Poziom ekspozycji na dźwięk (SEL) to parametr akustyczny służący do pomiaru całkowitej energii zdarzenia dźwiękowego, umożliwiający znormalizowane porównywanie zdarzeń związanych z hałasem i ocenę ich wpływu na środowisko i zdrowie ludzi.
Ekspozycja na dźwięk, zgodnie z normą IEC 61672-1:2013, jest definiowana jako całka z kwadratu ważenia czasowego (stała czasowa) sygnału ciśnienia akustycznego w określonym przedziale czasu lub w zdarzeniu o określonym czasie trwania. Jest ona określana ilościowo jako:
gdzie p(t) jest kwadratem sygnału ciśnienia akustycznego ważonego korekcją A w czasie całkowania T rozpoczynającym się w chwili t1 i kończącym w chwili t2.
Poziom ekspozycji na dźwięk (SEL), oznaczany jako LAE, jest parametrem akustycznym używanym do pomiaru całkowitej energii zdarzenia dźwiękowego, tak jakby miało ono miejsce w ciągu jednej sekundy. Umożliwia to porównanie zdarzeń hałasu o różnej długości w standardowy sposób. Jest on obliczany poprzez całkowanie kwadratu korekcji A ciśnienia akustycznego przez czas trwania zdarzenia, a następnie konwersję do skali logarytmicznej w odniesieniu do ciśnienia odniesienia. W wyniku tego procesu uzyskuje się wartość w decybelach (dB), która odzwierciedla skumulowaną energię dźwięku, ułatwiając porównanie jednego zdarzenia dźwiękowego z innym lub ocenę jego potencjalnego wpływu na przepisy dotyczące hałasu lub normy zdrowotne.
Poziom ekspozycji na dźwięk (SEL) jest logarytmiczną miarą ekspozycji na dźwięk w odniesieniu do wartości odniesienia podniesionej do kwadratu w znormalizowanym przedziale czasu, co umożliwia porównanie różnych zdarzeń lub przedziałów czasu. Jest on wyrażany w decybelach (db) i obliczany za pomocą wzoru:
Poziom ekspozycji na dźwięk (SEL) jest używany głównie do oceny zdarzeń związanych z hałasem, takich jak ruch drogowy, kolejowy i lotniczy, a nie hałasu w miejscu pracy. SEL jest cenny w zastosowaniach związanych z monitoringiem hałasu środowiskowego i zgodnością z przepisami w systemach transportowych w celu pomiaru wpływu zdarzeń związanych z hałasem na społeczności i kierowania procedurami redukcji hałasu.
Na przykład, w monitoringu hałasu na lotniskach, SEL jest wykorzystywany do ilościowego określania wpływu hałasu startów i lądowań samolotów na otaczające obszary. Podobnie, w planowaniu urbanistycznym, pomiary SEL pomagają w ocenie wpływu hałasu drogowego lub kolejowego na mieszkańców oraz w opracowywaniu ekranów akustycznych lub innych strategii łagodzących. Zastosowania te mają zasadnicze znaczenie dla utrzymania jakości środowiska oraz dla zdrowia i dobrego samopoczucia społeczności dotkniętych takimi zdarzeniami związanymi z hałasem.a
SEL upraszcza porównywanie zdarzeń akustycznych, normalizując je do standardowego czasu trwania jednej sekundy, niezależnie od rzeczywistej długości zdarzenia. Normalizacja ta pozwala na bezpośrednie porównanie zawartości energii różnych zdarzeń akustycznych. Korekcja A dostosowuje częstotliwość dźwięku do czułości ludzkiego ucha, dzięki czemu LAE jest dokładniejszym odzwierciedleniem postrzeganego wpływu dźwięku na ludzi. Mierząc w ten sposób całkowitą energię akustyczną, SEL stanowi cenne narzędzie do analizy hałasu, szczególnie w środowiskach, w których występują przerywane i zmienne poziomy hałasu.
Zrozumienie ciśnienia akustycznego, ekspozycji na dźwięk, mocy akustycznej i natężenia dźwięku jest kluczem do zrozumienia różnych aspektów dźwięku i jego wpływu na środowisko i zdrowie.
