1 BUKA Rijeka

1. B U K A

Veleučilište u Rijeci

FIZIKALNE ŠTETNOSTI – 1 : BUKA

LITERATURA

 1- Sever, S.: Fizikalne štetnosti, skripta VŠSR, IPROZ, Zagreb, 2007.

 2- Radanović, B.: Fizikalne štetnosti – Buka, skripta VŠSR, IPROZ Zagreb, 1999.  3- Inggemansson, S., Elvhammar, H.: Zaštita od buke: načela i primjena, ZIRS,

Zagreb, 1995.

 4- South, T.: Managing Noise and Vibration at Work, A practical guide to

assessment, measurement and control, Elsevier-Butterworth-Heinemann, Oxford etc. 2004.

 5- Čudina, M.:Tehnična akustika – Merjenje, vrednotenje in zmanjševanje hrupa in

vibracij, Fakulteta za strojništvo, Ljubljana, 2001.

 6- Gspan, P.: Varstvo okolja I – 2.del, skripta FKKT, Ljubljana 1997. – dio Hrup  7- Šarić, M., Žuškin, E.: Medicina rada i okoliša, Medicinska naklada, Zagreb,

2002. – poglavlje Buka i akustična trauma

 8- Kroemer, K.H.E., Grandjean, E.: Prilagođavanje rada čovjeku – Ergonomski

priručnik, Naklada Slap, Sveučilište u Splitu, 2000. poglavlje Buka i vibracije

 9- Bošnjaković, R.: Redukcija buke, Delo, Ljubljana ≈ 1985.

 11- Parkin, P.H., Humphreys, H.R.: Akustika, buka i zgrade, Građevinska knjiga,

Beograd, 1969.

 12- +++: Tehnička enciklopedija, Leksikografski zavod „Miroslav Krleža“, Zagreb  13- Zakon o zaštiti od buke, (NN 30/09)

 14- Pravilnik o zaštiti radnika od izloženosti buci na radu, (NN 46/08)

 15- Pravilnik o najvišim dopuštenim razinama buke u sredini u kojoj ljudi rade i

borave, (NN145/04)

 16- Pravilnik o uvjetima koje moraju ispunjavati organizacije za mjerenje i

predviđanje buke u sredini u kojoj ljudi rade i borave, (NN 37/90, 15/91)

 17- Pravilnik o djelatnostima za koje je potrebno utvrditi provedbu mjera zaštite od

buke, (NN 91/07)

 18- Pravilnik o stručnom ispitu iz područja zaštite od buke, (NN91/07)

 19- Pravilnik o uvjetima glede prostora, opreme i zaposlenika pravnih osoba koje

Veleučilište u Rijeci

S A D R Ž A J :

1.4 Eksponencijalna i logaritamska krivulja

 2. ZVUK

2.1 Što je zvuk 2.2 Osobine zvuka

2.3 Valna svojstva zvuka

2.4 Osnovni pojmovi: tlak, snaga, intenzitet, razine, percepcija 2.5 Zbrajanje zvučnih razina

 3. PERCEPCIJA BUKE

3.1 Uho i slušanje

3.2 Djelovanje buke na ljude

 4. MJERENJE I OCJENJIVANJE BUKE

4.1 Osnovne karakteristike buke 4.2 Mjerenje buke

4.3 Ocjenjivanje buke

4.4 Najviše dopuštene razine buke 4.5 Direktiva 2003/10/EC

 5. ZAŠTITA OD BUKE

Veleučilište u Rijeci



1.1 Što je buka ?

 Buka je svaki neželjeni zvuk (subjektivan pristup)

 Buka je zbir zvukova koje čovjek subjektivno doživljava kao neugodan

i neprijatan za sustav osjeta zvuka

 Buka na radnom mjestu ili u okolišu je zvuk koji kombinacijom svojeg

intenziteta, trajanja, frekvencije i dr. prelazi propisima ili preporukama dopuštene granice

 Na simpoziju o buci (Bled, 10/2005) izneseno je :

1. Najveći broj profesionalnih oboljenja su posljedica buke 2. 50% građana EU izloženo je štetnoj buci

3. 20% građana EU izloženo je buci > 85 dBA (gornja upozoravajuća granica).

4. 10% građana EU je nagluho

5. 10% mladih iznad 20 godina ima oštećen sluh

6. U Sloveniji: od ≈ 750 000 radnika  96 000 ugroženo je bukom ( populacija RH je cca 2 x veća)

7. Trošak zaštite u Sloveniji je: ≈ 800-900 miliona Eura

8. Ulaganje u zaštitu od buke se vraća poslodavcu/društvu:

Redukcija buke za 10dB
* produktivnost +12%

* bolovanja – 20%

* fluktuacija radnika – 60% 9. Zapošljavanje radnika bez audiograma  pri odštetnom

Veleučilište u Rijeci

1.2 Zvuk i sluh

 Zvuk je neodvojivi dio čovjekovog okoliša.

 Pomaže pri shvaćanju, snalaženju, djelovanju – nosi informaciju  Informacija  * željena

* neželjena (buka)

 Zvučne informacije prima osjetilo sluha (slušni organ, sustav)  Organ sluha – jedan je od najsloženijih organa čovjeka:

* Obuhvaća pojas od cca 16 – 20 000 Hz (> 10 oktava)

* Obuhvaća jakosti od 10-12 _{– 10}2 _W/m2 ₍₁₀14 _puta)

* S dva uha određuje smjer izvora zvuka – prostorno snalaženje

1.3 Čovjek i buka

 Utjecaj buke na čovjeka:

* _{Neprijatnost  otežava život i rad}

* _{Ometanje  umor, smanjena produktivnost i koncentracija} * _{Šteta  oštećenje sluha, kardivaskularnog sustava i dr.} * _{Sigurnost  smanjena razumljivost komuniciranja}

 Buka je sve veći problem civilizacije

 Izvori buke (neprirodne) su strojevi i uređaji (civilizacija)  Donesen niz propisa i normi usmjerenih ka zaštiti

Veleučilište u Rijeci

 Zaštita traži (kombiniranu) primjenu:

 tehničkih i tehnoloških mjera  organizacijskih mjera

 medicinskih mjera

 socijalno-psiholoških mjera

 Traži se optimum (kompromis) različitih suprotstavljenih zahtjeva

(tehničkih, tehnoloških, zdravstvenih, ekonomskih, ...)

 Ljudski organizam ima vrlo složeni odziv na jakost, vrijeme

djelovanja i na frekvencijski sadržaj zvučnog podražaja (buku)

 Ljudi imaju vrlo različitu osjetljivost. Zbog potreba propisa i normi,

svi pokazatelji buke su statistički i odnose se na prosjeke ljudske populacije

 Problem
kako izraziti buku objektivnim fizikalnim veličinama ?  Objektivna mjerila potrebna su za:

 mjerenje, ocjenjivanje, usporedbu parametara

 normiranje i propisivanje (pitanje reprezentativnosti)  zaštitu radnika i populacije općenito

 Mjerila (mjerenja) moraju biti jednostavna i jednoznačna, ali što bliža

Veleučilište u Rijeci

1.4

Eksponencijalna

i logaritamska funkcija



(a > 0 ; a 1) a → baza f (0) = a0 _{= 1}

Područje definicije x: od - do + Područje vrij. funkcije: od 0 do + Primjeri: y = 2x _{; y = 2}-x _{= 1/2}x

y = ex _{; y = e}-x

Za vježbu nacrtati funkcije: y = 2x

y = (1/2)x a > 1  y = f (x) 0 < a < 1  y = g (x)

≠

∞

∞

∞

 Logaritamska funkcija Logaritam (y) je broj kojim treba

(inverzna funkcija) potencirati bazu da se dobije zadani

broj (x).

y = log

x

a

= x

log (mn) = log m + log n log (m:n) = log m – log n log mn _{= n log m} log = log mn _m

⇔

x

a

=

→

x

=

10

→

Veleučilište u Rijeci

 Logaritamska (log) skala

Budući da je log10n _{= n vrijedi slijedeće preslikavanje:}

Tablica nekih vrijednosti funkcije y = log x je :

Ako se te vrijednosti pridruže točkama brojevnog pravca dobije se tzv. logaritamska skala :

Veleučilište u Rijeci

 Logaritamska skala za tri dekadska razreda :

 RAZINA je logaritam omjera zadane veličine i referentne veličine

iste vrste. Navesti treba : - bazu logaritma,

- iznos referentne veličine, - vrstu razine.

2. ZVUK

2.1 Što je zvuk ?

 Mediji širenja su elastični : krutina, tekućina, plin

 Zvuk nastaje promjenom brzine : uzrok su vibracije, sudar tijela,

protjecanje fluida

 Zvuk je poremećaj, longitudinalno titranje čestica u elastičnom

mediju, koje se kao zvučni val širi brzinom karakterističnom za taj medij.

 Zvučni val je longitudinalni mehanički val.  Zvuk se širi u :

Veleučilište u Rijeci

 Čujni zvuk je zvučno titranje koje čovjek osjeća kao osjet zvuka.

 Izvor zvuka stvara poremećaj, tj. titranje “čestica” zraka (medija)

 Zvučnu energiju prenose čestice koje longitudinalno osciliraju oko

ravnotežnog položaja.

 Zvučni tlak varira (+ ili -) oko atmosferskog tlaka (1 bar ~105 Pa).

“Normalne” granice zvučnog tlaka su :

Veleučilište u Rijeci

 Zvučni valovi (tlak) prikazuju se grafički kao da su transverzalni (u

ovisnosti o putu ili vremenu)  SAMO ZBOG LAKŠEG PRIKAZA.

Promjene zvučnog tlaka su vrlo male – manje od metereoloških.

 Valna fronta je skup točaka medija u istoj fazi (npr. maksimalne ili

minimalne gustoće).

 Točkasti izvor  sferična valna fronta  Linijski izvor  cilindrična valna ploha

2.2 Osobine zvuka

 valna duljina λ [m]

 brzina širenja zvuka c [m/s]  frekvencija zvuka f [Hz =1/s]

 Valna duljina je udaljenost između dviju točaka susjednih valova

koje su u istoj fazi.

Veleučilište u Rijeci

 Opseg čujnih frekvencija za mladog čovjeka 16(20) – 20 000 Hz  Brzina zvuka pri 20°C na morskoj razini je 343 m/s

 Valne duljine : - za 20 Hz λ = 17,15 m

- za 20 000 Hz λ = 17,15 mm - za < 20 Hz  infrazvuk

za > 20 kHz  ultrazvuk

 Brzina zvuka općenito : . . . (2)

Modul kompresibilnosti medija (K) daje smanjenje volumena po jedinici pritiska: K = - . . . (3)

ρ

⋅

=

K

c

1

Za plinski medij, modul adijabatske kompresibilnosti je : K_a= ; ... adijabatska konstanta

 Brzina širenja zvuka u idealnim plinovima :

