวนแบบอิเล็กทรอนิกส์จึงคำนึงถึงการเปลี่ยนแปลงในการรับรู้ความดังด้วยระดับเสียง
ตัวกรองความถี่ในมิเตอร์ทำหน้าที่จับคู่การอ่านกับความไวของหูมนุษย์และความดังสัมพัทธ์ของเสียงต่างๆ ตัวอย่างเช่น ตัวกรองที่เรียกว่า A-weighted มักใช้ในการวินิจฉัยชุมชนโดยรอบ การวัด SPL ที่สร้างด้วยตัวกรองนี้จะแสดงเป็นเดซิเบล A-weighted หรือ dBA
คนส่วนใหญ่รับรู้และอธิบาย SPL ที่เพิ่มขึ้น 6-10 dBA เป็น "ความดัง" เป็นสองเท่า อีกระบบหนึ่ง ซึ่งก็คือมาตราส่วน C-weighted (dBS) บางครั้งก็ใช้สำหรับระดับเสียงกระทบ เช่น การยิง และมีแนวโน้มที่จะแม่นยำกว่า dBA สำหรับการรับรู้ความดังของเสียงด้วยส่วนประกอบความถี่ต่ำ
ระดับเสียงมักจะเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา ดังนั้นข้อมูลการวัดจึงแสดงเป็นค่าเฉลี่ยเพื่อแสดงระดับเสียงโดยรวม มีหลายวิธีในการทำเช่นนี้ ตัวอย่างเช่น ชุดของการวัดระดับเสียงซ้ำๆ สามารถรายงานเป็น L 90=75 dBA ซึ่งหมายความว่าค่านั้นเท่ากับหรือมากกว่า 75 dBA เป็นเวลา 90 เปอร์เซ็นต์
หน่วยอื่นที่เรียกว่า องศาเทียบเท่าเสียง (L eq) สามารถใช้เพื่อแสดง SPL เฉลี่ยในช่วงเวลาที่น่าสนใจ เช่น วันทำงานแปดชั่วโมง(L eq เป็นค่าลอการิทึม ไม่ใช่ค่าเลขคณิต ดังนั้นเหตุการณ์ดังจึงครอบงำผลลัพธ์ทั้งหมด)
หน่วยระดับเสียงที่เรียกว่า Day-Night Noise Value (DNL หรือ Ldn) คำนึงถึงข้อเท็จจริงที่ว่าผู้คนมีความไวต่อน้ำเสียงในตอนกลางคืนมากกว่า ดังนั้น 10 dBA จะถูกเพิ่มลงในค่า SPL ที่วัดได้ระหว่างเวลา 10.00 น. ถึง 7.00 น. ตัวอย่างเช่น การวัด DNL มีประโยชน์มากในการอธิบายการสัมผัสเสียงเครื่องบินโดยรวม
ทำงานกับเอฟเฟกต์
เสียงรบกวนเป็นมากกว่าความรำคาญ ในระดับหนึ่งและระยะเวลาของการได้รับสัมผัส อาจทำให้เกิดความเสียหายทางกายภาพต่อแก้วหูและเซลล์ขนที่บอบบางในหูชั้นใน ส่งผลให้สูญเสียการได้ยินชั่วคราวหรือถาวร
โดยปกติจะไม่เกิดขึ้นที่ SPL ที่ต่ำกว่า 80 dBA (ระดับอิทธิพลแปดชั่วโมงควรอยู่ต่ำกว่า 85) แต่คนส่วนใหญ่ที่สัมผัสซ้ำมากกว่า 105 dBA จะสูญเสียการได้ยินถาวรในระดับหนึ่ง นอกจากนี้ การได้รับเสียงมากเกินไปอาจเพิ่มความดันโลหิตและอัตราการเต้นของหัวใจ ทำให้เกิดความหงุดหงิด วิตกกังวล และเหนื่อยล้าทางจิตใจ และรบกวนการนอนหลับ การผ่อนคลาย และความใกล้ชิด
ควบคุมมลพิษทางเสียง
ดังนั้น การรักษาความเงียบในที่ทำงานและในสังคมจึงเป็นสิ่งสำคัญ กฎระเบียบและกฎหมายเกี่ยวกับเสียงที่นำมาใช้ในระดับท้องถิ่น ภูมิภาค และระดับประเทศสามารถบรรเทาผลกระทบด้านลบของมลพิษทางเสียงได้อย่างมีประสิทธิภาพ
