Hałas

HAŁAS Hałas jako wytwór cywilizacji technicznej jest wszechobecny – dlatego stanowi powszechne zagrożenie, szczególnie w dużych miastach. Hałas drażni, przeszkadza w pracy i wypoczynku. Czasami przyzwyczajamy się do niego, nie oznacza to jednak, że przestaje mieć zgubny wpływ na nasze zdrowie. Nadmiar dźwięków dochodzących do naszych uszu powoduje rozdrażnienie, zmęczenie, brak koncentracji, może nawet doprowadzić do choroby układu nerwowego lub stopniowej utraty słuchu. Czy można się przed tym obronić? Dźwięki słyszalne w domu mogą mieć swoje źródło zarówno w otoczeniu, jak i wewnątrz niego. Przed uciążliwym hałasem dochodzącym z zewnątrz możemy się bronić budując wokół domu odpowiednie wysokie i masywne ogrodzenie lub sadząc szpaler drzew czy krzewów. Ważne jest także właściwe usytuowanie budynku. Jeśli już znajduje się przy trasie komunikacyjnej, wówczas te pomieszczenia, w których szczególnie zależy nam na ciszy, trzeba zlokalizować na tyłach budynku. Nie bez znaczenia też jest rozplanowanie wnętrza. Pomieszczenia, w których panuje zbliżony poziom hałasu, powinny znajdować się blisko siebie, a te najbardziej „hałaśliwe” – na najniższej kondygnacji. Należy też unikać powierzchni wklęsłych (np. załomów ścian), skupiających energię fal dźwiękowych. Środowisko akustyczne człowieka obejmuje, w zależności od czułości narządu słuchu, zakres częstotliwości od 16Hz do 20000Hz. Pod względem fizycznym dźwięk składa się z drgań występujących w różnych środowiskach (gazowym, ciekłym lub stałym) i może być odbierany jako szum, ton lub dźwięk rozprzestrzeniający się we wszystkich kierunkach (dźwięk bezpośredni). Jeżeli trafi on na przeszkodę, zostaje wielokrotnie odbity (dźwięk refleksyjny). Narządem odbierającym fale dźwiękowe jest zmysł słuchu w uchu (oprócz tego w uchu znajduje się zmysł równowagi). W tym narządzie rozpoczyna się akustyczne przetwarzanie bodźców bądź informacji przeniesione do centralnego układu nerwowego – mózgu. Dolny próg słyszalności narządu słuchu, powyżej którego może być odbierany dźwięk (jako ciśnienie akustyczne i częstotliwość drgań) określa się także jako dolny próg stymulacji ucha. Górny znajduje się w tym punkcie, w którym dźwięku nie można już rozróżniać i odczuwa się go jako ból. Między tymi dwoma progami znajduję się szerokie widmo, w obrębie którego tzw. próg rozróżnienia można rozróżniać głośność i częstotliwość . Maksymalna czułość słuchu występuje między 3000 – 4000Hz (zakres mowy). Hałas jest dźwiękiem, który w określonym miejscu i czasie jest niepożądany lub szkodliwy dla zdrowia człowieka. Wywołuje stres, narastanie zmęczenia, wpływa negatywnie na układ naczyniowy, stanowi zagrożenie dla organu słuchu. Wielkość zmian zachodzących w organizmie człowieka na skutek działania hałasu zależy od: natężenia (poziomu ciśnienia akustycznego), częstotliwości, czasu ekspozycji, charakteru hałasu (ciągły, przerywany, impulsowy, totalny), osobniczej wrażliwości ludzi. W przypadku hałasu rozróżnia się trzy formy oddziaływania: 1. dokuczliwość hałasu 2. zakłócenia wywołane hałasem 3. szkody spowodowane hałasem W przypadku uciążliwości hałasu główną rolę gra przede wszystkim psychiczne nastawienie do tego czynnika. Jest ono zależne od chwilowego usposobienia, rodzaju zajęcia (w razie wykonywania czynności wymagających dużej koncentracji nawet niewielki hałas jest odczuwalny jako uciążliwy) i od przyczyny hałasu (np. hałas obcy – odczuwalny jako bardziej uciążliwy). O zakłóceniach wywołanych hałasem mówi się wtedy, gdy natężenie hałasu nie jest szkodliwe dla człowieka wykonującego pracę, ale wpływa na obniżenie jej jakości i wyników. Do oceny wrażeń słuchowych wprowadzono pojęcie poziomu głośności dźwięku. Przez ten poziom rozumie się wartość liczbową równą poziomowi ciśnienia akustycznego, wytwarzającego w punkcie obserwacji przez falę bieżącą o częstotliwości 1000Hz, która daje taką samą głośność jak dźwięk badany. Za jednostkę poziomu głośności przyjmuje się fon. Określenie hałasu za pomocą poziomu głośności w fonach nie wystarcza do praktycznego pomiaru hałasu według prostej i odtwarzalnej metody pomiarowej uciążliwości lub szkodliwości hałasu. Dlatego w skali międzynarodowej znormalizowaną miarę ludzkiej wrażliwości na hałas. Jest to łatwo mierzalna wielkość, czyli ważony poziom ciśnienia akustycznego w decybelach (A), oznaczonego dB (A). Przy pomiarze osłabia się filtrami elektronicznymi (np. filtry A) niskie i wysokie częstotliwości, żeby wskazywana wartość była w przybliżeniu proporcjonalna do subiektywnie odczuwalnej głośności. Podstawowe pojęcia: Hałas ustalony – hałas, którego poziom dźwięku w określonym miejscu, mierzony przy włączonej charakterystyce dynamicznej miernika poziomu dźwięku, zmienia się podczas obserwacji nie więcej niż o 5 dB. Hałas nieustalony – hałas, którego poziom dźwięku w określonym miejscu, mierzony przy włączonej charakterystyce dynamicznej miernika poziomu dźwięku, zmienia się podczas obserwacji więcej niż o 5 dB. Hałas słyszalny ustalony i nieustalony – zgodnie z PN-N-01307:1994, charakteryzowany jest poziom dźwięku mierzony przy użyciu filtru korekcyjnego o charakterystyce „A” w dB, hałas nieustalony zaś przez równoważny poziom dźwięku mierzony przy użyciu filtra korekcyjnego o charakterystyce „A” w dB. Do pomiarów tych parametrów można użyć mierników poziomu dźwięku klasy 0, 1 lub 2, mierników całkujących lub dozymetrów. Hałas impulsowy – hałas składający się z jednego lub wielu zdarzeń dźwiękowych, każde o czasie trwania mniejszym niż 1s. Charakteryzowany jest: równoważnym poziomem dźwięku A dla powtarzających się serii dźwięków impulsowych o jednakowej amplitudzie. W tym przypadku należy określić sumaryczny czas trwania hałasu impulsowego i zmierzyć poziom dźwięku przy zastosowaniu charakterystyki dynamicznej miernika oznaczonej – wolno. Do tak otrzymanego poziomu dźwięku należy dodać 10 dB i wyznaczyć równoważny poziom dźwięku, następnie skonfrontować z wartością dopuszczalną określoną w PN-N-01307:1994. Liczbą impulsów i szczytowym poziomem ciśnienia akustycznego dla wyraźnych dźwięków impulsowych, osiągających maksymalne wartości rzadziej niż na sekundę. W tym przypadku należy określić liczbę impulsów w danym okresie dnia pracy oraz zmierzyć szczytowy poziom ciśnienia akustycznego przy włączonej charakterystyce miernika „szczyt” (peak). Chłonność akustyczna – przegrody mają zdolność pochłaniania części dźwięków do nich docierających. Im bardziej porowata jest powierzchnia ściany czy stropu, tym więcej dźwięków może pochłonąć, zmniejszając powstały w pomieszczeniu pogłos. W przypadku gdy powierzchnia