Определение, источники, нормы, СанПиН

Звук, звуковая волна - акустика

Для начала заглянем в словарь и посмотрим там определения этих слов.

Звук — всё что слышит ухо, что доходит до слуха. Или более развёрнуто — то, что слышится, воспринимается слухом: физическое явление, вызываемое колебательными движениями частиц воздуха или другой среды. Звук, в широком смысле - колебательное движение частиц упругой среды, распространяющееся в виде волн в газообразной, жидкой или твёрдой средах.

Шум — это звуки, слившиеся в нестройное (обычно громкое) звучание. Или подробнее — беспорядочные колебания различной физической природы, отличающиеся сложностью временной и спектральной структуры.

Вибрация — механические колебания упругого тела; дрожание. Слово произошло от латинского «Vibratio» — колебание, дрожание.

Изучением звуков занимается наука под названием АКУСТИКА. Акустика является одним из направлений физики (механики), исследующих упругие колебания и волны от самых низких (условно от 0 Гц) до высоких частот.

Человеческое ухо воспринимает определённый диапазон колебаний — как правило, от 16 до 20 000 колебаний в секунду. Одно колебание в секунду называется Герцем и сокращённо обозначается Гц. Колебания большей частоты называют ультразвуком, меньшей — инфразвуком.

Характеристики звука:
длина волны (период, Т) и амплитуда (А)

Поскольку звук это волна, то она характеризуется двумя основными величинами: длина волны (период колебания) и амплитуда. Амплитуда — максимальное значение смещения или изменения переменной величины от среднего значения при колебательном или волновом движении. Обратная периоду величина называется частотой (Гц). Сам же звук также характеризуется скоростью распространения, которая зависит от среды, в которой распространяется упругое колебание. Например:

скорость звука в воздухе = 331 м/с (при температуре 0 °C и давлении 101325 Па);

скорость звука в чистой воде = 1 348 м/с;

скорость звука в солёной воде = 1 532,3 м/с (при температуре 24°C, солёности 35 промилле и нулевой глубине).

Связь слышимости звука с давлением,
частотой и громкостью

Как мы уже говорили, человек может воспринимать в идеале звук частотой от 16 до 20000 Гц. Однако сама частота звука не даёт нам возможности оценить насколько он безопасен для человека. Частота звука говорит о теоретической возможности услышать подобный звук, а вот практически услышим мы его или нет зависит от амплитуды. Логарифм амплитуды измеряется в децибелах (дБ). Децибел — это относительная величина, показывающая насколько увеличилась или уменьшилась громкость звука.

Громкость — это кажущаяся сила звука, которая измеряется в децибелах. Зависимость громкости от уровня звукового давления (и интенсивности звука) является сугубо нелинейной кривой, она имеет логарифмический характер. При увеличении уровня звукового давления на 10 дБ громкость звука возрастёт в 2 раза.

С какими же уровнями громкости мы с Вами сталкиваемся в нашей жизни?

Звук	Громкость, дБ
Тишина (специальная камера)	0
Тихий шёпот, тиканье наручных часов	10
Шелест листьев, тиканье часов, норма для жилых помещений	20
Сельская местность вдали от дорог, библиотека	30
Тихая жилая территория, парк, тихий разговор	40
Разговор средней громкости, тихая улица, тихий офис	50
Нормальный разговор в 1м, норма для офисов	60
Улица с интенсивным движением, телефон	70
Громкий будильник, шум грузового автомобиля или мотоцикла	80
Громкий крик, отбойный молоток, грузовой вагон на расстоянии 7м	90
Поезд метро, фен, кузнечный цех, очень шумный завод	100
Рок-музыка, крики ребёнка, вертолёт, трактор на расстоянии 1м	110
Болевой порог, близкие раскаты грома, вувузела на расстоянии 1м	120
Травма внутреннего уха, максимальная громкось на рок-концерте	140
Контузия, травмы, возможен разрыв барабанной перепонки	150
Шок, травмы, разрыв барабанной перепонки	160
Возможен разрыв лёгких, возможна смерть	200
Макс. давление воздушной ударной волны при взрыве тринитротолуола	249,7
Максимальное давление воздушной ударной волны при ядерном взрыве	282
Давление в ядерном заряде в момент ядерного взрыва	374

Шумы в наших домах (жилых помещениях) могут возникать по разным причинам. В зависимости от источника шума их подразделают на ударный, воздушный, структурный и акустический.

