Decibel je relativní jednotka měření, není podobná jiným známým veličinám, proto nebyla zahrnuta do systému obecně uznávaných jednotek SI. V mnoha výpočtech je však povoleno používat decibely spolu s absolutními jednotkami měření a dokonce je používat jako referenční hodnotu.
Decibely jsou určeny příslušností k fyzikálním veličinám, takže je nelze přiřadit matematickým pojmům. To si lze snadno představit, uděláme-li paralelu s procenty, se kterými mají decibely mnoho společného. Nemají konkrétní rozměry, ale jsou velmi výhodné při porovnávání 2 hodnot stejného jména, i když jsou svou povahou odlišné. Není tedy těžké si představit, co se měří v decibelech.
Historie výskytu
Jak se ukázalo v důsledku dlouhodobých studií, náchylnost není přímo závislá na absolutníúroveň šíření zvuku. Je to míra výkonu aplikovaná na danou jednotku plochy, která se nachází v zóně vlivu zvukových vln, která se dnes měří v decibelech. V důsledku toho byla stanovena kuriózní proporce - čím více prostoru náleží využitelné oblasti lidského ucha, tím lepší je vnímání minimálního výkonu, kde se nachází.
Výzkumnému pracovníkovi Alexandru Grahamu Bellovi se tedy podařilo zjistit, že hranice vnímání lidského ucha je od 10 do 12 wattů na metr čtvereční. Výsledná data pokrývala příliš široký rozsah, který představovalo jen několik hodnot. To způsobilo určité nepohodlí a výzkumník si musel vytvořit vlastní měřící stupnici.
V původní verzi měla bezejmenná škála 14 hodnot - od 0 do 13, kde lidský šepot měl hodnotu "3" a hovorová řeč - "6". Následně byla tato stupnice široce používána a její jednotky se nazývaly bels. Pro získání přesnějších dat na logaritmické stupnici byla původní jednotka zvýšena 10krát - takto vznikly decibely.
Obecné informace
Především je třeba poznamenat, že decibel je jedna desetina Bel, což je dekadický tvar logaritmu, který určuje poměr mezi 2 mocninami. Povaha srovnávaných pravomocí se volí libovolně. Hlavní věc je, že je dodrženo pravidlo, které představuje porovnávané výkony ve stejných jednotkách, například ve wattech. Kvůli této vlastnosti se označení decibelů používají různěoblasti:
- mechanické;
- elektrický;
- acoustic;
- elektromagnetické.
Vzhledem k tomu, že praktická aplikace ukázala, že Bel se ukázal jako poměrně velká jednotka, pro lepší přehlednost bylo navrženo vynásobit její hodnotu deseti. Tak se objevila obecně uznávaná jednotka - decibel, ve kterém se zvuk dnes měří.
Navzdory obrovskému rozsahu, většina lidí ví, že k určení stupně hlasitosti se používají decibely. Tato hodnota charakterizuje intenzitu zvukové vlny na metr čtvereční. Zvýšení hlasitosti o 10 decibelů je tedy srovnatelné se zdvojnásobením hlasitosti zvuku.
V legislativě byl decibel uznán jako návrhová hodnota pro množství hluku v místnosti. Byla to určující charakteristika pro výpočet přípustné hladiny hluku v obytných budovách. Tato hodnota umožňuje měřit přípustnou hladinu hluku v decibelech v bytě a v případě potřeby identifikovat porušení.
Rozsah aplikace
Telekomunikační návrháři dnes používají decibel jako základní jednotku pro porovnávání výkonu zařízení na logaritmickém měřítku. Takové možnosti poskytuje konstrukční prvek této hodnoty, což je logaritmická jednotka různých úrovní používaná pro útlum nebo naopak zesílení výkonu.
Decibel je široce používán v různých oblastech moderní technologie. Co se dnes měří v decibelech? To jsou různé veličiny, které se měníširoký rozsah, který lze použít:
- v systémech souvisejících s přenosem informací;
- rádiové inženýrství;
- optika;
- anténní technologie;
- akustika.
Decibely se tedy používají k měření charakteristik dynamického rozsahu, mohou například měřit hlasitost zvuku určitého hudebního nástroje. Otevírá také možnost výpočtu tlumených vln v okamžiku jejich průchodu absorpčním prostředím. Decibely vám umožňují určit zesílení nebo opravit šumové číslo generované zesilovačem.
Tyto bezrozměrné jednotky je možné použít jak pro fyzikální veličiny související s druhým řádem - energie nebo výkon, tak pro veličiny související s prvním řádem - proud nebo napětí. Decibely otevírají možnost měření vztahu mezi všemi fyzikálními veličinami a kromě toho s jejich pomocí porovnávají absolutní hodnoty.
Hlasitost zvuku
Fyzická složka hlasitosti expozice zvuku je určena úrovní dostupného akustického tlaku působícího na jednotku kontaktní plochy, která se měří v decibelech. Hladina hluku vzniká chaotickou fúzí zvuků. Člověk reaguje na nízké frekvence nebo naopak na vysokofrekvenční zvuky jako na tišší zvuky. A středofrekvenční zvuky budou i přes stejnou intenzitu vnímány jako hlasitější.
Vzhledem k nerovnoměrnému vnímání zvuků různých frekvencí lidským uchem na elektronickýchV základně je vytvořen frekvenční filtr, který je schopen přenášet ekvivalentní stupeň zvuku s měrnou jednotkou vyjádřenou v dBa – kde „a“označuje použití filtru. Tento filtr je na základě výsledků normalizace měření schopen simulovat váženou hodnotu hladiny zvuku.
Schopnost různých lidí vnímat zvuky je v rozsahu hlasitosti od 10 do 15 dB a v některých případech i vyšší. Vnímané limity intenzity zvuku jsou frekvence od 20 do 20 tisíc Hertzů. Nejsnáze vnímatelné zvuky se nacházejí ve frekvenčním rozsahu od 3 do 4 kHz. Tato frekvence se obvykle používá v telefonech a také při vysílání na středních a dlouhých vlnách.
V průběhu let se rozsah vnímaných zvuků zužuje, zejména ve vysokofrekvenčním spektru, kde susceptibilita může klesnout až na 18 kHz. To má za následek obecnou ztrátu sluchu, která postihuje mnoho starších lidí.
Přípustné hladiny hluku v obytných prostorách
Pomocí decibelů bylo možné určit přesnější stupnici hluku pro okolní zvuky. Odráží vlastnosti, které jsou lepší v přesnosti ve srovnání s původní stupnicí vytvořenou v té době Alexandrem Bellem. Pomocí této stupnice zákonodárné orgány stanovily hladinu hluku, jejíž norma platí v obytných prostorách určených k rekreaci občanů.
Hodnota „0“dB tedy znamená úplné ticho, které způsobuje zvonění v uších. Další hodnota 5 dB také určuje součetticho v přítomnosti malého zvukového pozadí, které přehluší vnitřní procesy těla. Při 10 dB jsou rozmazané zvuky rozeznatelné – všechny druhy šustění nebo šustění listů.
Hodnota 15 dB je v rozsahu nejtišších zvuků, jako je tikání hodinek, které jsou jasně slyšitelné. Se silou zvuku 20 dB rozeznáte opatrný šepot lidí na vzdálenost 1 metru. Značka 25 dB vám umožní slyšet jasněji šeptané konverzace a šustění tření měkkých tkání.
30 dB určuje, kolik decibelů je povoleno v bytě v noci, a srovnává se s tichou konverzací nebo tikáním nástěnných hodin. Při 35 dB je zřetelně slyšet tlumená řeč.
Úroveň 40 decibelů určuje sílu zvuku běžné konverzace. To je dostatečná hlasitost, která vám umožní volně komunikovat v místnosti, sledovat televizi nebo poslouchat hudební skladby. Tato značka určuje, kolik decibelů je povoleno v bytě během dne.
Hlučnost povolená za pracovních podmínek
Ve srovnání s povolenou hladinou hluku v decibelech v bytě, při práci a při kancelářských činnostech jsou během pracovní doby povoleny jiné normy hladiny hluku. Existují omezení jiného řádu, jasně upravená pro každý typ povolání. Základním pravidlem v těchto podmínkách je vyhnout se hladinám hluku, které mohou nepříznivě ovlivnit lidské zdraví.
V kancelářích
Hlučnost 45 dB je ve slyšitelném rozsahu a je srovnatelná se zvukem vrtačky neboelektrický motor. Hluk 50 dB je rovněž v mezích vynikající slyšitelnosti a svou silou se rovná zvuku psacího stroje.
Hlučnost 55 decibelů zůstává v rámci výborné slyšitelnosti, lze ji znázornit na příkladu simultánní zvukové konverzace několika lidí najednou. Tento indikátor je považován za horní značku přijatelnou pro kancelářské prostory.
V chovu zvířat a kancelářské práci
Síla hluku 60 dB je považována za vysokou, takovou hladinu hluku lze nalézt v kancelářích, kde současně pracuje mnoho psacích strojů. Indikátor 65 dB je také považován za vysoký a lze jej zaznamenat, když tiskové zařízení běží.
Hlučnost až 70 dB zůstává zvýšená a vyskytuje se na farmách hospodářských zvířat. Hodnota hluku 75 dB je limitní hodnotou pro zvýšenou hladinu hluku, lze ji zaznamenat v drůbežích farmách.
Ve výrobě a dopravě
Se známkou 80 dB přichází úroveň hlasitého zvuku, jehož dlouhodobé vystavení povede k částečné ztrátě sluchu. Proto se při práci v takových podmínkách doporučuje používat ochranu sluchu. Hlučnost 85 dB je rovněž v rámci hlasité hladiny zvuku, kterou lze srovnat s provozem zařízení tkalcovny.
