Hluk je nechtěný zvuk

2

Hluk je zápach pro uši.

Ambrose Bierce

Zvuk = mechanické vlnění

λ … vlnová délka,

v … rychlost postupného vlnění, (v = 340 m/s)

T … perioda

f … frekvence kmitání.

Vlnová délka je vzdálenost dvou nejbližších bodů, které kmitají se stejnou fází.

zvuk se šíří postupným vlněním podélným = částice pružného

f

vvT ==λ

3

zvuk se šíří postupným vlněním podélným = částice pružného prostředí kmitají ve směru, kterým vlnění postupuje. Vzniká v tělesech všech skupenství, tedy i v kapalinách a plynech, která jsou pružná při změně objemu (tzn. při stlačování a rozpínání).

Zvuk = každé mechanické vlnění v látkovém prostředí, které je schopno vyvolat v

lidském uchu sluchový vjem.

Rychlost zvuku závisí na teplotě, při 0°C je rychlost zvuku 331,8 m/s, při 30°C pak 349,6 m/s, převedeme-li tuto změnu rychlosti na změnu výšky tónu -ladění, přeladí se nástroj samovolně téměř o jeden půltón!

⋅+=

24log10

r

QLL Wp

π

Akustický tlak ve vzdálenosti r od zdroje zvuku

(šíření zvuku ve volném prostoru)

Akustický výkon a akustický tlak

4

WL

pL

r

• faktory fyzikální• prašnost, teplota, vlhkost, vytápění, větrání, hluk,

vibrace, pole (el., mag., elmag.), osvětlení, záření (UV, IR, lasery, ioniz.)

• faktory chemické• …

Podmínky pracovního prostředí

5

• …

• faktory biologické• infekční agens přenášená mezi lidmi, antropozoonózy

(infekční onemocnění zejm. zvířat, ale s možným přenosem na člověka), nemoci z prachu rostlin , tropické nemoci

V Evropské unii se obtěžování hlukem a s tím spojené snížení kvality života týká asi 25 % populace (5 až 15 % populace trpí poruchami spánku),

100 milionů obyvatel je zasaženo nadlimitním hlukem (tj. nad 65 dB), pokud jde o škody způsobené hlukem, odhadují se ročně na 13 až 28 miliard EURO.

V ČR se hluk z dopravy ve městech dlouhodobě sleduje zejména v Praze a některých větších městech, odhaduje se např. že v roce 2002 bylo v hlavním městě nadlimitním hlukem zasaženo 7,6 % obyvatel, tedy přes 50 tisíc Pražanů.

Hluk v ŽP člověka

Pražanů.

6

Hluk z dopravy

7

• sluchové účinky• opakované působení hluku → dočasný posun sluchového prahu

→ trvalý posun sluchového prahu (profesionální nedoslýchavost = „porucha sluchu způsobená hlukem“);

• jednorázové krátkodobé působení → akutní akustické trauma

– dg: audiometrie • stanovení ztrát sluchu dle Fowlera v % - nemoc z povolání při

ztrátě 40%

Zdravotní účinky hluku

8

ztrátě 40%

• systémové účinky• vliv na CNS – vegetativní, hormonální, biochemické reakce,

poruchy spánku

• vliv na motoriku – změny zrakového pole, poruchy koordinace pohybu

• funkční poruchy emocionální rovnováhy

• vliv na TF a TK (puls a tlak) – riziko KV chorob

Základním deskriptorem pro popis hluku v pracovním prostředí je hladina akustického tlaku Lp [dB], vztažená k referenčnímu akustickému tlaku 20 μPa, který odpovídá prahu slyšení na kmitočtu 1000 Hz.

Vyjádření úrovně hluku v decibelech

• vystihuje fyziologii slyšení

• umožňuje přehlednější třídění hlukových údajů, neboť dynamický rozsah od prahu slyšení 20 μPa do prahu bolesti 200 Pa, tj. 7 řádů, je pokryt

Co je to hluk

od prahu slyšení 20 μPa do prahu bolesti 200 Pa, tj. 7 řádů, je pokryt rozsahem 140 dB.

Hladina akustického tlaku je energetická veličina a že lineární přírůstky hladin odpovídají kvadratickému nárůstu akustického tlaku.