Источники шума на Земле

Виды шумов (звуков):

Ударный шум возникает, когда конструкция помещения принимает удар и рождаемые при этом колебания передаются на стены или перекрытия. Ударный шум возникает при ударах о пол тяжелых предметов, перемещение мебели, звук шагов, удары по стене. По конструкциям звуковые колебания могут распространяться достаточно далеко, т.к. они передаются на все смежные стены, потолки и полы.

Воздушный шум распространяется по воздуху, но стены и перекрытия поглощают воздушные звуковые колебания не достаточно хорошо. Способность поглощать звуки стенами и перекрытиями зависит от того материала из которого они состоят. Чем массивней перегородки, тем большим звукоизоляционным эффектом они обладают. В помещениях воздушным шумом чаще всего являются громкие голоса, громкая музыка, лай собак.

Структурный шум возникает при передаче вибраций трубами, шахтами вентиляции, и другими элементами коммуникаций. Некоторые элементы коммуникаций могут передавать звуки на большие расстояния. Известно, что стук по батареям могут слышать очень многие соседи.

Акустический шум чаще всего возникает в необустроенных помещениях и проявляется в виде эха.

Про воздейтвие звука, шума, вибраций, ультразвука и инфразвука на человека читайте в следующей статье. По этой теме есть очень много интересных данных. Например, о влиянии шума, звука и вибраций написано достаточно много и подобная информация ни от кого не скрывается, так как касается каждого человека, ходящего на работу. Ведь условия работы напрямую связаны с нашим здоровьем и тем, как мы будем выполнять свои обязанности. Информация по ультразвуку в основном публикуется в специализированной литературе - чаще всего медицинской, так как ультразвук определённых частот используется в терапевтических целях. А вот про инфразвук и его влияние на человека не так уж и много данных. Странно, но факт - основные публикации на эту тему датируются семидесятыми годами 20 века! После этого наступило какое-то затишье. А в этой области есть очень много интересных эффектов!

Рекомендуем прочитать - это интересно и познавательно!

В результате взаимодействия ветра с различными сооружениями, если скорости потока очень велики, а поперечные размеры тел в потоке малы, образуются ультразвуковые колебания, а если скорости потока малы и поперечные размеры велики – инфразвуки. Например, при обтекании стволов деревьев, телеграфных столбов, металлических ферм, снастей кораблей, последние будут испускать инфразвуки.

В действующих СанПиН 2.1.2.2801-10 «Изменения и дополнения №1 к СанПиН 2.1.2.2645-10 «Санитарно-эпидемиологические требования к условиям проживания в жилых зданиях и помещениях» приведены следующие нормативы для жилых помещений:

Допустимые уровни шума в жилых помещениях

Наименование помещений, территорий	Время суток	Уровни звукового давления, дБ, в октавных частотах со средне-геометрическими частотами, Гц
		31.5	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
Жилые комнаты квартир	7 - 23 ч.	79	63	52	45	39	35	32	30	28
	23 - 7 ч.	72	55	44	35	29	25	22	20	18
Территории, непосредственно прилегающие к жилым домам	7 - 23 ч.	90	75	66	59	54	50	47	45	44
	23 - 7 ч.	83	67	57	49	44	40	37	35	33

Допустимые уровни инфразвука в жилых помещениях

Назначение помещений	Уровни звукового давления, дБ, в октавных полосах со среднегеометрическими частотами, Гц				Общий уровень звукового давления, дБ Лин
	2	4	8	16
Территория жилой застройки	90	85	80	75	90
Помещения жилых зданий	75	70	65	60	75

Допустимые уровни вибрации в жилых помещениях

Среднегеометрические частоты полос, Гц	Допустимые значения по осям X, Y, Z
	виброускорения		виброскорости
	м/с2*10-3	дБ	м/с*10-4	дБ
2	4	72	3,2	76
4	4,5	73	1,8	71
8	5,6	75	1,1	67
16	11	81	1,1	67
31,5	22	87	1,1	67
63	45	93	1,1	67
Эквивалентные корректированные значения виброскорости или виброускорения и их логарифмические уровни	4	72	1,1	67