Osnove zvuka, amplituda, frekvencija...

Buka može djelovati vrlo ometajuće i odvlačiti pozornost od rada za koji je potrebna povećana koncentracija. u ekstremnim slučajevima može rezultirati i fizičkim poremećajima.

Buka se može podijeliti na izravnu i neizravnu. Izravna ili direktna buka je određena intenzitetom izvora i njegovom udaljenošću. Neizravna buka ovisi o koeficijentima refleksije poda, zidova, stropa itd. i o poziciji takvih objekata.

Izravna buka bi trebala biti ublažena prekrivanjem igličnih printera (koji su najveći izvor buke u uredu) ili odvajanjem izvora buke od ostatka radnog prostora.

Razlika bi također, trebala biti napravljena između buke proizvedene uređajima kojima radio i pozadinske buke. buka može postati neugodna ako dođe do neke nepravilnosti kao što je naprimjer pokvareni uređaj.

Neizravna buka može se smanjiti uvođenjem materijala koji apsorbiraju zvuk. Često ne postoji mogućnost kontroliranja izvora buke i u takvim slučajevima treba konzultirati stručnjake.

Kako radne stanice polako prelaze iz velikih računalnih sobe u tihe urede, buka postaje sve većom brigom korisnika i projektanata. Buka utječe na komfor radnika, njegovo zadovoljstvo i produktivnost. buka ima nekoliko nepoželjnih efekata na ljude. sa fiziološke strane su to oštećenja sluha ili njegov gubitak, dok sa psihološke strane može doći do problema u govornoj komunikaciji, smanjenja produktivnosti i nervoze.

Na sreću, nivoi buke modernih radnih stanica su puno niži nego što je ima oprema za obradu podataka u velikim računalnim sobama. Buka uglavnom nastaje iz malih ventilatora u sistemskoj jedinici koji se koriste za hlađenje elektronike ili iz tvrdih diskova. Ekrani se hlade prenošenjem topline na okolinu i uglavnom su vrlo tihi. buka nastala radom radnih stanica nije dovoljna da uzrokuje oštećenje sluha i vrlo rijetko uzrokuje pad produktivnosti i probleme u komunikaciji.

Tako najveća briga s čovjekove strane gledišta, ostaje da buka može biti uznemiravajuća i živcirajuća. Buka nije visoke razine, ali može biti primjetna jer je sam ured vrlo tih. Neugodnost i smetnja buke je subjektivna stvar. s gledišta poslodavca, iznervirani zaposlenik može imati probleme koji će utjecati na pouzdanost i produktivnost.

Inženjeri koji se bave kontrolom buke se trude smanjiti nivo buke radnih stanica, dok u isto vrijeme proučavaju koja buka tj. koji zvukovi najviše iritiraju ljude.

Osnove zvuka

Zvuk je val koji prenosi energiju od točke do točke. Medij kroz koji se prostire može biti plin, zrak ili tekućina. Mi ćemo ovdje pretpostaviti da se radi o zraku. sam val se sastoji od malih promjena tlaka zraka oko atmosferskog tlaka. U nekim dijelovima val ima veći tlak od atmosferskog, a u drugim manji. Ove razlike u tlaku generirane su izvorom zvuka, obično nekim vibrirajučim tijelom, kao što je žica violine, membrana zvučnika ili motor u nekom uređaju. Kada val uđe u uho, bubnjić odgovara jednakim vibracijama i val se čuje kao zvuk.

Amplituda vala (kolike su promjene tlaka u odnosu na atmosferski) određuje koliko ćemo jako čuti zvuk, dok frekvencija (koliko se brzo tlak mijenja od minimuma do maksimuma) određuje visinu zvuka.

Amplituda

Ljudi su osjetljivi na jako široki opseg amplituda (otprilike 1000000:1). Na strani ljestvice gdje se nalaze visoke amplitude je prag bola, pri kojem dolazi do neugodnog škakljanja u uhu ili bola, a na strani manjih amplituda je prag čujnosti što je ekvivalentno zvuku jedva čujnom pri potpunoj tišini. Jedinica za zvučni tlak je jedan pascal (Pa), gdje je jedan pascal jednak tlaku od jednog njutna po metru kvadratnom (N/m2). Energija ili snaga vala je proporcionalna kvadratu amplitude. da bi mogli izraziti široki opseg amplitude koristimo se logaritamskom metrikom. Uvodi se decibel (dB), koji označava nivo zvuka preko omjera u logaritamskoj bazi.