9

Za hluk označujeme jakýkoliv škodlivý, rušivý nebo pro člověka nepříjemný zvuk.

Infrazvuk do 20 Hz

zvuk od 20 Hz do 20 kHz

nízkofrekvenční od 20 Hz do 40 Hz

vysokofrekvenční od 8 do 16 kHz

Co je to hluk

vysokofrekvenční od 8 do 16 kHz

Utrazvuk nad 20 kHz

Subjektivně rozeznáváme hlasitost, výšku a barvu zvuku.

10

Které veličiny to postihnou?

Jak slyšíme (hlasitost a výška)

Krátké vlny (vysokého kmitočtu čili vysoké tóny) dosáhnou nejvyššího rozkmitu blízko oválného okénka. Čím delší je vlna (čím nižšího kmitočtu nebo čím hlubší je tón), tím blíže k vrcholu hlemýždě je její maximum.

Vedení zvukových vln

Boltec -> zvukovod -> bubínek -> kladívko -> kovadlinka -> třmínek -> oválné okénko - > perylimfahlemýždě -> Cortiho orgán s vláskovými buňkami -> sluchový nerv -> mozek

11

Weber – Fechnerův psychofyzikální zákon

12

Geometrická posloupnost je posloupnost čísel, jejíž poměr mezi dvěma po sobě jdoucích členů je konstantní.

64 Hz 128 Hz 512 Hz256 Hz 1024 Hz 2048 Hz

Oktáva = interval (vzdálenost) 2 tónů, jejichž poměr frekvencí = 2

Oktávová pásma

13

Kore

kce

(dB

)

Zvukové filtry

14

frekvence

Citlivost sluchu není v závislosti na kmitočtu slyšitelného zvuku konstantní. Nejvyšší citlivost je v rozsahu kmitočtů 1 kHz až 4 kHz. Směrem ke krajním slyšitelným kmitočtům vně tohoto rozsahu pak citlivost sluchu výrazně klesá. Proto byly stanoveny kmitočtové váhové funkce označené A a C, které odpovídají kmitočtové závislosti fyziologie slyšení při středních a vysokých úrovních zvuku.

Jednotkou hlasitosti je fón [Ph] - (odpovídá hodnotě intenzity při referenční frekvenci 1 kHz).

Hladina hlasitosti

15

izofony

Číslo třídy hluku N

16

Předpisy z oblasti měření hlukuHluk v pracovním prostředí a vibrace:

• Nařízení vlády č. 148/2006 Sb., o ochraně před nepříznivými účinky hluku a vibrací

• Metodický návod HH ČR pro měření a posuzování hluku v pracovním prostředí a vibrací, věstník MZ ČR 2002, částka 1

• ČSN ISO 1999 - Akustika. Stanovení expozice hluku na pracovišti a posouzení zhoršení sluchu vlivem hluku

• ČSN ISO 9612 - Akustika - Určení expozice hluku na pracovišti - Technická metoda

• ČSN ISO 7196 - Akustika - Frekvenční váhová funkce pro měření infrazvuku

• ČSN EN ISO 5349-1 - Vibrace - Měření a hodnocení expozice vibracím přenášeným • ČSN EN ISO 5349-1 - Vibrace - Měření a hodnocení expozice vibracím přenášeným na ruce - Část 1: Všeobecné požadavky

• ČSN EN ISO 5349-2 - Vibrace - Měření a hodnocení expozice vibracím přenášeným na ruce - Část 2: Praktický návod pro měření na pracovním místě

• ČSN ISO 2631-1 - Vibrace a rázy - Hodnocení expozice člověka celkovým vibracím -Část 1: Všeobecné požadavky

• ČSN ISO 2631-2 - Vibrace a rázy - Hodnocení expozice člověka celkovým vibracím -Část 2: Vibrace v budovách (1 Hz až 80 Hz)

• ČSN EN 14253 - Vibrace - Měření a výpočet expozice celkovým vibracím na pracovním místě s ohledem na zdraví - Praktický návod

17

• Tímto nařízením se stanoví nejvyšší přípustné hodnoty hluku a vibrací

pro pracoviště, pro chráněný venkovní prostor, chráněné vnitřní prostory

staveb a chráněné venkovní prostory staveb

• Toto nařízení se nevztahuje na

a) hluk z běžného užívání bytu,

b) hlasové projevy lidí a zvířat,

c) hudební projevy a hluk z činnosti osob na veřejných prostranstvích,

Hodnocení hluku v ČR

18

c) hudební projevy a hluk z činnosti osob na veřejných prostranstvích,

pokud se nejedná o hluk působený výrobní nebo jinou

podnikatelskou činností osob

• Nechráněné místnosti staveb jsou skladovací a komunikační prostory,

sociální příslušenství (např. záchody, koupelny, komory), šatny, archivy,

haly a vestibuly dopravních staveb

Nařízení vlády č. 148/2006 Sb.

O ochraně před nepříznivými účinky hluku a vibrací

Posuzovaná veličina – hladina akustického tlaku vážená zvukovým filtrem A,

ekvivalentní za určitou dobu T – Lp,A,eq,T nebo maximální Lp,A,max

Hodnocení hluku v ČR

19

Venkovní prostředí Lp,A,eq,T = 50 dB (T… den 8 hodin, noc 1 hodina)

Vnitřní pracovní prostředí Lp,A,eq 8h = 85 dB

Vnitřní prostředí obytných a občanských staveb Lp,A,eq,max = 40 dB

+ korekce podle denní doby a využití prostoru

Doba dozvuku v učebnách i tělocvičnách max. 0,6 s; na chodbách 1,0 s

Při překročení denní expozice 85 dB použití osobních ochranných prostředků

Posuzují se rovněž vibrace (infrazvuk) a ultrazvuk.

Rozlišuje se

Hodnocení hlukové zátěže v ČRHodnocení hluku v ČR

20

Rozlišuje se

� ustálený a proměnný hluk (5 dB)

� impulsní hluk (kratší než 0,2 s a přesahující o 10 dB)

� hluk s výraznými tónovými složkami (v 1/3 oktávy přesahující o 5 dB ostatní

frekvence)

� vysokofrekvenční hluk (nad 8kHz)

� nízkofrekvenční hluk (do 50 Hz)

NAŘÍZENÍ VLÁDY ze dne 26. listopadu 2001, kterým se stanoví technické požadavky na výrobky z hlediska emisí hluku

Vztahuje se na:

• zařízení používaná ve venkovním prostoru (dopravní a montážní stroje)

• Domácí spotřebiče

Hlukové emise spotřebičů

21

• Domácí spotřebiče

pL

Hlukové emise v TZB

22

WL

r

Hlukoměr – jak funguje

23

Hlukoměr – jak funguje

Mikrofon je zařízení pro přeměnu akustického (zvukového) signálu na signál elektrický (1877).Kondenzátorový mikrofon: velmi tenká kovová membrána je napnuta nad pevnou perforovanou elektrodou, čímž tvoří deskový kondenzátor. Vzdálenost elektrod cca 10 mikrometrů. Tlakové změny zvukového pole rozkmitávají membránu mikrofonu, čímž způsobují změnu kapacity kondenzátoru.

24

Co měří hlukoměr

25

Co měří hlukoměr

26

K čemu to je?

Co měří hlukoměr

27

Pro přesné posouzení expozice infrazvuku, nízkofrekvenčnímu hluku, vysokofrekvenčnímu hluku a ultrazvuku je nezbytná kmitočtová analýza akustického signálu v třetinooktávových pásmech.

Co měří hlukoměr

28Hluk ustálený – proměnný, s výraznými tónovými složkami, impulsní ….?

Typy zvukových polí

29

Dvojnásobek vzdálenosti –pokles o 6 dB

Hluková mapa

30

Hluková mapa Brna

31

7 studentů v RJ = pracovní skupinaKaždá pracovní skupina vypracuje 2 úkoly, z nichž

za skupinu odevzdá 1 protokol. Možná kombinace úloh: 1 nebo 2; 3 nebo 4 + 5

1. Hluková mapa místnosti2. Směrovost zdroje hluku2. Směrovost zdroje hluku3. Akustické spektrum zdroje hluku4. Maskování zvuků5. Útlum tlumiče hluku

Zásady měření hlukuZvuk je v čase proměnný. V každém měřeném bodě sledujte ustálenou hodnotu za min. 10 s.Nevytvářet vlastní hluk! (mluvením, posouváním židlí, otvíráním dveří…).Při měření nesmí osoby tvořit clonu mezi zdrojem a hlukoměrem.Při měření zdrojů posoudit a zaznamenat akustické pozadí.