przeszkody, na którą pada fala dźwiękowa o natężeniu Ic, nie jest idealnie gładka i sprężysta (dot. to ścian spotykanych w budownictwie przemysłowym i mieszkaniowym) i w związku z tym częściowo pochłania energię akustyczną padającej na nią fali, to po odbiciu wartość tego natężenia będzie równa I1, a wartość energii pochłoniętej I2=Ic-I1. Wartości chłonące ściany lub materiału ułożonego na niej określa współczynnik pochłaniania dźwięku a. a= I2/Ic Dla powierzchni doskonale odbijającej I2=0, a więc i a=0, dla powierzchni doskonale chłonącej I0=I2 i a=1. Właściwości dźwiękochłonne materiałów określa się przez podanie charakterystyki współczynnika dźwięku w funkcji częstotliwości, w zakresie 64 – 8000Hz. Izolacyjność akustyczna przegród i pomieszczeń – izolacyjnością akustyczną D przegrody nazywa się różnicę między przeciętnym poziomem ciśnienia akustycznego L1 w dB z jednej strony przegrody a poziomem przeciętnego ciśnienia akustycznego L2w dB po przejściu na drugą jej stronę. D=L1-L2 Przegrody mają zdolność tłumienia części dźwięków do nich docierających, jest to opór, jaki stawia dźwiękom – powietrznym oraz materiałowym – ściana lub strop. Zależy ona głównie od masy i budowy danego elementu. Im cięższa jest przegroda, tym większa jest jej izolacyjność akustyczna. Lepsza pod tym względem będzie ściana z cegły pełnej niż z betonu komórkowego. Projektanci jednak starają się aby cała konstrukcja budynku była jak najlżejsza i dlatego wznosi się lekkie przegrody, których izolacją są elastyczne materiały o strukturze niejednorodnej, porowatej i doskonałych parametrach tłumienia dźwięków (np. wełna mineralna). Oto poniżej przykładowe parametry akustyczne ścianek na szkielecie stalowym: grubość 50 mm, okładzina z jednej warstwy płyt g-k po oby stronach, wypełnienie z płyt wełny mineralnej grubości 5 cm, gęstości 50kg/m3 – 42 dB grubość 100 mm, okładzina z jednej warstw płyt g-k po obu stronach, wypełnienie z płyt wełny mineralnej grubości 10 cm, gęstości 50kg/m3 – 50 dB grubości 100 mm, okładzina z dwóch warstw płyt g-k po obu stronach, wypełnienie z płyt wełny mineralnej grubości 10 cm, gęstości 50kg/m3 – 56 dB W ścianach masywnych przyjmuje się, że im większy jest ciężar 1m2 przegrody, tym lepsza jej izolacyjność akustyczna. W ścianach z płyt gipsowo – kartonowych na izolacyjność akustyczną przegrody ma wpływ sztywność poszycia z płyt (membrany) i rodzaj wypełnienia. Jednak o mierze izolacyjności akustycznej decyduje szczelność połączeń obwodowych ściany (im jest ona większa tym słabsze przekazywanie dźwięków), szczelność przejść instalacyjnych, konstrukcja narożników wewnętrznych – połączeń ścian działowych, gęstość i grubość wypełnienia oraz liczba warstw w poszyciu. Uszczelnienie akustyczne połączeń uzyskuje się poprzez wypełnienie spoin płyt masą szpachlową, lub do uszczelniania i przenoszenia drgań przez elementy konstrukcyjne używane są uszczelniacze akrylowe. Przenikalność akustyczna przegrody – przenikalnością akustyczną przegrody B o polu S (tzn. całkowitą zdolność tej przegrody do zatrzymywania drgań akustycznych przenikających z jednej na drugą stronę) określona jest wzorem: B = -S * γ [m2] W przypadku przegrody złożonej z kilku elementów, każdy o innej izolacyjności akustycznej (typową przegrodą o takiej konstrukcji jest np. ściana z oknem), całkowitą jej izolacyjność można wyrazić wzorem: B=-S1γ1 + S2γ2 + ... + Snγn [m2] Gdzie: 1,2,...,n – współczynniki przenikalności akustycznej poszczególnych elementów danej przegrody S1,S2,...,Sn – pola powierzchni poszczególnych elementów przegrody [m2]. Rozprzestrzenianie się dźwięku: Pomiary rozprzestrzeniania się dźwięku w pomieszczeniu zamkniętym wykonuje się w celu zbadania rozkładu pola akustycznego wewnątrz tego pomieszczenia. W przypadku pojedynczego źródła dźwięku wyznacza się w najbliższym otoczeniu tego źródła siatkę punktów oddalonych od siebie jeden od drugiego o jeden metr. Następnie kolejno wykonuje się pomiary poziomu dźwięku w każdym z tych punktów i na podstawie uzyskanych wyników wykreśla krzywe jednakowego poziomu dźwięku, tzw. krzywe izofoniczne. Siatkę takich krzywych sporządza się dla całego badanego pomieszczenia. POMIARY HAŁASU: Metody pomiarów hałasu dzieli się na: 1) pomiary atestacyjne 2) pomiary hałasu w miejscach przebywania ludzi (ocena narażenia ludzi na stanowiskach pracy). 1. Metody pomiarów atestacyjnych Stosuję się w celu określenia parametrów akustycznych maszyn, rozpatrywanych jako oddzielne źródło hałasu w ustalonych warunkach doświadczalnych i eksploatacyjnych. Parametrami tymi są: poziom mocy akustycznej lub poziom mocy akustycznej w pasmach częstotliwości, poziom dźwięku na stanowisku pracy, poziom ciśnienia akustycznego i poziom dźwięku, mierzone w określonych punktach pomiarowych. Parametry te wylicza się zgodnie z normami: PN-N-01330:1984, PN-N-01331:1984, PN-N-01332:1984, PN-N-01333:1985, PN-N-01334:1985. 2. Metody pomiarów i oceny hałasu w miejscach przebywania ludzi (wartości dopuszczalne hałasu) stosuje się w celu określenia stopnia narażenia ludzi na działanie hałasu na stanowiskach pracy i w określonych miejscach przebywania ludzi względem źródeł hałasu, niezależnie od ich rodzaju i liczby. Wyniki pomiarów hałasu służą przede wszystkim do porównania istniejących warunków akustycznych z warunkami określonymi przez normy i przepisy sanitarne, a także do oceny planowanych i realizowanych przedsięwzięć ograniczających hałas. Metody pomiarów hałasu w środowisku pracy określają następujące normy: PN-N-01307:1994, PN-N-01338:1986, PN-N-01321:1986. Ochrona słuchu pracowników wymaga równoczesnego spełnienia trzech warunków: 1. Poziom ekspozycji na hałas, odniesiony do 8-godzinnego dnia pracy, nie powinien przekraczać 85 dB, a w przypadku hałasu oddziałującego na organizm człowieka w sposób nierównomierny w poszczególnych dniach tygodnia, poziom ekspozycji na hałas odniesiony do tygodnia pracy nie powinien przekraczać 85 dB. 2. Maksymalny poziom dźwięku, mierzony przy włączonej charakterystyce dynamicznej, nie powinien przekraczać 115 dB. 3. Szczytowy poziom dźwięku nie powinien przekraczać 135 dB. OCENA HAŁASU Ocena hałasu dokonywana jest na podstawie pomiaru jego właściwości i porównania z dopuszczalnymi wartościami zawartymi w przepisach i polskich normach. Hałas w środowisku pracy powinien być oceniany pod względem: zagrożenia, jakie stwarza dla organu słuchu pracowników, zapewnienia pracownikom dopuszczalnego minimum warunków akustycznych do wykonania czynności innych niż prosta praca fizyczna, minimalizowania strat wynikłych z obniżenia efektów pracy uzyskiwanych w hałasie.