Na skali decibela razlika između nivoa čujnosti i nivoa bola je oko 120dB.

Frekvencija

Frekvencija se izražava u hertzima (Hz), gdje je 1 hertz jednak jednoj periodi. Raspon frekvencija koje daju visinu tona je kod ljudi od 20Hz do 20000Hz, sa dosta oscilacija od individualca do individualca. Kada bi membrana na zvučniku treperila frekvencijom 262 Hz, slušatelj bi čuo ton visine srednjeg C-a. U praksi su zvukovi rijetko sastavljeni od jedne frekvencije već se sastoje od mnogo njih. Raspodjela akustične energije kao funkcije frekvencije se često naziva spektar spektar zvuka modernog orkestra npr. će pokazati da je energija koncentrirana otprilike u 25-5000 Hz, buka u velikoj računalnoj prostoriji od 30-10000Hz. Ljudi prepoznaju spektar kao kvalitetu zvuka. Kada violina i truba sviraju srednji C, imaju različitu kvalitetu zvuka jer im je spektar drugačiji.

Uho

Ljudsko uho je čudo prirodnog inženjerstva. Njegova struktura je previše kompleksna da bi ovdje išli u detalje, ali dati ćemo najvažnija svojstva.

Zvuk ulazi u ušni kanal vanjskog uha i uzrokuje reakciju bubnjića tako da ovaj počne vibrirati. Ove vibracije se prosljeđuju preko tri sićušne kosti u srednjem uhu do glavnog osjetilnog organa u unutarnjem uhu, pužnice. Dlačice u pužnici prenose živčane impulse preko čujnog živca u mozak gdje se pretvaraju u zvuk. iako postoji nekoliko tipova oštećenja sluha, oštećenja u pužnici su obično asocirana sa dužom izloženošću jakom zvuku.

Ljusko oko ne reagira na tlak i frekvenciju zvučnog vala na jednak način kao elektronički mjerni instrumenti. Mjerač razine zvuka može reagirati na zvučni tlak frekvencije 60Hz kao 50dB, a nivo od 1000Hz kao 25dB, ipak slušatelju će ti zvukovi biti jednako glasni. Ovo se dešava zbog nejednolike karakteristike osjetljivosti uha. ona varira s frekvencijom kao i s jakošću zvuka. Na niskim tlakovima srednje frekvencije čujemo bolje nego više frekvencije i mnogo bolje nego niže frekvencije. Pri visokim tlakovima, ta varijacija nije tako naglašena i čujemo sve frekvencije podjednako. 

Slika 8 predstavlja reakciju uha na dva ekstrema, prag čujnosti i prag bola.

 Mjerenje i procjena buke

Pokušavaju se mjeriti objektivni parametri buke (amplituda, frekvencija, spektar) i subjektivni parametri (glasnoća, iritacija slušatelja). Objektivne parametre je relativno lako mjeriti korištenjem modernih mjernih instrumenata. Određivanje ljudske subjektivne reakcije, pogotovo kada se radi o iritiranju je iznimno teško. Mnoge metode i mjerenja su izmišljeni za različite zvukove i još uvijek traje rasprava o njihovoj korisnosti.

Mjerenja zvučnog tlaka izvode se zbog dva osnovna razloga: da bi odredili svojstva izvora ili da bi odredili karakteristike okoline. Mora se paziti na razliku između ta dva slučaja da bi se izbjegla zabuna u interpretaciji ili definiciji potrebne razine zvuka.

Izvor buke emitira određenu količinu zvučne snage; nivo buke može se mjeriti oko naprave u posebnoj ispitnoj sobi da bi se odredila snaga buke koju emitira taj uređaj. Takva se mjerenja mogu provesti i u običnoj sobi da bi se odredio nivo buke u toj točki radne okoline. Ovo mjerenje pokazuje kolikoj je buci izložen korisnik koji radi na dotičnom mjestu. ovime se ne mjeri koliku buku stvara radna stanica na kojoj korisnik radi jer su i ostali izvori buke u sobi uključeni u rezultat.