Ciśnienie akustyczne to efekt fali dźwiękowej, która powoduje fluktuację ciśnienia otoczenia w medium takim jak powietrze. Jest ono wykrywane przez ludzkie ucho i mierzone w paskalach (pa). Ciśnienie akustyczne jest najczęściej mierzone w dziedzinie audio i akustyki w celu oceny głośności otoczenia, od sal koncertowych po przemysłowe miejsca pracy. Jest ono wykorzystywane do zapewnienia, że poziomy dźwięku mieszczą się w komfortowych i zgodnych z prawem granicach, do projektowania izolacji akustycznej w budynkach oraz do opracowywania wysokiej jakości sprzętu audio.
Moc akustyczna jest wielkością specyficzną dla źródła dźwięku, opisującą całkowitą energię dźwięku emitowaną przez źródło w jednostce czasu, niezależnie od jego otoczenia, i jest mierzona w watach (W). Natężenie dźwięku opisuje przepływ energii dźwiękowej przez jednostkę powierzchni w określonym kierunku, zasadniczo szybkość, z jaką energia dźwiękowa jest przesyłana, mierzona w watach na metr kwadratowy (W/m²). Moc akustyczna jest wykorzystywana w produkcji maszyn i produktów konsumenckich do charakteryzowania i porównywania poziomów hałasu różnych urządzeń. Pomaga w projektowaniu cichszych maszyn i w egzekwowaniu przepisów dotyczących hałasu, zapewniając znormalizowany sposób dokumentowania nieodłącznej głośności źródła.
Natężenie dźwięku uwzględnia transfer energii w określonym kierunku i przez określony obszar, dostarczając informacji o tym, jak energia dźwięku rozprzestrzenia się przez medium. Opisuje, ile mocy akustycznej przechodzi przez jednostkę powierzchni (zwykle jeden metr kwadratowy) w określonym kierunku, a zatem jest wielkością wektorową o wielkości i kierunku. Mierzony jest w watach na metr kwadratowy (W/m²). Jest wykorzystywany w akustyce wnętrz architektonicznych do optymalizacji projektów pomieszczeń oraz w przemyśle motoryzacyjnym do identyfikacji i minimalizacji niepożądanego hałasu w kabinach pojazdów.
Dźwięk to fala drgania, która przemieszcza się przez media takie jak powietrze, woda lub ciała stałe i jest odbierana przez układ słuchowy. Jest on generowany przez drgania obiektów i charakteryzuje się takimi właściwościami jak częstotliwość, amplituda i długość fali.
Gdy fale dźwiękowe przemieszczają się, powodują drgania cząsteczek w ośrodku, tworząc obszary o wyższym i niższym ciśnieniu. Częstotliwość tych fal, czyli liczba cykli ciśnienia na sekundę, jest mierzona w hercach (hz), podczas gdy amplituda, czyli wielkość zmian ciśnienia, koreluje z głośnością i jest mierzona w decybelach (db). Właściwości te stanowią podstawę pomiarów akustycznych, w tym poziomów ekspozycji na dźwięk.
Percepcja dźwięku to proces, w którym ludzki układ słuchowy interpretuje i nadaje sens dźwiękowi, i odgrywa kluczową rolę w kontekście poziomów ekspozycji na dźwięk (SEL). Obejmuje odbiór fal dźwiękowych przez ucho i interpretację tych fal przez mózg jako odrębnych wrażeń słuchowych.
SEL jest ważną miarą w zrozumieniu, jak dźwięk jest postrzegany w czasie. Reprezentuje on skumulowaną energię zdarzenia dźwiękowego, biorąc pod uwagę zarówno natężenie, jak i czas trwania ekspozycji. Ponieważ długotrwała ekspozycja na wysokie poziomy dźwięku może mieć wpływ na ludzki słuch, nawet jeśli nie jest on wyjątkowo głośny, SEL zapewnia sposób ilościowego określenia potencjalnego wpływu na zdrowie słuchu. Obejmuje on całą energię dźwięku docierającego do ucha w określonym czasie, oferując bardziej kompleksową miarę oceny potencjalnych uszkodzeń lub zakłóceń spowodowanych ekspozycją na hałas.
Ekspozycja na dźwięk odnosi się do całkowitej energii akustycznej odbieranej przez słuchacza w czasie, podczas gdy ekspozycja na hałas koncentruje się w szczególności na niepożądanych lub potencjalnie szkodliwych poziomach dźwięku, które mogą prowadzić do skutków zdrowotnych, szczególnie w warunkach zawodowych.
Ekspozycja na hałas to szeroki termin, który obejmuje wszystkie rodzaje dźwięków, w tym zarówno hałas, jak i dźwięki pożądane, i może być stosowany w różnych dziedzinach, takich jak akustyka, monitoring środowiskowy i audiologia. Ekspozycja na hałas jest jednak częściej używana w kontekstach, w których dźwięk może mieć negatywne konsekwencje, takich jak ocena ryzyka dla zdrowia słuchu w miejscach pracy. Dokładny pomiar ekspozycji na hałas jest niezbędny do wdrożenia strategii ochronnych i zapewnienia zgodności z przepisami bezpieczeństwa, które mają na celu zapobieganie ubytkowi słuchu hałasopochodnemu i innym kwestiom zdrowotnym związanym z nadmiernym poziomem ekspozycji na dźwięk.
Poziom osobistej ekspozycji na hałas (PSEL) jest kluczowym wskaźnikiem wykorzystywanym do oceny potencjalnego ryzyka uszkodzenia słuchu spowodowanego hałasem w miejscu pracy. Jest to adaptacja równoważnego ciągłego poziomu dźwięku (LAeq) w ciągu standardowego ośmiogodzinnego dnia pracy, zaprojektowana w celu odzwierciedlenia skumulowanej ekspozycji, a nie chwilowych poziomów hałasu. W obliczeniach PSEL, rzeczywisty czas ekspozycji na hałas (T) jest brany pod uwagę wraz z referencyjnym czasem trwania ośmiu godzin (T0 = 28 800 sekund). Składnik logarytmiczny we wzorze uwzględnia różne czasy ekspozycji poprzez skalowanie ciągłego poziomu hałasu do ośmiogodzinnego okresu. Oznacza to, że jeśli dana osoba jest narażona na hałas przez mniej niż osiem godzin, rzeczywisty poziom ekspozycji zostanie zwiększony w obliczeniach PSEL, aby odzwierciedlić to, co byłoby w ciągu ośmiogodzinnego dnia.
8-godzinny poziom ekspozycji na dźwięk, oznaczany jako LEpd, jest parametrem stosowanym w przepisach dotyczących hałasu zawodowego (na przykład w Wielkiej Brytanii) do oceny narażenia pracowników na hałas w ciągu standardowego dnia pracy. LEpd ma na celu zapewnienie, że poziomy hałasu, na które narażeni są pracownicy, nie przekraczają bezpiecznych limitów, zmniejszając ryzyko ubytku słuchu hałasopochodnego.
Poziom ekspozycji LEX,8h odnosi się do równoważnego ciągłego poziomu ciśnienia akustycznego skorygowanego charakterystyką A, mierzonego w ciągu 8-godzinnego dnia pracy. Jest to średnia ważona czasowo (stała czasowa), która określa ilościowo całkowitą ekspozycję na hałas, uwzględniając różne poziomy hałasu w ciągu dnia pracy. Wskaźnik ten ma kluczowe znaczenie dla oceny narażenia zawodowego na hałas i określenia zgodności z przepisami bezpieczeństwa mającymi na celu zapobieganie ubytkom słuchu hałasopochodnym. Obejmuje on cały hałas, na jaki narażony jest pracownik, w tym hałas ciągły, przerywany i impulsowy, zapewniając kompleksową miarę ryzyka związanego z ekspozycją na hałas.
Dawka hałasu w % to dawka hałasu otrzymywana przez pracownika, wyrażona jako procent całej dopuszczalnej dziennej dawki hałasu. Na przykład pełna dopuszczalna dawka równoważna 85 dB(A) w okresie 8 godzin wynosi 100%.
Leq ( równoważny poziom dźwięku) ciągły to parametr akustyczny opisujący średnią energię poziomu ciśnienia akustycznego w określonym czasie pomiaru. Dlatego jest to ciągły i stały poziom hałasu, który ma taką samą energię akustyczną jak zmienny, wahający się poziom hałasu mierzony w tym samym okresie.
LAV, podobnie jak LEQ, jest średnim poziomem ciśnienia akustycznego dla danego czasu pomiaru. W rzeczywistości Leq i Lav są takie same, gdy wartość współczynnika wymiany wynosi 3. Termin Lav jest używany, gdy wartość współczynnika wymiany jest inna niż 3 dB. Różne współczynniki wymiany są używane do oceny wpływu hałasu zgodnie z różnymi przepisami lub w różnych krajach.
Średnia ważona czasowo (stała czasowa) to parametr akustyczny służący do uśredniania zmiennych poziomów ekspozycji w czasie trwania ekspozycji. W kontekście hałasu i biorąc pod uwagę limit ekspozycji 85-dBA i współczynnik wymiany 3-dB, TWA oblicza się za pomocą wzoru:
TWA = 10,0 x Log(D/100) + 85
Podany wzór TWA służy do oceny narażenia zawodowego na hałas, biorąc pod uwagę zmiany poziomów hałasu w czasie i normalizując te zmiany do jednej średniej wartości w celu porównania z limitami narażenia.
Współczynnik wymiany to czynnik, który określa, o ile należy skrócić czas ekspozycji na hałas przy każdym wzroście poziomu hałasu. Na przykład, przy współczynniku wymiany wynoszącym 3 dB, każdy wzrost o 3 dB oznacza, że dopuszczalny czas ekspozycji powinien zostać skrócony o połowę, aby utrzymać ten sam poziom ryzyka lub ekspozycji.
W UE i wielu innych krajach stosujących Leq jako główny wskaźnik, współczynnik wymiany wynosi 3. W niektórych krajach (takich jak Stany Zjednoczone i część Kanady) jest on inny i wynosi 5. Gdy współczynnik wymiany wynosi 5, zamiast Leq używany jest Lav.
Ten 5-dB współczynnik wymiany pozwala na dłuższą ekspozycję na ciągły hałas na wyższych poziomach w porównaniu do zasady 3-dB, zakładając, że pewna regeneracja słuchu następuje podczas przerw w ekspozycji na hałas. Pomimo początkowego zalecania współczynnika wymiany 5 dB w oparciu o ograniczone dane z wczesnych lat 70-tych, NIOSH zmieniła swoje zalecenie na współczynnik wymiany 3 dB po zapoznaniu się z nowszymi dowodami naukowymi. Ewolucja współczynnika wymiany 5-dB rozpoczęła się w 1965 r. od Komitetu ds. Słuchu, Bioakustyki i Biomechaniki (CHABA), którego celem była ocena dopuszczalnej ekspozycji na różne rodzaje hałasu, co doprowadziło do ustanowienia kryteriów opartych na eksperymentach z tymczasowym przesunięciem progu.
Dzienny poziom narażenia na hałas, oznaczany jako LEX,8h, reprezentuje ważenie czasowe (stała czasowa) ekspozycji na hałas w ciągu standardowego ośmiogodzinnego dnia pracy. Pomiar ten obejmuje wszystkie rodzaje hałasu w miejscu pracy, na które narażona jest dana osoba, w tym hałas ciągły, przerywany i impulsowy. Norma odnosi się do podstawowego ciśnienia akustycznego wynoszącego 20 mikropaskali (µPa), które jest ogólnie przyjętym progiem słyszenia.
Tygodniowy poziom narażenia na hałas, przedstawiany również jako LEX,8h, ale często określany dla tygodniowego czasu trwania, jest średnim dziennym poziomem narażenia na hałas w typowym tygodniu pracy składającym się z pięciu ośmiogodzinnych dni. Koncepcja ta rozszerza średnią ważoną czasową (stałą czasową) w celu uwzględnienia skumulowanego narażenia przez cały tydzień.
Obie miary są zgodne z wytycznymi normy ISO 1999:1990, która zapewnia metodologię określania potencjalnego uszkodzenia słuchu spowodowanego hałasem w kontekście hałasu w miejscu pracy. Normy te pomagają w ocenie narażenia zawodowego na hałas i stanowią podstawę dla środków ochronnych zapobiegających utracie słuchu spowodowanej hałasem w miejscu pracy.
Dopuszczalny poziom ekspozycji na hałas w różnych międzynarodowych wytycznych i przepisach jest ogólnie skoncentrowany wokół 85 dB(A) dla 8-godzinnej średniej ważonej czasowo (stała czasowa), ze szczytowym limitem 140 dB(C), aby zapobiec natychmiastowemu uszkodzeniu słuchu. Normy te zostały ustanowione w celu zminimalizowania ryzyka utraty słuchu i urazów słuchowych w trakcie kariery zawodowej pracownika.
W różnych organizacjach, takich jak dyrektywa UE w sprawie hałasu, NIOSH, I-INCE, ACGIH i OSHA, wartości graniczne ekspozycji i wartości działania mają na celu ochronę pracowników przed niekorzystnymi skutkami hałasu. Dyrektywa UE w sprawie hałasu ustanawia najbardziej rygorystyczne maksimum na poziomie 8-godzinnego LEX wynoszącego 87 dB(A), z wartościami działania na poziomie 85 i 80 dB(A) dla dziennej ekspozycji na hałas. NIOSH i ACGIH zalecają limit 85 dB(A) w ciągu 8-godzinnego TWA, wskazując na znaczne ryzyko uszkodzenia słuchu na poziomie lub powyżej tego poziomu przez dłuższy czas. OSHA dopuszcza wyższy próg dla ciągłego narażenia na poziomie 90 dB(A) dla 8-godzinnego TWA, ale wymaga działania przy 85 dB(A). Konsensus w sprawie szczytowego poziomu ciśnienia akustycznego pozostaje spójny na poziomie 140 dB(C) we wszystkich tych wytycznych, aby zapobiec ostrym szkodom spowodowanym nagłymi głośnymi dźwiękami. Pomimo niewielkich różnic, wartości te odzwierciedlają globalne zrozumienie znaczenia zarządzania ekspozycją na hałas w celu ochrony zdrowia słuchu.
Poziomy ustalone przez Dyrektywę UE w sprawie hałasu 2003/10/WE dla dziennej i szczytowej ekspozycji na hałas są określone w następujący sposób:
Narodowy Instytut Bezpieczeństwa i Higieny Pracy (NIOSH) sugeruje limit narażenia zawodowego na hałas. Dopuszczalny poziom hałasu wynosi 85 decybeli(korekcja A) w ciągu 8-godzinnej średniej ważonej czasowo (85 dBA jako 8-godzinna TWA). Narażenia na poziomie lub powyżej tego poziomu są uważane za niebezpieczne.
NIOSH ustaliła, że istnieje około 19% ryzyko uszkodzenia słuchu u pracowników narażonych na hałas 85 dB(A) przez okres 30 lat. Jest to oparte na kompleksowym przeglądzie danych, w tym kryteriów z 1972 r. dotyczących narażenia zawodowego na hałas.
Pracodawcy są zobowiązani do oceny narażenia na hałas, gdy 8-godzinna średnia ważona czasowo (stała czasowa) narażenia pracownika na hałas osiąga lub przekracza 85 dBA, zgodnie z amerykańskim krajowym standardem pomiaru narażenia zawodowego na hałas, ANSI S12.19-1996. Ocena ta musi zostać przeprowadzona bez uwzględnienia wpływu środków ochrony słuchu.
Międzynarodowy Instytut Inżynierii Kontroli Hałasu (I-INCE) zaleca górną granicę narażenia zawodowego na hałas na poziomie 85 dB(A) dla 8-godzinnej zmiany roboczej, aby zminimalizować ryzyko uszkodzenia słuchu. Ponadto zaleca szczytowy poziom ciśnienia akustycznego 140 dB(C), aby zapobiec natychmiastowemu uszkodzeniu słuchu w wyniku nagłych, intensywnych dźwięków.