Hlučnost 90 dB je udržována v rámci hlasitého zvuku, taková hladina hluku může být registrována, když se vlak pohybuje. Hlučnost 95 dB dosahuje extrémních mezí hlasitého zvuku, takový hluk může býtopravit v válcovně.
Hlukový limit
Hladina hluku při 100 dB dosahuje limitů nadměrně hlasitého zvuku, dá se přirovnat k hromu. Práce v takových podmínkách je považována za nezdravou a je vykonávána v rámci určité délky služby, po jejímž uplynutí je člověk považován za nezpůsobilého k rizikové práci.
Hodnota hluku 105 dB je také v oblasti nadměrně hlasitého zvuku, hluk takové síly vytváří rozbrušovačka při řezání kovu. Hladina hluku 110 dB zůstává v mezích nadměrně hlasitého zvuku, takový ukazatel je zaznamenán při startu vrtulníku. Hlukové číslo 115 dB je považováno za limit pro limity nadměrně hlasitého zvuku, takový hluk vydává pískovač.
Hlučnost 120 dB je považována za neúnosnou, lze ji přirovnat k práci sbíječky. Hlučnost 125 dB se vyznačuje také neúnosnou hlučností, této známky dosahuje letoun při startu. Maximální hladina hluku v dB je považována za hranici kolem 130, po které nastává práh bolesti, který ne každý vydrží.
Kritická hladina hluku
Síla hluku kolem 135 dB je považována za nepřijatelnou, člověk, který se ocitne v zóně zvuku takové síly, dostane šok. Hladina hluku 140 dB také vede k nárazu granátu, zvuku vzlétajícího proudového letadla. Při hladině hluku 145 dB exploduje tříštivý granát.
Dosahuje 150–155 dB prasknutí kumulativního projektilu na pancíři tanku, zvuk takové síly vede kotřesy mozku a zranění. Za hranicí 160 dB se zvuková bariéra nastaví, zvuk překračující tento limit způsobí prasknutí ušního bubínku, kolaps plic a mnohočetná poranění výbuchem, což způsobí okamžitou smrt.
Vliv neslyšitelných zvuků na tělo
Zvuk, jehož frekvence je nižší než 16 Hz, se nazývá infračervený, a pokud jeho frekvence přesahuje 20 tisíc Hz, pak se takový zvuk nazývá ultrazvuk. Ušní bubínky lidského ucha nejsou schopny vnímat zvuky této frekvence, jsou tedy mimo dosah lidského sluchu. Decibely, jak se dnes zvuk měří, také určují význam neslyšitelných zvuků.
Nízkofrekvenční zvuky v rozsahu od 5 do 10 Hz jsou lidským tělem špatně snášeny. Takový dopad může aktivovat poruchy v práci vnitřních orgánů a ovlivnit mozkovou aktivitu. Intenzita nízkých frekvencí má navíc vliv na kostní tkáň a vyvolává bolesti kloubů u lidí trpících různými nemocemi nebo zraněními.
Každodenními zdroji ultrazvuku jsou různá vozidla, mohou to být také hromy nebo práce elektronických zařízení. Takové účinky se projevují zahříváním tkání a síla jejich vlivu závisí na vzdálenosti od aktivního zdroje a na stupni zvuku.
Existují také určitá omezení pro veřejná pracoviště se zdroji zvuku v neslyšitelném rozsahu. Maximální intenzita infračerveného zvuku musí být do 110dBa a síla ultrazvuku je omezena na 125 dBa. Je přísně zakázáno, a to i na krátkou dobu v oblastech, kde akustický tlak přesahuje 135 dB jakékoli frekvence.
Vliv hluku z kancelářského vybavení a metod ochrany
Hluk vydávaný počítačem a dalšími organizačními zařízeními může být vyšší než 70 dB. V tomto ohledu odborníci nedoporučují instalovat velké množství tohoto zařízení do jedné místnosti, zejména pokud není velká. Hlučné jednotky se doporučuje instalovat mimo místnost, ve které jsou lidé.
Pro snížení hladiny hluku při dokončovacích pracích se používají materiály s vlastnostmi pohlcujícími hluk. Kromě toho můžete použít závěsy vyrobené z husté tkaniny nebo v extrémních případech špunty do uší, které zakryjí ušní bubínky před expozicí.
V současné době při výstavbě moderních budov existuje nový standard, který určuje stupeň zvukové izolace prostor. Stěny a stropy panelových domů jsou testovány na hlukovou odolnost. Pokud je úroveň zvukové izolace pod přijatelnou hranicí, nelze budovu uvést do provozu, dokud nebudou problémy odstraněny.
Navíc dnes nastavují limity na sílu zvuku pro různá signalizační a výstražná zařízení. Například u systémů požární ochrany by měla být intenzita zvuku varovného signálu mezi 75 dBa a 125 dBa.
