Decibels ir relatīva mērvienība, tā nav līdzīga citiem zināmiem lielumiem, tāpēc netika iekļauta vispārpieņemto SI vienību sistēmā. Tomēr daudzos aprēķinos ir atļauts lietot decibelus kopā ar absolūtajām mērvienībām un pat izmantot tās kā atsauces vērtību.
Decibelus nosaka pēc piederības fizikāliem lielumiem, tāpēc tos nevar attiecināt uz matemātiskiem jēdzieniem. To ir viegli iedomāties, ja velkam paralēles ar procentiem, ar kuriem decibeliem ir daudz kopīga. Tiem nav īpašu izmēru, taču tie ir ļoti ērti, salīdzinot 2 viena nosaukuma vērtības, pat ja tās pēc būtības atšķiras. Tādējādi nav grūti iedomāties, ko mēra decibelos.
Notikumu vēsture
Kā izrādījās ilgstošu pētījumu rezultātā, uzņēmība nav tieši atkarīga no absolūtāskaņas izplatīšanās līmenis. Tas ir jaudas mērs, kas tiek piemērots noteiktai laukuma vienībai, kas atrodas skaņas viļņu ietekmes zonā, ko šodien mēra decibelos. Rezultātā tika izveidota dīvaina proporcija - jo vairāk vietas pieder cilvēka auss izmantojamajai platībai, jo labāk uztver minimālo jaudu.
Tādējādi pētniekam Aleksandram Grehemam Belam izdevās konstatēt, ka cilvēka auss uztveres robeža ir no 10 līdz 12 vatiem uz kvadrātmetru. Iegūtie dati aptvēra pārāk plašu diapazonu, ko attēloja tikai dažas vērtības. Tas radīja zināmas neērtības, un pētniekam bija jāizveido sava mērījumu skala.
Sākotnējā versijā bezvārda skalai bija 14 vērtības - no 0 līdz 13, kur cilvēka čukstam bija vērtība "3", bet sarunvalodas runai - "6". Pēc tam šī skala tika plaši izmantota, un tās vienības sauca par bels. Lai iegūtu precīzākus datus logaritmiskā skalā, sākotnējā mērvienība tika palielināta par 10 reizēm – tā veidojās decibeli.
Vispārīga informācija
Pirmkārt, jāatzīmē, ka decibels ir viena desmitā daļa no Bel, kas ir decimālā forma logaritmam, kas nosaka attiecību starp 2 pakāpēm. Salīdzināmo pilnvaru raksturs tiek izvēlēts patvaļīgi. Galvenais, lai tiktu ievērots noteikums, kas salīdzināmās jaudas attēlo vienādās vienībās, piemēram, vatos. Šīs funkcijas dēļ decibelu apzīmējumi tiek izmantoti dažādos veidosapgabali:
- mehāniska;
- elektrisks;
- akustiskā;
- elektromagnētisks.
Tā kā praktiskā pielietošana parādīja, ka Bel izrādījās diezgan liela vienība, labākas skaidrības labad tika ierosināts tās vērtību reizināt ar desmit. Tādējādi parādījās vispārpieņemta mērvienība - decibels, kurā šodien mēra skaņu.
Neskatoties uz plašo darbības jomu, lielākā daļa cilvēku zina, ka skaļuma pakāpes noteikšanai tiek izmantoti decibeli. Šī vērtība raksturo skaņas viļņa intensitāti uz kvadrātmetru. Tādējādi skaļuma palielināšana par 10 decibeliem ir salīdzināma ar skaņas skaļuma dubultošanu.
Tiesību aktos decibels ir atzīts par telpā esošā trokšņa daudzuma projektēšanas vērtību. Tas bija noteicošais raksturlielums pieļaujamā trokšņa līmeņa aprēķināšanai dzīvojamās ēkās. Šī vērtība ļauj izmērīt pieļaujamo trokšņa līmeni dzīvoklī decibelos un nepieciešamības gadījumā noteikt pārkāpumus.
Lietošanas joma
Šodien telekomunikāciju dizaineri izmanto decibelu kā bāzes vienību, lai salīdzinātu ierīces veiktspēju logaritmiskā skalā. Šādas iespējas nodrošina šīs vērtības dizaina iezīme, kas ir dažādu līmeņu logaritmiskā vienība, ko izmanto vājināšanai vai, gluži pretēji, jaudas pastiprināšanai.