สิ่งแวดล้อมและhum อุตสาหกรรมถูกควบคุมภายใต้กฎหมายความปลอดภัยและอาชีวอนามัยและกฎหมายที่ต่อต้านมัน ภายใต้ข้อบังคับเหล่านี้ สำนักงานความปลอดภัยและอาชีวอนามัยได้กำหนดเกณฑ์สำหรับเสียงรบกวนจากอุตสาหกรรมเพื่อกำหนดข้อจำกัดเกี่ยวกับความเข้มของเสียงที่ได้ยินและระยะเวลาที่อนุญาตให้ใช้ความรุนแรงนี้ได้
หากบุคคลสัมผัสกับเสียงในระดับต่างๆ กันในช่วงเวลาต่างๆ ของวัน ค่าแสงทั้งหมดหรือปริมาณ (D) ของเสียงรบกวนนั้นหาได้จากอัตราส่วน
โดยที่ C คือเวลาจริงและ T คือเวลาที่อนุญาตในทุกระดับ การใช้สูตรนี้ ปริมาณเสียงรบกวนรายวันที่เป็นไปได้มากที่สุดคือ 1 และการเปิดรับแสงใดๆ ข้างต้นที่ยอมรับไม่ได้
ระดับเสียงสูงสุด
เกณฑ์สำหรับเสียงในร่มสรุปเป็นข้อกำหนดสามชุดที่ได้จากการรวบรวมการตัดสินแบบอัตนัยจากกลุ่มตัวอย่างจำนวนมากในสถานการณ์เฉพาะต่างๆ สิ่งเหล่านี้ได้พัฒนาเป็น Noise Criteria (NC) และ Preferred Tone Curves (PNC) ซึ่งกำหนดขีดจำกัดของระดับที่นำเข้าสู่สิ่งแวดล้อม NC Curves ที่พัฒนาขึ้นในปี 1957 มีเป้าหมายเพื่อสร้างสภาพแวดล้อมการทำงานหรือการใช้ชีวิตที่สะดวกสบาย โดยการระบุระดับเสียงสูงสุดที่อนุญาตในคลื่นความถี่เสียงระดับอ็อกเทฟในสเปกตรัมเสียงทั้งหมด
เส้นโค้งทั้ง 11 เส้นกำหนดเกณฑ์เสียงสำหรับสถานการณ์ที่หลากหลาย กราฟิก PNC ที่พัฒนาขึ้นในปี 1971 เพิ่มขีดจำกัดของเสียงฮัมความถี่ต่ำและเสียงฟู่ความถี่สูง ดังนั้นจึงเป็นที่ต้องการมาตรฐาน NC ที่เก่ากว่า สรุปบนเส้นโค้ง เกณฑ์เหล่านี้ให้เป้าหมายการออกแบบสำหรับระดับเสียงสำหรับแนวคิดต่างๆ ส่วนหนึ่งของข้อกำหนดของงานหรือถิ่นที่อยู่คือเส้นโค้ง PNC ที่สอดคล้องกัน ในกรณีที่ระดับเกินขีดจำกัด PNC อาจมีการนำวัสดุดูดซับเสียงเข้าสู่สิ่งแวดล้อมตามความจำเป็นเพื่อให้เป็นไปตามมาตรฐาน
เสียงเบาสามารถเอาชนะได้ด้วยวัสดุดูดซับเพิ่มเติม เช่น ผ้าม่านหนาๆ หรือกระเบื้องในร่ม ในกรณีที่เสียงรบกวนที่สามารถระบุตัวตนได้ในระดับต่ำอาจทำให้เสียสมาธิ หรือในกรณีที่ความเป็นส่วนตัวของการสนทนาในสำนักงานที่อยู่ติดกันและพื้นที่แผนกต้อนรับมีความสำคัญ ระบบอาจปิดบังเสียงที่ไม่ต้องการ แหล่งกำเนิดเสียงสีขาวเล็กๆ เช่น อากาศที่นิ่งเฉย ที่วางไว้ในห้องสามารถปิดบังการสนทนาจากสำนักงานในบริเวณใกล้เคียงได้โดยไม่ทำให้ระดับเสียงถึงตายถึงหูของผู้คนที่ทำงานในบริเวณใกล้เคียง
อุปกรณ์ประเภทนี้มักใช้ในสำนักงานของแพทย์และผู้เชี่ยวชาญอื่นๆ อีกวิธีหนึ่งในการลดเสียงรบกวนคือการใช้อุปกรณ์ป้องกันเสียงที่ครอบหูในลักษณะเดียวกับที่ปิดหู ด้วยการใช้ตัวป้องกันที่มีจำหน่ายทั่วไป การลดโทนเสียงสามารถทำได้ในช่วงปกติจาก 10 dB ที่ 100 Hz ถึงมากกว่า 30 dB สำหรับความถี่ที่สูงกว่า 1,000 Hz
ตรวจจับระดับเสียง
การจำกัดเสียงรบกวนภายนอกอาคารก็มีความสำคัญต่อความสะดวกสบายของมนุษย์เช่นกัน การก่อสร้างอาคารจะช่วยป้องกันเสียงภายนอกบางส่วนหากอาคารเป็นไปตามมาตรฐานขั้นต่ำและถ้าระดับเสียงอยู่ในขอบเขตที่ยอมรับได้
โดยปกติจะมีการระบุไว้ในบางช่วงเวลาของวัน เช่น ในช่วงเวลากลางวัน ในตอนเย็น และตอนกลางคืนขณะนอนหลับ เนื่องจากการหักเหของแสงในบรรยากาศที่เกิดจากการผกผันของอุณหภูมิในเวลากลางคืน อาจมีเสียงดังจากทางหลวง สนามบิน หรือทางรถไฟที่ค่อนข้างห่างไกล
วิธีควบคุมเสียงรบกวนที่น่าสนใจวิธีหนึ่งคือการสร้างแผงกั้นเสียงตามทางหลวง โดยแยกจากย่านที่อยู่อาศัยที่อยู่ติดกัน ประสิทธิภาพของโครงสร้างดังกล่าวถูกจำกัดโดยการเลี้ยวเบนของเสียงที่ความถี่ต่ำมากขึ้น ซึ่งมีผลเหนือกว่าบนท้องถนนและมีอยู่ในรถยนต์ขนาดใหญ่ เพื่อให้มีประสิทธิภาพ สิ่งเหล่านี้ต้องอยู่ใกล้กับแหล่งกำเนิดเสียงหรือผู้สังเกตการณ์เสียงให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ซึ่งจะทำให้เกิดการเลี้ยวเบนที่จำเป็นสำหรับเสียงไปถึงผู้สังเกตได้มากที่สุด ข้อกำหนดอีกประการสำหรับสิ่งกีดขวางประเภทนี้คือต้องจำกัดจำนวนระดับเสียงด้วยเพื่อลดเสียงรบกวนอย่างมีนัยสำคัญ
คำจำกัดความและตัวอย่าง
เดซิเบล (dB) ใช้เพื่อวัดระดับเสียง แต่ยังใช้กันอย่างแพร่หลายในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ สัญญาณ และการสื่อสาร DB - วิธีลอการิทึมในการอธิบายแทนเจนซี่ อัตราส่วนสามารถแสดงออกมาเป็นกำลัง แรงดันเสียง แรงดันไฟหรือความเข้ม หรือสิ่งอื่น ๆ อีกหลายอย่าง ต่อมาเราเชื่อมโยง dB กับโทรศัพท์และเสียง (สัมพันธ์กับความดัง) แต่ก่อนอื่น เพื่อให้ได้แนวคิดเกี่ยวกับนิพจน์ลอการิทึม มาดูตัวเลขกันก่อน
ตัวอย่างเช่น สมมติว่ามีผู้พูดสองคนอันแรกเล่นเสียงด้วยพลังของ P 1 และอีกเวอร์ชั่นที่ดังกว่าด้วยพลังเสียงของ P 2 แต่อย่างอื่น (ไกลแค่ไหน ความถี่) ยังคงเหมือนเดิม
ความแตกต่างของเดซิเบลระหว่างพวกเขาถูกกำหนดเป็น
10 บันทึก (P 2 / P 1) dB โดยที่บันทึกสำหรับฐาน 10
ถ้าอันที่สองให้พลังงานมากเป็นสองเท่าของตัวแรก ความแตกต่างจะเป็น dB
10 บันทึก (P 2 / P 1)=10 บันทึก 2=3 dB,
ดังแสดงในกราฟที่แปลง 10 บันทึก (P 2 / P 1) vs P 2 / P 1. เพื่อดำเนินการต่อตัวอย่าง หากวินาทีมีกำลัง 10 เท่าของตัวแรก ความแตกต่างใน dB จะเป็น:
10 บันทึก (P 2 / P 1)=10 บันทึก 10=10 dB.
ถ้าอันที่สองมีความแข็งแกร่งเท่ากันเป็นล้านครั้ง ความแตกต่างของ dB จะเป็น
10 บันทึก (P 2 / P 1)=10 บันทึก 1 000 000=60 dB.
ตัวอย่างนี้แสดงคุณลักษณะหนึ่งของมาตราส่วนเดซิเบลซึ่งมีประโยชน์เมื่อกล่าวถึงเสียง พวกเขาสามารถอธิบายความสัมพันธ์ที่มีขนาดใหญ่มากโดยใช้ตัวเลขที่มีขนาดพอเหมาะ แต่คุณต้องให้ความสนใจว่าเดซิเบลแสดงถึงอัตราส่วน นั่นคือจะไม่บอกว่าพลังของลำโพงใด ๆ ที่ปล่อยออกมาจากความแตกต่างเท่านั้น และยังให้ความสนใจกับตัวประกอบ 10 ในคำจำกัดความซึ่งย่อมาจากเดซิเป็นเดซิเบล
ดันเสียงและเดซิเบล
ความถี่มักจะวัดด้วยไมโครโฟนและตอบสนอง (โดยประมาณ) ตามสัดส่วนกับแรงกด ตอนนี้พลังของคลื่นเสียงที่อื่นภายใต้เงื่อนไขเดียวกันจะเท่ากับสี่เหลี่ยมจตุรัสของศีรษะ ในทำนองเดียวกัน พลังงานไฟฟ้าในตัวต้านทานจะเหมือนกับแรงดันไฟฟ้าที่คูณกัน ลอการิทึมของสี่เหลี่ยมจัตุรัสมีค่าเพียง 2 log x ดังนั้นเมื่อแปลงแรงกดเป็นเดซิเบล ค่าแฟกเตอร์ของ 2 จะถูกแนะนำ ดังนั้น ความแตกต่างของระดับของความดันเสียงระหว่างสองระดับของเสียงที่มี p 1 และ p 2 คือ:
20 บันทึก (p 2 / p 1) dB=10 บันทึก (p 22 / p 1 2) dB=10 บันทึก (P 2 / P 1) dB.
จะเกิดอะไรขึ้นเมื่อพลังเสียงลดลงครึ่งหนึ่ง
ลอการิทึมของ 2 คือ 0.3 ดังนั้น 1/2 คือ 0.3 ดังนั้น หากกำลังลดลง 2 เท่า ระดับเสียงจะลดลง 3 dB และถ้าคุณดำเนินการนี้อีกครั้ง อะคูสติกจะลดลงอีก 3 dB
ขนาดเดซิเบล
คุณสามารถเห็นข้างต้นได้ว่าการลดกำลังลงครึ่งหนึ่งจะลดแรงกดบนรูท 2 และระดับเสียง 3 dB
ตัวอย่างแรกคือ white noise (เป็นการผสมผสานระหว่างความถี่ที่ได้ยินทั้งหมด) ตัวอย่างที่สองเป็นโทนเดียวกันโดยที่แรงดันไฟฟ้าลดลงด้วยปัจจัยของรากที่สองของ 2 ส่วนกลับมีค่าประมาณ 0.7 ดังนั้น 3 dB จึงสอดคล้องกับการลดแรงดันไฟฟ้าหรือแรงดันสูงสุด 70% เส้นสีเขียวแสดงหัวฉีดเป็นฟังก์ชันของเวลา เส้นสีแดงแสดงถึงการลดลงแบบเลขชี้กำลังอย่างต่อเนื่อง โปรดทราบว่าแรงดันไฟฟ้าลดลง 50% สำหรับทุกตัวอย่างวินาที
ไฟล์เสียงและแอนิเมชั่นแฟลชโดย John Tann และ George Hatsidimitris
เดซิเบลขนาดไหน
Bในชุดต่อไปนี้ ตัวอย่างต่อเนื่องลดลงเพียงจุดเดียว
ถ้าส่วนต่างน้อยกว่าเดซิเบลล่ะ
ระดับเสียงจะไม่ค่อยได้รับในตำแหน่งทศนิยม เหตุผลก็คือความแตกต่างที่น้อยกว่า 1 เดซิเบลนั้นยากต่อการแยกแยะ
และคุณยังสามารถเห็นได้ว่าตัวอย่างสุดท้ายนั้นเงียบกว่าตัวอย่างแรก แต่เป็นการยากที่จะเห็นความแตกต่างระหว่างคู่ที่ต่อเนื่องกัน 10บันทึก 10 (1.07)=0.3 ดังนั้น ในการเพิ่มระดับเสียง 0.3 dB คุณต้องเพิ่มกำลัง 7% หรือแรงดันไฟฟ้า 3.5%