Proizvođači teže smanjiti snagu buke njihovih proizvoda (bez obzira na okolinu u kojoj će raditi), a korisnici i radnici žele smanjiti nivo buke kojoj su izloženi (bez obzira na izvore buke)

Da bi odredili spektar buke, moramo provesti mjerenje njegovog nivoa pri raznim frekvencijama ili u različitim frekvencijskim pojasevima. Nivo buke možemo izraziti u oktavama ili trećinom oktave. No, najčešće se koristi cjelobrojna oznaka za izražavanje nivoa buke. Da bi ovo bilo moguće prihvaćena je standardna “težina” određenih frekvencija nazvana Aweighting. ovom se metodom dobije nivo buke u decibelima.

Postoji mnogo standarda koji propisuju mjerenje buke i to posebno za uređaje (npr. ANSI S12.10. 1985.) i posebno za okolinu(npr. ANSI S1.13 1971.). s druge strane postoji samo nekoliko standarda koji specificiraju granice dozvoljene buke. Posljednjih godina novi zahtjevi teže postizanju maksimalne buke oko vrijednosti navedenih u tablici:

Prva kategorija može vrijediti za proizvodne okoline ili gradilišta. druga za prodavaonice i hotelska predvorja. Treća za sobe gdje se primaju stranke ili područja za konferencije, a u četvrtu grupu spadaju privatni uredi i znanstveni labopratoriji. Moramo naglasiti da su ove veličine maksimalne i da bi prosjek trebao biti za nekoliko decibela manji.

Buka iz radnih stanica

Postoji mnogo radnih stanica na tržištu i sve imaju različiti nivo i spektar buke. Može se pretpostaviti da je većina njih predodređena da bude u tihoj uredskoj okolini gdje buka na metar od radne stanice ne bi trebala prelaziti 50dB. Ovo bi značilo da bi cilj pri projektiranju trebao biti 40-45 dB. Da bi se smanjila iritacija, spektar mora biti što “glađi” (tzv. širokopojasni spekatar, sličan spektru vodopada). Diskretni tonovi ili uskopojasna buka (zviždanja, brujanja) povećavaju iritantnost buke i treba ih izbjegavati.

U prošlosti je uobičajeni prigovor bio na VF zvuk emitiran iz katodne cijevi (oko 16 kHz) koji je generiran zrakom elektrona pri horizontalnom prijelazu preko ekrana. Iako je snaga takvog zvuka mala, on se doživljava kao probijajući i ponekad je bio neugodan. I danas mlaz elektrona radi na isti način, ali na frekvenciji većoj od 30kHz, tako da ga ljudi ne mogu čuti. Time je riješen problem visokih frekvencija u modernim radnim stanicama i ne bi trebalo biti pritužbi na njih.

Tipkovnica je također izvor buke. Iako osoba inače nije iritirana zvukom svoje tipkovnice, ta buka može ometati druge u blizini. Ipak, pritužbe na ovu vrstu buke nisu česte i ne bi trebale predstavljati problem pri projektiranju ureda.

Primarni izvor buke je sistemska jedinica ili više njih u jačim radnim stanicama. Mali ventilatori i tvrdi diskovi su odgovorni za većinu izlazne buke, a k tome ventilatori emitiraju i iritirajući niskofrekvencijski zvuk, brujanje. Većina pritužbi na buku dolazi upravo zbog sistemske jedinice.

 
Poboljšanje radne okoline može se ostvariti u najmanje tri faze. Prvo, briga o buci mora se voditi u projektiranju uređaja. Nivo buke se najbolje kontrolira dok je moguće regulirati izvor buke, a to je teško kada je proizvod već gotov. Drugo, pri odabiru radne stanice za određeni posao, “niski nivo emitiranja buke” i “odsutnost diskretnih tonova” moraju biti jedni od od kriterija pri odabiru. Treće, kada je radna stanica već kupljena treba se paziti na mjesto instalacije jer i akustičnost sobe također može imati utjecaj na nivo buke.

Izvor: http://web.zpr.fer.hr/