Decibel tiek plaši izmantots dažādās mūsdienu tehnoloģiju jomās. Ko šodien mēra decibelos? Tie ir dažādi daudzumi, kas maināsplašs klāsts, ko var izmantot:
- sistēmās, kas saistītas ar informācijas pārraidi;
- radiotehnika;
- optika;
- antenas tehnoloģija;
- akustika.
Tādējādi decibeli tiek izmantoti dinamiskā diapazona raksturlielumu mērīšanai, piemēram, ar tiem var izmērīt noteikta mūzikas instrumenta skaņas skaļumu. Tas arī paver iespēju aprēķināt slāpētos viļņus brīdī, kad tie iziet cauri absorbējošai videi. Decibeli ļauj noteikt pastiprinājumu vai fiksēt pastiprinātāja radīto trokšņu skaitli.
Šīs bezizmēra mērvienības ir iespējams izmantot gan fiziskiem lielumiem, kas saistīti ar otro kārtu - enerģiju vai jaudu, gan lielumiem, kas saistīti ar pirmo kārtu - strāvu vai spriegumu. Decibeli paver iespēju izmērīt attiecības starp visiem fiziskajiem lielumiem, turklāt ar to palīdzību tie salīdzina absolūtās vērtības.
Skaņas skaļums
Skaņas ekspozīcijas skaļuma fizisko komponentu nosaka pieejamā skaņas spiediena līmenis, kas iedarbojas uz kontakta laukuma vienību, ko mēra decibelos. Trokšņa līmenis veidojas no haotiskas skaņu saplūšanas. Cilvēks reaģē uz zemām frekvencēm vai, gluži otrādi, uz augstfrekvences skaņām kā uz klusākām skaņām. Un vidējas frekvences skaņas tiks uztvertas kā skaļākas, neskatoties uz to pašu intensitāti.
Ņemot vērā to, ka cilvēka auss nevienmērīgi uztver dažādu frekvenču skaņas, elektroniskajāPamatā ir izveidots frekvenču filtrs, kas spēj pārraidīt līdzvērtīgu skaņas pakāpi ar mērvienību, kas izteikta dBa – kur “a” apzīmē filtra pielietojumu. Šis filtrs, pamatojoties uz mērījumu normalizēšanas rezultātiem, spēj simulēt skaņas līmeņa svērto vērtību.
Dažādu cilvēku spēja uztvert skaņas ir skaļuma diapazonā no 10 līdz 15 dB un dažos gadījumos pat augstāka. Uztveramās skaņas intensitātes robežas ir frekvences no 20 līdz 20 tūkstošiem hercu. Visvieglāk uztveramās skaņas atrodas frekvenču diapazonā no 3 līdz 4 kHz. Šo frekvenci parasti izmanto tālruņos, kā arī apraidei vidējos un garos viļņos.
Gadu gaitā uztverto skaņu diapazons sašaurinās, īpaši augstfrekvenču spektrā, kur jutība var samazināties līdz 18 kHz. Tā rezultātā rodas vispārējs dzirdes zudums, kas skar daudzus gados vecākus cilvēkus.
Pieļaujamie trokšņa līmeņi dzīvojamās telpās
Izmantojot decibelus, kļuva iespējams noteikt precīzāku trokšņu skalu apkārtējām skaņām. Tas atspoguļo īpašības, kas ir augstākas precizitātes ziņā, salīdzinot ar sākotnējo skalu, ko tajā laikā izveidoja Aleksandrs Bells. Izmantojot šo skalu, likumdošanas institūcijas noteica trokšņa līmeni, kura norma ir spēkā iedzīvotāju atpūtai paredzētās dzīvojamās telpās.
Tādējādi vērtība "0" dB nozīmē pilnīgu klusumu, kas izraisa troksni ausīs. Nākamā vērtība 5 dB arī nosaka kopējoklusums neliela skaņas fona klātbūtnē, kas apslāpē ķermeņa iekšējos procesus. Pie 10 dB kļūst atšķiramas neskaidras skaņas - visu veidu čaukstošas vai čaukstošas lapas.
Vērtība 15 dB ir klusāko skaņu diapazonā, piemēram, pulksteņa tikšķēšana, kas ir skaidri dzirdama. Ar skaņas stiprumu 20 dB jūs varat atpazīt cilvēku rūpīgus čukstus 1 metra attālumā. 25 dB atzīme ļauj skaidrāk dzirdēt čukstus un mīksto audu berzes šalkoņu.
