1.4. Акустические уровни
Так как, ухо человека воспринимает звуки в очень большом диапазоне интенсивностей от 10-12 до 10 Вт/м2 и реагирует на относительное изменение интенсивности, а не на абсолютное, то пользоваться для оценки интенсивности звука абсолютными значениями интенсивности звука или звукового давления неудобно. Поэтому принято измерять не абсолютные значения интенсивности и звукового давления, а относительные их уровни N (при рассмотрение акустических шумов принято обозначать уровни шума через L) по отношений к пороговым значениям
Iо= 10-12 Вт/м2 и ро = 2·10 -5Па.
Уровень интенсивности звука можно определить в децибелах
Поскольку интенсивность звука пропорциональна квадрату звукового давления, то можно записать, также в дБ
Np = 10lg (p/p0),
где: р - величина звукового давления в точке измерения, Па; р0 = 2·10-5 Па - пороговая величина звукового давления. Наконец, можно оценивать мощность звука в ваттах. Тогда запишем
NP = 10lg (P/P0),
где P- звуковая мощность, Вт ; P0= 10-12 Вт - пороговое значение мощности звука.
Диапазон уровней слышимых звуков составляет примерно 120 дБ. Изменения уровня звукового давления меньше 1 дБ практически на слух не воспринимаются.
Наряду с объективными параметрами - уровнями интенсивности звука в акустике используются субъективные параметры - уровни громкости, являющиеся мерой слухового ощущения
где I1000 - интенсивность тона частоты 1000 Гц, равногромкого данному звуку.
В отличие от уровня интенсивности звука уровни громкости отсчитываются от порога слышимости на данной рассматриваемой частоте, а не от порога слышимости на частоте 1000 Гц. По этой причине числовые значения уровней громкости, как правило, ниже числовых значений уровней интенсивности звука. Чтобы отличить эти два понятия, уровни громкости выражают не в децибелах, в иных величинах - фонах.
В некоторых руководствах для выражения уровня громкости используются обозначения дБА. Этот символ обозначает, что уровни громкости измеряются шумомерами, в которых для имитации частотных свойств слуха используется фильтр типа А, который имитирует свойства слуха при тихих звуках с уровнем громкости L = 40 фон. Его применяют при измерении звуков, в том числе шумов с уровнями громкости от 20 до 55 фон.
Следует указать на некорректность использования фильтра типа А при измерении больших шумов. Фильтр типа В используют при уровнях громкости от 55 до 85 фон. При больших громкостях (L > 85 фон) необходимо применять фильтр типа С с практически горизонтальной амплитудно-частотной характеристикой.
При оценке интенсивности шумов пользуются понятием предельного спектра (ПС). Уровни громкости акустических шумов сравнивают с нормами, выраженными номером предельного спектра. В этом понятии выражена интенсивность звука и спектральное распределение её мощности.
Номер предельного спектра численно равен уровню звукового давления в октавной полосе со среднегеометрической частотой 1000 Гц. Предельные спектры даны в Санитарных нормах.
Общий или корректированный уровень громкости шума измеряется по частотной характеристике шумомера типа А и обозначается LА, дБА.
Для ориентировочной оценки в качестве характеристики постоянного шума на рабочих местах уровень шума выражают в дБА.
Для оценки непостоянного шума используется относительная доза шума (ГОСТ 12.1.003 - 83) или эквивалентный уровень громкости Lаэкв. Величина Lаэкв определяется (рассчитывается) на основании измерения уровней громкости в дБА в течение наиболее шумного получаса.
Эквивалентный уровень громкости рассчитывается по формуле (ГОСТ 20444-75 Потоки транспортные в населенных пунктах. Метод определения шумовой характеристики):
где: Li - средний уровень громкости звука класса i в дБА, измеряемый шумомером; fi - время воздействия шума класса I в процентах от общего времени измерения.
Пример.
Интенсивность звука равна
.
Найти уровень интенсивности:
