Transcript biežāk lietoto terminu skaidrojums un skaņas izplatības teorija

Vides trokšņa novērtējums
(Biežāk lietoto terminu skaidrojums un skaņas izplatības
teorija)
Skaņa
Skaņa ir mehānisks vilnis (svārstības), kas izpaužas kā spiediena
svārstības gāzēs, šķidrās un cietās vidēs
Skaņa pamatā izplatās garenviļņu un šķērsviļņu veidā
Skaņas izplatība iespējama arī kombinēto viļņu veidā
Garenviļņi
Daļiņu svārstības notiek viļņa izplatīšanās virzienā
Pamatā izplatība garenviļņu veidā notiek gāzēs un šķidrās
matērijās
Šķērsviļņi
Daļiņu svārstības notiek perpendikulāri viļņa izplatīšanās
virzienam
Pamatā izplatība šķērsiļņu veidā notiek cietās vielās
Kombinētie viļņi
Daļiņu svārstības notiek gan viļņa izplatīšanās virzienā, gan
perpendikulāri viļņa izplatīšanās virzienam
Piemēram, ūdens viļņošanās
Frekvence un viļņa garums
Visiem viļņu veidiem ir kopīgi raksturojoši lielumi – viļņa garums
un frekvence
Frekvence – svārstību skaits sekundē (Hz)
Viļņa garums (m) ir attālums starp diviem līdzās
esošiem viļņa punktiem, kuriem ir vienāda fāze
Frekvence
Cilvēka uztveres diapazons 20 – 20 000 Hz
Tonāla skaņa - +5 dB (A) korekcija
Impulsīva skaņa - +5 dB (A) korekcija
Avotu skaits un cilvēka uztvere
Avotu
skaits
Kopējais
trokšņa
līmenis
100 dB
Uztveres izmaiņas
1
Katra avota
radītais trokšņa
līmenis
100 dB
2
100 dB
103 dB
4
100 dB
106 dB
Vāji sajūtamas
izmaiņas
Skaidri sajūtamas
izmaiņas
10
100 dB
110 dB
100
100 dB
113 dB
Divkāršs skaļuma
pieaugums
Četrkāršs skaļuma
pieaugums
Avota darbības laiks
Avota
darbības
laiks
Vērtēšanas
periods
Aprēķinātais trokšņa
līmenis
12 h
Avota
radītais
trokšņa
līmenis
100 dB
12 h
100 dB
11 h
100 dB
12 h
99,6 dB
6h
100 dB
12 h
97 dB
3h
100 dB
12 h
94 dB
1h
100 dB
113 dB
89,2 dB
Skaņa un troksnis
Fizikāli nav atšķirības starp skaņu un troksni.
Teorētiski par skaņu (muzikālu skaņu) mēdz uzskatīt apzināti
radītus noteiktas frekvences skaņas viļņus, bet par troksni
haotisku dažādu frekvenču toņu sajaukumu.
Atšķirība starp troksni un skaņu ir katra cilvēka subjektīvs
vērtējums.
Skaņa (patīkama)
Troksnis (nepatīkams)
ugunsdzēsēju mašīnas sirēna;
jūras viļņu šalkoņa
pulksteņa tikšķi
Skaņas jauda un skaņas spiediens?
Skaņas jauda un skaņas spiediens
Skaņas avots rada noteiktas jaudas skaņu, kas rada spiediena
izmaiņas punktā X. Skaņas jauda ir cēlonis, bet skaņas spiediens
ir efekts.
Līdzīgi piemēri.
Elektriskais sildītājs rada siltumu, kā rezultātā telpā paaugstinās
temperatūra. Vai spuldze izstaro noteiktas jaudas gaismu, kā
rezultātā telpā kļūst gaišāks.
Skaņas jauda
Skaņas jaudu izsaka vatos (W)
Situācija, skaņas avots
Raķetes dzinējs
Reaktīvās lidmašīnas dzinējs
Brīdinājuma sirēna
Kravas mašīnas dzinējs
Automāts
Ekskavators
Motorzāģis
Skaļa runāšana
Parasta runāšana
Ledusskapis
Skaņas jauda (W)
1,000,000 W
10,000 W
1,000 W
100 W
10 W
0.3 W
0.1 W
0.001 W
10−5 W
10−7 W
Skaņas jauda
Cilvēka aus subjektīvā uztvere ir tuvu matemātikā pielietotai
logaritmiskais skalai, tādēļ ir parocīgi lietot skaņas jaudas un
spiediena raksturošanai relatīvo līmeņu skalu decibelos (dB).
Lw = 10 log (N / No)
kur:
Lw = Skaņas jauda (dB)
N = Skaņas jauda(W)
No = 10-12 - References skaņas jauda(W) (atbilst 0 dB).
Skaņas jauda
Situācija, skaņas avots
Raķetes dzinējs
Reaktīvās lidmašīnas
dzinējs
Brīdinājuma sirēna
Kravas mašīnas dzinējs
Automāts
Ekskavators
Motorzāģis
Skaļa runāšana
Parasta runāšana
Ledusskapis
Skaņas jauda
(W)
1,000,000 W
Skaņas jauda (dB)
180 dB
10,000 W
160 dB
1,000 W
100 W
10 W
0.3 W
0.1 W
0.001 W
10−5 W
10−7 W
150 dB
140 dB
130 dB
115 dB
110 dB
90 dB
70 dB
50 dB
Skaņas spiediens
Skaņas spiediens ir atmosfēras spiediena novirze no normas, ko
izraisa skaņas vilnis.
Skaņas spiedienu izsaka paskālos Pa
Kā jau minēts iepriekš, arī skaņas spiediena
raksturošanai i izmanto decibelu skalu
Zemākās uztveramās spiediena svārstības ir
20 mPa, kas relatīvajā skalā tiek izteikti kā 0 dB
Normāls atmosfēras spiediens ir 101 325 Pa
Sfērisku un cilindrisku skaņas viļņu izplatīšanās
Skaņas vilnis izplatās visos virzienos;
Iespējama gan sfēriska gan cilindriska skaņas viļņu izplatīšanās.
Skaņas izplatīšanos un skaņas spiediena līmeni
ietekmējošie faktori (ISO 9613)
Lp = LW + DI – AE + R (dB)
Lp – skaņas spiediena līmenis
LW – skaņas jauda
DI – avota vērsums
AE – slāpēšana
R - Atstarošanās
Skaņas vērsums DI
Vērsuma 1
faktors
(Q)
2
4
8
3
6
9
Attēls
DI (dB)
0
DI = 10 log Q
Slāpēšana AE=Aabs+....
Aabs=Aatm= atmosfēras absorbcija
Augstas frekvences skaņa tiek absorbēta labāk nekā zemas
frekvences skaņa. Absorbciju ietekmē atmosfēras
temperatūra un mitrums
Nokrišņiem ir salīdzinoši maza ietekme uz absorbcijas līmenis
Slāpēšana AE=Aabs+Abar+....
Abar=barjeru izraisītā slāpēšana
Ja starp skaņas avotu un uztvērēju būs novietota barjera tad
daļa skaņas:
1. tiks atstarota (reflekcija);
2. šķērsos barjeru (transmisija)
3. aplieks barjeru (difrakcija)
Slāpēšana AE=Aabs+Abar+Avirsma+....
Avirsma = virsmas izraisītā slāpēšana
Skaņu absorbē, reflektē ne tikai vertikālas barjeras, bet arī
zemes virsma. Absorbcijas, reflekcijas līmeņa raksturošanai
izmanto tā saucamo G koeficientu – 0 absolūti reflektējoša
virsma, 1 absolūti absorbējoša virsma.
Slāpēšana AE=Aabs+Abar+Avirsma+Amet
Amet = meteoroloģisko apstākļu ietekme
Ietekmē zemāko atmosfēras slāņu stabilitāte
Slāpēšana AE=Aabs+Abar+Avirsma+Amet
Amet = meteoroloģisko apstākļu ietekme
Refrakcija temperatūras ietekmē
Atstarošānās
Atstarota skaņa darbojas līdzīgi kā jauns skaņas avots, kura
radītais trokšņa līmenis ir atkarīgs no:
• attāluma starp uztvērēju un atstarojošo virsmu ;
• atstarojošās virsmas absorbcijas spējas.
Paldies par uzmanību!