[m/s] . . . (4) = c_p/c_V ... za dvoatomni plin = 1,4 p [N/m2_{] ... tlak plina}

[kg/m3_{] ... gustoća plina}

R_m [J/kmol K] ... opća plinska konstanta = 8314 J/kmol K = R m_m

p ⋅ χ 1 V p c c = χ m m m T R ⋅ ⋅ = ⋅ = χ ρ p χ c

χ

ρ

χ

Veleučilište u Rijeci

Uvrštavanjem za zrak  c = 20,09 ; c20°C = 343,8 m/s

 Za praktične proračune brzina zvuka je:

c ≈ 331,4 + 0,6 t [m/s] ... (5)

 Brzine zvuka u nekim medijima (20°C):

T 5200 željezo 5000 staklo 3600 opeka 3200 led (-4°C) 1485 voda c [m/s] medij

 Neke napomene:

* Promjena brzine zvuka s visinom je mala, ovisi o temperaturi

* Promjena brzine zvuka s vlažnošću zraka je mala

* Zvuk svih frekvencija ima istu brzinu

* Brzina zvuka ne ovisi o intenzitetu zvuka

 Zvučni val prenosi energiju.

Bez gubitka energije intenzitet zvuka : I ~ 2

1

Veleučilište u Rijeci  U stvarnosti intenzitet je : I = I_o I_o - početni intenzitet r - udaljenost - koeficijent apsorpcije Za zrak : = a a = s2_/cm = f ... kružna frekvencija Za udaljenost r = 1 km  pri f = 100 Hz smanjenje na 98,4%

pri f = 20 kHz smanjenje za 10274 _. r

e

⋅

µ

µ

ω

⋅

ω

2

π

⋅

2.3 Valna svojstva zvuka

 Prikaz zvuka moguć je tzv. “zvučnim zrakama” – zamišljenim

pravcima okomitim na čelo zvučnog vala.

 Zvučne zrake slične su svjetlosnim zrakama.  Postoji pojam “geometrijska akustika”.

 Refleksija zvuka:

Veleučilište u Rijeci

- U hrapavu površinu se apsorbira i/ili difuzno reflektira

- Zakrivljene površine koncentriraju zvuk (konkavne) ili raspršuju zvuk (konveksne)



Veleučilište u Rijeci

 Refrakcija (lom) zvuka

Zvučne zrake lome se pri prijelazu iz jedne sredine u drugu.

→ kako je c ~ onda

→ za T₁>T_2
c1>c₂ Temperatura normalno opada s visinom.

2.4 Osnovni pojmovi:

 Zvučni tlak je izmjenični (oscilirajući) tlak – superponira se

Veleučilište u Rijeci

 Efektivna vrijednost zvučnog tlaka u nekoj točki prostora u

vremenskom intervalu T = (t₂ – t₁) je : p2 _{= p}

ef2 =  pef =

Ljudsko uho percipira zvučni tlak u rasponu tlakova 1 : 107

* p = 20 µPa → prag čujnosti pri 1000 Hz * p = 200 Pa → prag bola

( )

∫

∫

( )

 Razina zvučnog tlaka (L_p)

L_p = 10 log = 20 log [dB] p – stvarni zvučni tlak [Pa]

p_o – referentni zvučni tlak [20 µPa]

Pri 1 kHz p_o = 20 µPa je ≈ prag čujnosti (prosječni).

2 0 2 p p 0 p p

Veleučilište u Rijeci

 Poopćena jednadžba za razliku razina : ∆L(p₁,p₂) = 20 log

1 2 p p

* Najmanja zamjetljiva razlika glasnoće: p₂/p₁ = 10∆L/20 _{= 1,41 (3 dB)} * Primjetna razlika glasnoće: p₂/p₁ = 1,78 (5 dB)

* Točkasti izvor na polovičnoj udaljenosti: p₂/p₁ = 2,00 (6 dB)

* Dvostruka osjetna razlika glasnoće: p₂/p₁ = 3,16 (10 dB)

* Velika razlika glasnoće: p₂/p₁ = 5,62 (15 dB)

* Četverostruka osjetna razlika glasnoće: p₂/p₁ = 10,00 (20 dB)

* Osmerostruka osjetna razlika glasnoće: p₂/p₁ = 31,6 (30 dB)

Veleučilište u Rijeci

 Razina zvučne snage (L_w)

L_w = 10 log [dB] - zvučna snaga izvora [W]

- referentna zvučna snaga = 1 pW = 10-12 _W

- Zvučna snaga je ukupna zvučna snaga izvora u nekom frekventnom pojasu.

- Zvučna snaga je temeljna karakteristika izvora. - Ne ovisi o okolini (ostali izvori, apsorpcija itd.) - Zvučni tlak ovisi o  * zvučnoj snazi

* karakteristikama polja • • 0 W W •

W

W

 Razina zvučnog intenziteta (L_I)

L_I = 10 log [dB]

I – intenzitet zvuka je tok zvučne energije u nekom smjeru kroz jediničnu površinu plohe okomite na smjer širenja zvuka u jedinici vremena [W/m2_].

I_o – referentni zvučni intenzitet = 1pW/m2 _{= 10}-12 _W/m2

 U zraku je razina zvučnog intenziteta (jakosti) približno jednaka

razini zvučnog tlaka:

L_I ≈ L_p za praksu prihvatljivo (u slobodnom zvučnom polju)

0

I I

Veleučilište u Rijeci

Na udaljenosti r ≥ 1,4 D_max - većina izvora su kao izotropni točkasti D_max = najveća dimenzija izvora

r = udaljenost od izvora

V r s t e i z v o r a

Točkasti izvor: za r₂ = 2r₁ → L_p2 = L_p1 – 6 dB Linijski izvor: za r₂ = 2r₁ → L_p2 = L_p1 – 3 dB Plošni izvor: L_p ≈ konst.

 Percepcija zvuka

Promjena u percepciji: ∆E proporcionalna je relativnoj promjeni stimulusa (podražaja) ∆R/R . ∆E = k k = konstanta proporcionalnosti R_o= prag stimulusa R R ∆ ⋅

Veleučilište u Rijeci

 Općenito je percepcija visine tona i glasnoće zvuka :

E = 2,3 k log = k ln (R/R₀) R₀ = stimulus na pragu percepcije Za frekvenciju :

razlika 100 Hz  125 Hz ≈ razlici 1000 Hz  1250 Hz Za glasnoću :

razlika 1 mPa  2 mPa ≈ razlici 5 mPa  10 mPa

0

R

R

 Zvučni spektri

Zvučni spektar je prikaz veličine (može i faze) komponenata složenog zvuka prema frekvencijama. Dobije se razlaganjem funkcije zvuka po frekvencijama.

* Čisti ton je sinusoidalno zvučno titranje, harmoničko titranje; ima linijski spektar (1 frekvenciju)

* Složeni ton je periodično neharmoničko titranje. Može se

Fourierovom analizom rastaviti na čiste tonove: osnovni ton (f) i više harmonike (n·f). Ima linijski spektar s više frekvencija.

* Šum je neperiodično titranje sa slučajnom vremenskom

 Oktava je jedinica frekvencijskog intervala, frekvencijski pojas kojem

su granične frekvencije f_g = 2 f_{d .}

 Terca je 1/3 oktave, frekvencijski pojas s omjerom f_g/f_d = _.

Spektralna analiza zvuka provodi se po frekvencijskim pojasevima. Za osnovnu analizu služe pojasni filtri širine 1 oktave ili 1 terce.

3

2



2.5 Zvučno polje

- Zvučno polje je prostor u kojem postoji zvučni tlak.

- Zvučni tlak u nekoj točki zvučnog polja ovisi o zvučnoj snazi izvora i o okolini (plohama koje reflektiraju / apsorbiraju zvuk).

* Blisko polje – velike promjene p_ef uz malu promjenu položaja

* Slobodno polje – L_p opada ≈ lin. s log udaljenosti (za r > 2 D_max); ∆L_p = ∆L(r₁,r₂) = 20 log (r₂/r₁)

Veleučilište u Rijeci c p ⋅ ρ 2 2 4 r W π •

 Slobodno zvučno polje

Najjednostavnije je zvučno polje: podalje od izvora, gdje nema refleksija, a apsorpcija je zanemariva (otvoreni prostor).

Intenzitet zvuka (1) : I =

Može se dokazati da je L_p – L_{I = 0,11 dB  Lp} ≈ L_I za praksu Intenzitet zvuka (2) : I = [W/m2_] 2 4 r W π •

c

p

⋅

ρ

Veleučilište u Rijeci

 Uz L_p = L_I može se iz gornje relacije izvesti (za točkasti izvor):

L_p(r) = L_w – 20 log r – 11 [dB] Za r₂ = 2r_1
Lp(r₂) = L_p(r₁) - 6 [dB]

 Za linijski izvor duljine l :

L_p(r) = L_w – 10 log l – 10 log r – 8 [dB] Za r₂ = 2r_1
Lp(r₂) = L_p(r₁) – 3 [dB]

 Zvučno polje u blizini ploha

- Ako je izotropni (neusmjereni) izvor zvuka u blizini ravne plohe (tlo), zvučna energija se reflektira i sva snaga se širi u prostor jedne

polukugle (ako nema apsorpcije) :

I = pa je  L_p(r) = L_w – 20 log r – 8

- Ako je izvor zvuka u blizini presjecišta 2 ravne plohe (npr. pod i zid), sva zvučna snaga ide u ¼ prostora.

- Ako je izvor zvuka u blizini presjecišta 3 ravne plohe (kut prostorije),

π

2

2r

Veleučilište u Rijeci

 Općenito je: L_p(r,Q) = L_w + 10 log Q – 20 log r – 11

Q - je faktor usmjerenosti izvora

10 logQ – indeks usmjerenosti, daje razliku razina zvučnog tlaka s plohama i bez ploha u slobodnom polju

Veleučilište u Rijeci

 Difuzno zvučno polje

Zvučni tlak u nekoj točki prostorije je zbroj zvučnog tlaka slobodnog polja i zvučnog tlaka reflektiranog od zidova.

- Pri uključivanju izvora  razina zvučnog tlaka raste do stalne vrijednosti

- Pri isključivanju izvora  razina zvučnog tlaka postepeno pada do 0. - Padanje zvučnog tlaka je odjek ili reverberacija.

Veleučilište u Rijeci

 Refleksija zvuka sliči na emisiju zrcalnog izvora.

Refleksija zvučnih valova u 2D prostoriji izgleda kao višestruko zrcaljenje.

 Za 3D prostoriju refleksije sliče na “zvjezdano nebo”.

Zvučno polje u prostoriji je zbroj zvukova iz svih zrcalnih izvora istovremeno.

Kod kratkotrajnog zvuka, razine zvučnog tlaka su sve niže i gušće (stapaju se).

Veleučilište u Rijeci

 Razina tlaka difuznog zvučnog polja

Kod kontinuirane emisije zvuka, u svakoj točki izvan slobodnog zvučnog polja, razina zvuka je približno jednaka (difuzno zvučno polje). Razina tlaka difuznog zvučnog polja u nekoj prostoriji :

L_{p dif} = L_w + 10 log A =

A [m2_{] → apsorpcija prostorije, ekvivalentna apsorpcijska površina}

→ koeficijent apsorpcije i-te plohe S_i [m2_{] → površina i-te plohe prostorije}

Za = 1  A =

Ako je apsorpcija: A₂ = 2A_{1 } L_{p dif 2} = L_{p dif 1} – 3 dB

A 4 i

α

α

∑

∑

S

 Apsorpcija neke prostorije određuje se mjerenjem vremena odjeka

(reverberacije) T.

T = vrijeme potrebno da se zvučni tlak u prostoriji smanji za 103 _puta,

tj. razina zvučnog tlaka smanji za 60 dB.

Sabinova formula
T = 0,16 [s] V [m3_{] ... volumen prostorije}

A [m2_{] ... apsorpcija prostorije}

Npr.: prostorija oblika kocke, V = 200m3 _{i = 0,05 ima T = 3,12 s.}

Pomoću Sabinove relacije moguće je odrediti koeficijent apsorpcije neke plohe površine S_x :

A V

α

α

Veleučilište u Rijeci

 Ukupno zvučno polje

Razina ukupnog zvučnog tlaka u prostoriji je zbroj slobodnog i difuznog zvučnog polja:

L_p(r) = L_w + 10 log ... slobodno polje ... difuzno polje Apsorpcija A = =

... prosječni koeficijent apsorpcije S ... ∑S_i       + A r Q 4 4 2

π

A

4

∑

⋅

S

α

S

⋅

α

α

Veleučilište u Rijeci

Relacija L_p(r) omogućava određivanje L_w izvora.

- Za A veliko
difuzno polje je zanemarivo, postoji samo slobodno zvučno polje.

- Za r veliko
slobodno polje je zanemarivo, postoji samo difuzno zvučno polje.

Akustički polumjer r_a je udaljenost od izvora zvuka na kojoj slobodno i difuzno polje imaju istu vrijednost.

r_a =

Za r > r_{a  dominira difuzno zvučno polje} Za r < r_{a  dominira slobodno zvučno polje}

π

16

A

Q

⋅

2.5 Zbrajanje zvučnih razina

 Zvučne razine se zbrajaju i oduzimaju energijski, tj. kao zvučni

intenziteti. Rezultantna razina od n izvora zvuka:

L_∑ = 10 log = 10 log ( ) L_i ... razina zvučnog tlaka i-tog izvora u određenoj točki

n ... broj izvora

L_∑ ... rezultantna razina

Ako su razine n izvora u toj točki jednake, tj. L = L

∑

10

10

+

10

+

...

+

10

 Rezultantna razina od 2 razine može se odrediti iz nomograma :

2.6 Oduzimanje zvučnih razina

 Oduzimanje zvučnih razina potrebno je pri određivanju razine izvora

u prisustvu visoke razine osnovne buke.

 Razina zvučnog tlaka od promatranog izvora L_S računa se iz ukupne

razine svih izvora L_S+N i razine bez promatranog izvora L_N . L_S = 10 log

(

10

−

10

)

Veleučilište u Rijeci

 Razina L_S može se odrediti iz nomograma :

- Izračuna se ∆L = L_S+N – L_N [dB] - Za ∆L se očita dodatak L

-- Od L_S+N se odbije dodatak L_- .

- Ako je ∆L > 10 dB, niža razina se zanemaruje. - Ako je ∆L < 3 dB, L_S se ne može odrediti.

3. PERCEPCIJA BUKE

3.1 Uho i slušanje

 Sluh je jedno od najvažnijih osjetila.

Sluhom se
* lociraju zvukovi kao znakovi opasnosti

* uživa u muzici i prirodnom okolišu

* komunicira govorom

- Oko se od prejakog svjetla štiti zatvaranjem kapaka.

- Uho se od prejakog zvuka sporo i djelomično štiti kompleksnim mehanizmom CNS-a.

Veleučilište u Rijeci

 Građa uha

- Vanjsko uho  skuplja zvučne valove - Srednje uho  prenosi ih kao vibracije

 Vanjsko uho
ušna školjka, slušni kanal, bubnjić .

Zvučne valove sakuplja i vodi do bubnjića koji vibrira.

 Srednje uho
u šupljini su 3 slušne košćice:

- čekić (pričvršćen za bubnjić), - nakovanj,

- stremen (pričvršćen za ovalni prozorčić).

- Polužje košćica pojačava vibracije na ovalnom prozorčiću.

Veleučilište u Rijeci

- Mišići  ne mogu reagirati trenutno

 ne mogu biti stalno kontrahirani

Srednje uho izjednačava tlak s okolinom preko Eustahijeve cijevi.

 Unutarnje uho (labirint)
3 šupljine ispunjene tekućinom:

- predvorje,

- 3 polukružna kanala, - pužnica.

- Pužnica je spiralni kanal s 2,5 zavoja.

- Uzdužno je podjeljena membranama na 3 kanala.

- Duž bazilarne membrane je Cortijev organ s 30 000 vlaknastih stanica.

Longitudinalni valovi od ovalnog prozorčića putuju kanalima

pužnice, izazivaju titranje bazilarne membrane što detektira Cortijev organ (cilijarne stanice) i kao električne impulse prenosi preko

slušnog živca u mozak.

 Osjetljivost uha

Veleučilište u Rijeci

 - Prag čujnosti je individualna osobina čovjeka.

- Podiže se sa starošću čovjeka.

- Nagluhost je smanjenje slušnog područja.

- Krivulje jednake glasnoće (izofone) određene su kao prosjek audiometrijskih mjerenja.

- Kod f =1kHz fonska skala jednaka je decibelskoj.

- Osjetljivost ljudskog uha ovisi i o frekvenciji i o intenzitetu zvuka (glasnoći).

Veleučilište u Rijeci

3.2 Djelovanje buke na ljude

- Auralno, izravno na samo osjetilo sluha - Ekstraauralno, na cijeli ljudski organizam

 Auralno djelovanje

 Kratkotrajno (reverzibilno)

- privremeni pomak praga čujnosti, slušni organ se oporavlja  Dugotrajno (ireverzibilno)

- permanentni pomak praga čujnosti, slušni organ trajno oštećen  Akustička trauma

- posljedica izlaganja vrlo intenzivnoj buci, ≥ 140 – 150 dB, 1 ili više puta, moguće oštećenje bubnjića, slušnih košćica i

Veleučilište u Rijeci

 Trajni pomak praga čujnosti je postepen. Ovisi o razini buke, vrsti

buke, periodu izlaganja i frekvenciji. Najveći je u prvim godinama izlaganja na višim frekvencijama.

 Ekstraauralno djelovanje

- Buka izaziva metaboličke i endokrinološke poremećaje.

- Podražuje simpatički dio autonomnog živčanog sustava (ubrzava rad srca, disanje, podiže krvni tlak, pojačava znojenje itd.)

- Izaziva razdražljivost i nesanicu, smanjuje koncentraciju. - Ugrožava odmor i san, svakodnevno funkcioniranje.

 Posljedice djelovanje buke

- Nagluhost i gluhoća (poremećaji razumijevanja i komunikacije) - Neurovegetativne reakcije tijela (hipertenzija, metabolizam)

Veleučilište u Rijeci

4. MJERENJE I OCJENJIVANJE BUKE

4.1 Osnovne karakteristike buke

* Razina

* Promjenjivost razine s vremenom

* Spektralni sastav

Neugodnost buke raste s promjenjivošću razine i istaknutim tonovima. Promjene razine

* Kontinuirana buka

* Prijelazna (povremena) buka

* Impulsna buka

 Kontinuirana buka ima približno konstantnu razinu. Opisuje je kao L_eq

 Prijelaznoj buci se razina stalno mijenja s vremenom.

 Impulsnoj buci se razina značajno mijenja u vrlo kratkim intervalima.

Impulsna buka je često iznenadna, kratkotrajna i izaziva veće

smetnje nego što bi se očekivalo prema razini. Mjerenje impulsne buke je specifično.

 Spektralni sustav buke

Buka može biti : - širokog spektra frekvencija

- pretežno visokih ili pretežno niskih frekvencija - s izraženim pojedinim tonovima

Veleučilište u Rijeci

 4.2 Mjerenje buke

Zvukomjer registrira zvuk slično kao ljudsko uho, a mjeri zvučni tlak.

Ulazna jedinica  pretvara signal visoke impedancije u signal niske impedancije

 Frekvencijsko vrednovanje 

- Potrebno A i C vrednovanje (za različitu buku). - Zvukomjer može imati oktavne filtre.

 Detektor 

- Pretvara izmjenični signal u istosmjerni napon koji odgovara razini zvuka.

- Određuje vremensko vrednovanje (Slow, Fast, Impulse).

- Može istovremeno mjeriti rms i vršne (peak) vrijednosti.

 Integrator 

- Mikroprocesor koji preračunava zvučni tlak u razine dB, računa L vrijednosti, razdvaja spektar po oktavama,

Veleučilište u Rijeci

 Detektor preopterećenja 

- Neovisno detektira i signalizira preopterećenje na prikazu i na ispisu.

- Preopterećenje je najčešće na gornjem ili donjem rubu frekventnog područja.

 Prikaz (displej) 

- Normalno je digitalni, ali može imati i kvazi-analogni pokazivač.

 IEC 61672 definira 2 klase točnosti zvukomjera :

- Klasa 1  viša točnost - Klasa 2  niža točnost

Veleučilište u Rijeci

 Razina efektivne vrijednosti zvučnog tlaka određuje se integriranjem

signala. Vremenske konstante integracije su : S(low) . . . spora 1 s

F(ast) . . . brza 125 ms I (mpulse) . . . impulsna 35 ms

 Mikrofon  Pretvara zvučni tlak u električni impuls.

* Kondenzatorski - traži vanjski napon za rad

* Predpolarizirani - ne traži vanjski napon za rad

Dijafragma i stražnja ploča na razmaku od ≈ 20 µm čine kondenzator. Vibracije dijafragme mijenjaju razmak među njima i kapacitet

Veleučilište u Rijeci

 Zvučni signali (buka) prikazuju se kao:

p = f (t) ili L_p = f (f)

 Spektralna (frekventna) analiza zvuka daje spektre.

 Spektralna analiza signala je razdioba u frekvencijske intervale.

Veleučilište u Rijeci

Veleučilište u Rijeci

 Uobičajene krivulje (filtri)

A – vrednovanje  daleko najčešće za normalne razine buke C – vrednovanje  za vršne razine buke

Veleučilište u Rijeci

 Frekvencijsko vrednovanje razina zvučnog tlaka
razinama

Veleučilište u Rijeci

 Ukupna razina zvučnog tlaka je zbroj vrednovanih (korigiranih)

 Iz vremenske funkcije L_p = f(t) mogu se dobiti statističke značajke

Veleučilište u Rijeci

- Percentil L 85 = 55 dB(A)  Lp > 55 dB(A) u 85% vremena

- Percentil L 95  daje osnovnu razinu buke, u 95% vremena

- Percentil L 1  daje srednju vrijednost vršne razine buke, u 1% vremena

Izlazni podaci zvukomjera su: - dB, dB(A), dB(C), ... , L_eq

MULTIFUNKCIONALNI INSTRUMENT DT – 8820 ZVUKOMJER



- vrednovanje A : 35 – 100 dB ; 65 – 130 dB - vrednovanje C : 35 – 100 dB ; 65 – 130 dB - vremensko vrednovanje : F - frekventni opseg : 30 – 10 000 Hz - kondenzatorski mikrofon 1 – LCD ekran (3 znamenke) 2 – ON / OFF

3 – Izborno dugme funkcije i opsega mjerenja 4 – Max Hold : zadržavanje najvišeg očitanja 5 – Data Hold : zadržavanje trenutnog očitanja 6 – Preklop funkcije :

Buka; Lux; Vlažnost; Temperatura 7 – Mikrofon : kondenzatorski,

Veleučilište u Rijeci



4.3 Ocjenjivanje buke

Osnovne veličine za procjenu buke

* L : ekvivalentna A – razina buke

* L : ocjenska razina buke

* L₉₅ : osnovna razina buke

* L : najviša standardizirana razina buke

* L : razina izloženosti zvuku

 L  Ekvivalentna razina buke je A-razina stalne buke koja u

vremenu T ima isti učinak na čovjeka kao promjenjiva buka L_A(t) . L = 10 log T A_eq, T AReq, nT AFmax, d EX, T A_eq, T A_eq,       

∫

Ako se vrijeme T razdijeli na intervale t_i (i = 1, ... ,n) s razmacima L_Ai
L = 10 log

 L  Ocjenska razina buke u vremenu T je L s korekcijama

koje uzimaju u obzir ostale parametre štetnosti : “Prilagođanja” (korekcije) se dodaju na L :

- sadržaj istaknutih ili dubokih tonova, impulsa, informacija (govor, glazba)

- vrijeme pojave buke (dan, noć, radno vrijeme)

- vrsta izvora buke (cestovni, zračni promet, industrija, ...)

T AR_eq, _{A T} eq, T A_eq, T A_eq,       ⋅

∑

Veleučilište u Rijeci

T ... ocjensko vrijeme

t_i ... i - ti interval ocjenskog vremena

L ... ekvivalentna razina buke u intervalu t_i K ... impulsno prilagođenje u intervalu t_i K ... tonalno prilagođenje u intervalu t_i

 Impulsno prilagođenje: K = 3 – 6 dB ali uz L_{C, peak} ≤ 140 dB(C)  Tonalno prilagođenje: K = 2 – 3 dB za upravo uočljiv ton

5 – 6 dB za jasno uočljiv ton

 Ocjenska razina cjelodnevnog djelovanja buke:

L = 10 log

d,e,n ... trajanje dnevnog, večernjeg, noćnog razdoblja [h]

L , L , L ... ocjenske razine za dan (7-19 h), večer (19-23 h), noć (23-7 h) bez vremenskog prilagođenja

eqi A i I i T i I i T den R ( ) ( ) ( )     − − + + ⋅ + ⋅ + + ⋅L_Rd K_d e L K_e d e L_Rn K_n d _{0,1 0,1 0,1} 10 24 24 10 24 10 24 Re d R R_e R_n

K_d , K_e , K_n ... prilagođenja za pojedina razdoblja

 L 95  Osnovna razina buke – ona buka koja je premašena u 95%

vremena mjerenja.

 L  Najviša standardna razina buke za zatvorene boravišne

prostore, standardizirana je na vrijeme odjeka 0,5 s. L = L - 10 log dB

L ... najviša izmjerena A-vrednovana razina buke

T_r ... vrijeme odjeka u prostoriji, mjereno A-vrednovanjem nT AFmax, nT AFmax, AFmax _o,5 T_r max AF

Veleučilište u Rijeci

Dnevna izloženost L radnika buci : L = L + 10 log

T_e ... trajanje osobne izloženosti buci

L ... ekvivalentna razina buke u vremenu T_e T_o ... referentno vrijeme, 8h

Tjedna izloženost je srednja vrijednost dnevnih izloženosti : L = 10 log

m ... broj radnih dana u tjednu (5) (L )_i ... dnevna izloženost, i - ti dan

d EX, d EX, AReq,Te 0 T T _e e eq T AR , w EX, ( ) _      ⋅

∑

Nomogram za određivanje dnevne

izloženosti radnika

Veleučilište u Rijeci

 4.4 Najviše dopuštene razine buke

Pravilnik o najvišim dopuštenim razinama buke u sredini u kojoj ljudi rade i borave  NN br. 145/04 (osim čl. 12).

Pet zona buke određeno je prema planovima prostornog uređenja te najviše dopuštene ocjenske razine buke na otvorenom prostoru

Na granici koridora prometnice kroz zone 1 – 4  Leq dan < 65 dB(A) ; Leq noć < 50 dB(A)

Buka u zatvorenim boravišnim prostorima (vrata, prozori)

Razine L 95 moraju biti 10 dB niže od gornjih L_Req .

Veleučilište u Rijeci

Buka u zatvorenim prostorima posebne namjene

Za zamjećivanje opasnosti / upozorenja  zvučni signal mora biti razina buke +10 dB ili više.

 Propisana su i ograničenja za buku :

* u sportskim, rekreacijskim, zabavnim objektima – kao gore ugostiteljski objekti noću: L_A,eq = 90 dB/A i L_A,01 = 100 dB/A

* od povremenih izvora (sve 4 zone): dan 70 dB/A, noć 55 dB/A

Veleučilište u Rijeci

 4.5 Najviše dopuštene razine buke na radnom mjestu

- Pravilnik o zaštiti radnika od izloženosti buci na radnom mjestu, NN 46/08  traži usklađivanje postojećeg stanja do 31.3.2011. - Uglavnom je to primjena Direktive 2003/10/EC  u zemljama EU

primjena je najkasnije od 15.02.2006.

- Razina buke smanjena je za 3 dB (na ½ zvučne jakosti) do 5 dB, s 90 dB/A  87 dB/A (granična vrijednost izloženosti)

 Pravilnik definira:

- P_peak – vršnu vrijednost zvučnog tlaka, kao najvišu C vrednovanu vrijednost trenutnog zvučnog tlaka (140 dB/C)

- L_EX,8h – dnevnu razinu izloženosti buci u dB/A, kao vremenski

vrednovanu srednju razinu izloženosti buci za 8 h radni dan. Obuhvaća svu buku, uključujući impulsnu.

- Tjednu razinu izloženosti kao vremenski vrednovani prosjek dnevnih razina za 5 dana po 8 h/dan  koristi se pri promjenjivoj LEX,8h

 Vrijednosti izloženosti

a) Granična vrijednost izloženosti (exposure limit value):

L_{EX, 8h} = 87 dB/A i P_peak = 200 Pa (tj. 140 dB/C) → s OZO

b) Gornja upozoravajuća granica izloženosti (upper e. action value): L_{EX, 8h} = 85 dB/A i P_peak = 140 Pa (tj. 137 dB/C) → bez OZO

c) Donja upozoravajuća granica izloženosti (lower e. action value): L = 80 dB/A i P = 112 Pa (tj. 135 dB/C) → bez OZO

Veleučilište u Rijeci

 Pri izloženosti L_{EX, 8h} ≥ 80 dB/A poslodavac mora radnicima:

- dati podatke i pružiti osposobljavanje glede rizika izlaganja buci, mjera zaštite, prepoznavanja simptoma oštećenja sluha, rezultata mjerenja buke na radnim mjestima itd.

- staviti na raspolaganje i preporučiti korištenje OZO.

 Pri izloženosti L_{EX, 8h} ≥ 85 dB/A poslodavac mora izraditi i provesti

program smanjenja izloženosti buci:

- poduzeti tehničke i/ili organizacijske mjere, - organizirati sustavan zdravstveni nadzor, - obilježiti i ograditi ugrožena mjesta rada, - pribaviti OZO i osigurati njezino nošenje.

 Pri izloženosti L_{EX, 8h} ≥ 87 dB/A poslodavac mora:

- odmah smanjiti izloženost ispod granične, - utvrditi razloge prekomjerne izloženosti, - doraditi preventivno-zaštitne mjere.

To su poslovi s posebnim uvjetima rada.

 Zdravstvena dokumentacija i rezultati mjerenja buke čuvaju se

obvezno 40 godina.

 Radnike sa slušnim oštećenjima liječnik obavještava o tome, a

Veleučilište u Rijeci

Dopuštene razine buke prema djelatnosti

65 80

Rutinski fizički rad

8

65 75

Manje zahtjevan fizički rad

7

65 70

Upravljačke kabine, koncentrirani fizički rad, nadzor sluhom

6

55 65

Mehanizirani uredski rad, prodaja, precizni fizički rad 5 Od neproizvodnih izvora (klima, promet, ...) Od proizvodnih izvora 50 60

Manje zahtjevan uredski rad, rutinski umni rad

4

45 55

Zahtjevni uredski poslovi, liječničke ordinacije, sastanci, škole

3

40 50

Pretežno umni rad, kreativno razmišljanje, istraživanje, projektiranje

2

40 45

Najzahtjevniji umni rad, velika odgovornost, najsloženiji poslovi upravljanja

1

Najviša dopuštena ekvivalentna razina buke L_A,eq (dB/A)

O P I S P O S L A

Red. broj

Veleučilište u Rijeci

5. ZAŠTITA OD BUKE

 Svaki akustički sustav sadrži:

IZVOR BUKE
PUT ŠIRENJA
MJESTO PRIJEMA (IMISIJE)

 Širenje buke : * zračna komponenta

Veleučilište u Rijeci

 3 jednostavna pravila za zaštitu od buke

1 - grupirati sadržaje i opremu koji ne stvaraju buku i koje treba štititi (tihe) i one koji stvaraju buku (bučne).

2 - međusobno udaljiti “bučne” i “tihe” sadržaje i opremu 3 - mjere zaštite od buke primijeniti već od idejnog rješenja

(primjena znanja i pravila)

 Mjere za zaštitu od buke

- Tehničko – organizacijske:

* izbor malošumnih strojeva i procesa

* redovito održavanje i remont

- Tehničke:

Na mjestu emisije:

* primarne (smanjenje zračne i strukturne komponente zvuka)

* sekundarne (oklapanje, vibroizolacija, prigušivači u cjevovode) Na putu širenja:

* izolacija i apsorpcija zračnog zvuka

* izolacija i gušenje strukturnog zvuka (vibracije) Na mjestu prijema (imisija)

Veleučilište u Rijeci

Organizacijske :

* ograničenje vremena rada bučnih strojeva

* uvođenje pauza za radnike

* promjena radnog mjesta Građevinsko – planske :

* pravilan raspored objekata i pogona

* prostorno odvajanje izvora buke od zaštićenih prostora

Veleučilište u Rijeci