Hluková mapa místnosti1. Zhotovíme půdorysný nákres učebny/místnosti s vyznačením polohy

zdroje hluku2. Hlukoměrem měříme celkovou hladinu LpA v zadané výškové hladině

místnosti 3. Při měření hledejte místa s konstantními hladinami LpA s krokem 2 dB (od

největší do nejmenší). Pro každou hodnotu najděte pro účely zkonstruování mapy min. 10 bodů.

4. Nakreslete hlukovou mapu pomocí izolinií.5. Posuďte dle platných předpisů, jestli místnost po stránce hluku vyhoví

33

5. Posuďte dle platných předpisů, jestli místnost po stránce hluku vyhoví svému účelu, příp. jakou činnost tu lze vykonávat.

6. Zkuste odhadnout, kde ve zvukové mapě probíhá rozhraní mezi polem přímých vln a polem difúzním.

Směrovost zdroje hluku1. Zhotovíme půdorys a řez umístěním zdroje hluku.2. Hluková mapa bude zobrazovat pokles hladiny akustického tlaku v

zadaných osách od zdroje po vzdálenosti 25 cm (každá osa 0 až 1,5 m) ve 3 zadaných frekvencích (nízká, střední, vysoká).

3. Změřené hodnoty vyneste do grafu.4. Zjistěte, kterým směrem se zvuk šíří nejvíce pro jednotlivé frekvence.5. Zkuste odhadnout, v jaké vzdálenosti od zdroje probíhá rozhraní mezi

polem přímých vln a polem difúzním.

Graf pro všechny osy,

34

+x

+y

-x

+z

+z

+x

Graf pro všechny osy, samostatné grafy dle frekvencí

vzdálenost

LpA

Akustické spektrum zdroje hluku

1. Pro zdroj hluku změříme v zadaných osách ve vzdálenosti 0,5 m od obrysu zdroje hladinu LpA v třetinooktávových pásmech a součtovou hladinu.

2. Změřené hodnoty vyneste do grafu v závislosti na frekvenci a také do dia-gramu tříd hluku, NC křivek a hlasitosti (Ph) – nutno odstranit váhový filtr A!

3. Z třetinooktávových pásem vypočtěte součtovou hladinu a porovnejte se změřenou ve všech bodech.

35

+x

+y

-x

+z

Maskování zvuků

1. Cestu od zdroje hluku A ke zdroji B rozdělíme na kroky po 0,5 m (vhodné na zemi vyznačit body).

2. V zadaných 3 frekvencích změříme LpA ve vytyčených bodech při provozu pouze zdroje A, pouze zdroje B a při chodu obou současně.

3. Zjištěné průběhy LpA vyneseme do grafů pro jednotlivé frekvence.4. Určete, ve které frekvenci má místnost nejvyšší pohltivost.5. Určete, zda dochází k maskování zvuků a který zvuk je maskován.6. Určete, který zdroj má vyšší akustický výkon.7. Odhadněte pro jednotlivé případy rozhraní přímého a difúzního pole.

36

7. Odhadněte pro jednotlivé případy rozhraní přímého a difúzního pole.

A

krok 0,5m

A Bvzdálenost

LpA LpA

B

(Vložný) útlum tlumiče hluku

Vložný útlum = snížení akustického výkonu za zkoušeným objektem způsobené vložením zkoušeného objektu do potrubí místo části potrubíPřenosový útlum = rozdíl mezi hladinami akustického výkonu dopadajícího na objekt a prošlého objektem

ČSN ISO 7235

37

ZDROJ ZVUKU PŘECHOD ZKOUŠENÝ TLUMIČ

MODÁLNÍ FILTR PŘÍJEM ZVUKU (BEZDOZVUKOVÁ KOMORA)

1. Změřte hodnotu přenosového útlumu hluku zadaného tlumiče v třetinooktávových pásmech 32 až 16 000 Hz v režimu bez proudění vzduchu (jednotlivé frekvence á 20 s).

Na závěr rozepíšeme úkoly pro jednotlivé skupiny

jako zadání do cvičení

Hotové protokoly = podmínka zápočtu, proto je noste včas a v pořádku.

38