30 dB nosaka, cik decibeli ir atļauti dzīvoklī naktī, un to salīdzina ar klusu sarunu vai sienas pulksteņa tikšķēšanu. Pie 35 dB var skaidri dzirdēt apslāpētu runu.
40 decibelu līmenis nosaka parastās sarunas skaņas stiprumu. Tas ir pietiekams skaļums, kas ļauj brīvi sazināties telpā, skatīties TV vai klausīties mūzikas ierakstus. Šī atzīme nosaka, cik decibeli ir atļauti dzīvoklī dienas laikā.
Trokšņa līmenis atļauts darba apstākļos
Salīdzinot ar pieļaujamo trokšņa līmeni decibelos dzīvoklī, darbā un biroja aktivitātēs, darba laikā ir pieļaujami citi skaņas līmeņa standarti. Ir dažādas kārtības ierobežojumi, kas ir skaidri reglamentēti katram nodarbošanās veidam. Pamatnoteikums šajos apstākļos ir izvairīties no trokšņa līmeņa, kas var negatīvi ietekmēt cilvēka veselību.
Birojos
45 dB trokšņa līmenis ir dzirdamā diapazonā un ir salīdzināms ar urbja vai urbja radīto skaņu.elektriskais motors. 50 dB troksnis ir arī izcilas dzirdamības robežās un ir līdzvērtīgs rakstāmmašīnas skaņai.
Trokšņu līmenis 55 decibeli saglabājas izcilas dzirdamības robežās, to var attēlot ar piemēru, kad vienlaikus skan vairāku cilvēku saruna. Šis rādītājs tiek uzskatīts par biroja telpām pieņemamo augšējo atzīmi.
Lopkopībā un biroja darbā
Trokšņu stiprums 60 dB tiek uzskatīts par augstu, šādu trokšņa līmeni var atrast birojos, kur vienlaikus strādā daudzas rakstāmmašīnas. Indikators 65 dB arī tiek uzskatīts par augstu, un to var reģistrēt, kad darbojas drukas iekārta.
Trokšņu līmenis, kas sasniedz pat 70 dB, joprojām ir paaugstināts un ir sastopams lopkopības fermās. Trokšņa vērtība 75 dB ir paaugstināta trokšņa līmeņa robežvērtība, to var atzīmēt putnu fermās.
Ražošanā un transportā
Ar atzīmi 80 dB tiek nodrošināts skaļas skaņas līmenis, kuras ilgstoša iedarbība izraisīs daļēju dzirdes zudumu. Tāpēc, strādājot šādos apstākļos, ieteicams lietot ausu aizsargus. Arī trokšņu līmenis 85 dB ir skaļās skaņas līmeņa robežās, ko var salīdzināt ar aušanas fabrikas iekārtu darbību.
Skaļas skaņas robežās tiek saglabāts trokšņa rādītājs 90 dB, šādu trokšņa līmeni var reģistrēt, vilcienam kustoties. Trokšņa līmenis 95 dB sasniedz skaļas skaņas galējās robežas, tāds troksnis var būtlabot ritošā veikalā.
Trokšņa ierobežojums
Trokšņu līmenis pie 100 dB sasniedz pārāk skaļas skaņas robežas, to var salīdzināt ar pērkonu. Darbs šādos apstākļos tiek uzskatīts par veselībai kaitīgu un tiek veikts noteikta darba stāža ietvaros, pēc kura cilvēks tiek uzskatīts par nederīgu bīstamam darbam.
Trokšņa vērtība 105 dB ir arī pārmērīgi skaļas skaņas diapazonā, tāda spēka troksni rada elektriskais griezējs, griežot metālu. 110 dB trokšņu līmenis paliek pārlieku skaļas skaņas robežās, šāds rādītājs tiek fiksēts helikopteram paceļoties. Par pārāk skaļas skaņas robežvērtību tiek uzskatīts trokšņa rādītājs 115 dB, šādu troksni izstaro smilšu strūkla.
Trokšņu līmenis 120 dB tiek uzskatīts par nepanesamu, to var salīdzināt ar domkrata darbu. 125 dB trokšņa līmeni raksturo arī nepanesams trokšņu līmenis, šo atzīmi lidmašīna sasniedz startā. Maksimālais trokšņa līmenis dB tiek uzskatīts par robežu ap 130, pēc kura iestājas sāpju slieksnis, ko ne visi var izturēt.
Kritisks trokšņa līmenis
Trokšņa stiprums ap 135 dB tiek uzskatīts par nepieņemamu, cilvēks, kurš atrodas šāda stipruma skaņas zonā, saņem čaulas triecienu. 140 dB trokšņa līmenis izraisa arī čaulas triecienu, reaktīvo lidmašīnu pacelšanās skaņu. Pie 145 dB trokšņa līmeņa eksplodē šķembu granāta.
Sasniedz 150–155 dB kumulatīvā lādiņa pārrāvumu uz tanka bruņām, šāda spēka skaņa noved piesmadzeņu satricinājumi un ievainojumi. Pārsniedzot 160 dB atzīmi, iedarbojas skaņas barjera, skaņa, kas pārsniedz šo robežu, izraisa bungādiņas plīsumu, plaušu kolapsu un vairākus trieciena ievainojumus, izraisot tūlītēju nāvi.
Nedzirdamu skaņu ietekme uz ķermeni
Skaņu, kuras frekvence ir zem 16 Hz, sauc par infrasarkano staru, un, ja tās frekvence pārsniedz 20 tūkstošus Hz, tad šādu skaņu sauc par ultraskaņu. Cilvēka auss bungādiņas nespēj uztvert šādas frekvences skaņas, tāpēc atrodas ārpus cilvēka dzirdes diapazona. Decibeli, ar ko mūsdienās mēra skaņu, nosaka arī nedzirdamo skaņu nozīmi.
Cilvēka ķermenis slikti panes zemas frekvences skaņas diapazonā no 5 līdz 10 Hz. Šāda ietekme var aktivizēt iekšējo orgānu darbības traucējumus un ietekmēt smadzeņu darbību. Turklāt zemo frekvenču intensitāte ietekmē kaulu audus, izraisot locītavu sāpes cilvēkiem, kuri cieš no dažādām slimībām vai traumām.
Ikdienas ultraskaņas avoti ir dažādi transportlīdzekļi, tie var būt arī pērkons vai elektronisko iekārtu darbs. Šādi efekti izpaužas audu sasilšanā, un to ietekmes stiprums ir atkarīgs no attāluma līdz aktīvajam avotam un skaņas pakāpes.
Pastāv arī noteikti ierobežojumi publiskām darba vietām, kuru skaņas avoti atrodas nedzirdamā diapazonā. Maksimālajai infrasarkanās skaņas intensitātei jābūt 110 robežāsdBa, un ultraskaņas stiprums ir ierobežots līdz 125 dBa. Tas ir stingri aizliegts pat īsu laiku vietās, kur skaņas spiediens pārsniedz 135 dB jebkurā frekvencē.
Biroja tehnikas un aizsardzības metožu radītā trokšņa ietekme
Datora un cita organizatoriskā aprīkojuma radītais troksnis var būt lielāks par 70 dB. Šajā sakarā eksperti neiesaka vienā telpā uzstādīt lielu skaitu šo iekārtu, it īpaši, ja tas nav liels. Trokšņainas iekārtas ieteicams uzstādīt ārpus telpas, kurā atrodas cilvēki.
Lai samazinātu trokšņa līmeni apdares darbos, tiek izmantoti materiāli ar troksni absorbējošām īpašībām. Turklāt varat izmantot aizkarus no blīva auduma vai, ārkārtējos gadījumos, ausu aizbāžņus, kas aizsedz bungādiņas no iedarbības.
Šodien moderno ēku būvniecībā ir jauns standarts, kas nosaka telpu skaņas izolācijas pakāpi. Daudzdzīvokļu māju sienām un griestiem tiek veikta trokšņu izturības pārbaude. Ja skaņas izolācijas līmenis ir zem pieļaujamās robežas, ēku nevar nodot ekspluatācijā, kamēr problēmas nav novērstas.
Turklāt šodien viņi nosaka skaņas stipruma ierobežojumus dažādām signalizācijas un brīdinājuma ierīcēm. Piemēram, ugunsdrošības sistēmām brīdinājuma signāla skaņas stiprumam jābūt no 75 dBa līdz 125 dBa.