Amerykańska Konferencja Rządowych Higienistów Przemysłowych (ACGIH) zaleca, aby ekspozycja pracowników na hałas nie przekraczała 85 decybeli, korekcja A (db), w ciągu ośmiogodzinnego dnia pracy, aby zapobiec utracie słuchu. Limit ten opiera się na współczynniku wymiany 3 dB, co oznacza, że na każde 3 dB wzrostu poziomu hałasu, dopuszczalny czas ekspozycji na hałas skraca się o połowę. Wartości OEL koncentrują się na poziomach hałasu w krytycznych częstotliwościach mowy 500, 1000, 2000 i 3000 Hz, mając na celu ograniczenie ubytku słuchu hałasopochodnego do 2 dB(A) w ciągu 40 lat. Do oceny ekspozycji na hałas ACGIH zaleca stosowanie przyrządów zgodnych z normami IEC, ustawionych na korekcję A.
OSHA ustanowiła limity narażenia zawodowego na hałas w celu zminimalizowania ryzyka utraty słuchu i innych niekorzystnych skutków nadmiernego hałasu w miejscu pracy, zgodnie z przepisami OSHA 29 CFR 1910.95. Dopuszczalny limit ekspozycji na hałas OSHA dla ciągłego hałasu w okresie 8 godzin wynosi TWA 90 decybeli w korekcji A (db). Ponadto poziom działania, przy którym pracodawcy muszą wdrożyć program ochrony słuchu, to 8-godzinny TWA wynoszący 85 dBA. Poziomy 115 dBA SPL i 140 dBA są poziomami granicznymi dla krótkotrwałego hałasu impulsowego.
Ocena ekspozycji na hałas to proces pomiaru lub szacowania natężenia i czasu trwania hałasu, na który narażone są osoby, w celu oceny możliwości uszkodzenia słuchu lub innych skutków zdrowotnych. Proces ten często obejmuje użycie mierników poziomu dźwięku, dozymetrów i analizatorów częstotliwości w celu zebrania dokładnych odczytów środowiska hałasu i jest krytycznym krokiem we wdrażaniu skutecznych programów kontroli hałasu i ochrony słuchu.
Ocena zazwyczaj określa ilościowo poziomy hałasu w decybelach (db), z korekcją A (dBA) zastosowaną w celu odbicia odpowiedzi częstotliwościowej (pasmo przenoszenia) ludzkiego ucha. Średnie ważone czasowo (stała czasowa) są obliczane w celu określenia średniego narażenia w ciągu zmiany roboczej, biorąc pod uwagę różne poziomy hałasu i czasy ekspozycji. Zebrane dane umożliwiają pracodawcom i urzędnikom ds. bezpieczeństwa porównanie zmierzonych poziomów hałasu z limitami i wytycznymi regulacyjnymi w celu podjęcia decyzji, czy wymagane są środki ochronne, takie jak stosowanie środków ochrony słuchu, zmiany w praktykach roboczych lub kontrole inżynieryjne. Celem oceny ekspozycji na hałas jest identyfikacja ryzykownych poziomów hałasu, zapobieganie utracie słuchu i zapewnienie bezpiecznego i zdrowego środowiska pracy.
Miernik poziomu dźwięku Leqto rodzaj zintegrowanego przyrządu do pomiaru dźwięku zaprojektowanego do pomiaru średniego poziomu ciśnienia akustycznego w określonym czasie. Mierniki poziomu dźwięku Leq są używane do oceny potencjalnej szkodliwości hałasu dla ludzkiego słuchu, zwłaszcza w ocenach hałasu zawodowego i środowiskowego, wśród innych zastosowań. Profesjonalny miernik poziomu dźwięku Leq posiada takie funkcje jak korekcja częstotliwościowa (np. korekcja A lub korekcja C) i możliwość wyboru interwału integracji Leq (np. 1 minuta lub 1 godzina).
Dozymetr hałasu jest preferowanym urządzeniem do pomiaru ekspozycji pracownika na hałas w sytuacjach, gdy poziomy hałasu nie są stałe, zawierają elementy impulsowe lub gdy pracownik nie jest stacjonarny, ale często porusza się podczas zmiany roboczej. Kontrastuje to z użyciem miernika poziomu dźwięku, który jest łatwiejszy w użyciu w przypadku ciągłych poziomów hałasu, gdy pracownik pozostaje w jednym miejscu.
