Wpływ hałasu na człowieka

Transkrypt

1 Zagadnienia Wpływ hałasu na człowieka dźwięk jako fala mechaniczna charakterystyka zdolności słyszenia człowieka definicja i rodzaje hałasu wpływ hałasu na organizm człowieka sposoby ograniczania naraŝenia na hałas Marcin Kuliński Laboratorium Ergonomii Politechnika Wrocławska marcin.kulinski@pwr.edu.pl 2/27 Czym jest dźwięk? Dźwięk definicja Zmiany w ciśnieniu powietrza, rozchodzące się sferycznie od źródła, wywołujące wraŝenia słuchowe infradźwięki (zmiany ciśnienia o częstotliwości poniŝej zakresu słyszalności człowieka) dźwięki słyszalne ultradźwięki (zmiany ciśnienia o częstotliwości powyŝej zakresu słyszalności człowieka) 3/27 4/27 tony (dźwięki proste) Rodzaje dźwięków Fizyczne parametry dźwięku natęŝenie dźwięku odpowiada za wraŝenie głośności dźwięku, zaleŝy od zakresu zmian ciśnienia akustycznego (od do 10 2 Pa), ze względów praktycznych wyraŝane na skali logarytmicznej (db) jako poziom natęŝenia dźwięku dźwięki złoŝone (wielotonowe) głośność dźwięku wraŝenie słuchowe wyraŝane najczęściej w fonach; punktem odniesienia fonowej skali głośności jest ton o częstotliwości 1000 Hz i poziomie ciśnienia akustycznego 40 db, któremu przyporządkowano głośność 40 fonów wysokość dźwięku odczucie słyszalnej częstotliwości dźwięku szumy barwa dźwięku związana ze strukturą fizyczną fali (przebiegiem zmian ciśnienia w czasie), zaleŝy od właściwości widmowych (np. występowanie składowych harmonicznych) oraz charakterystyki czasowej dźwięku 5/27 6/27

2 Przykładowe poziomy natęŝenia dźwięku źródło dźwięku ciśnienie akustyczne [Pa] poziom natęŝenia dźwięku [db] odrzutowiec słyszany ze 100 metrów młot pneumatyczny słyszany z 1 metra 2 ~100 duŝa, ruchliwa ulica z 10 metrów samochód osobowy z 10 metrów telewizor z 1 metra ~60 rozmowa z 1 metra cichy pokój spokojny oddech próg słyszalności przy 1kHz /27 Funkcje zmysłu słuchu Częstotliwościowy zakres słyszalności główny zmysł obronny, jako jedyny umoŝliwia odbiór bodźców docierających z odległych, często niewidocznych, źródeł, niezaleŝnie od ich połoŝenia w przestrzeni pozwala lokalizować potencjalnie niebezpieczne obiekty w przestrzeni dzięki moŝliwościom oceny kierunku i odległości w przypadku określonych dźwięków alarmuje cały organizm, przygotowując go do podjęcia odpowiedniej akcji (zakodowany ewolucyjnie mechanizm walka lub ucieczka ) stanowi system naprowadzający dla zmysłu wzroku wraz z aparatem mowy umoŝliwia komunikację międzyludzką u ludzi młodych, normalnie słyszących wynosi maksymalnie od 16 Hz do 21 khz (ograniczenia związane z budową anatomiczną ucha) wraz z wiekiem górna granica częstotliwości obniŝa się do poziomu 16 lub nawet 10 khz, dolna nie ulega większym zmianom odpowiednia czułość w zakresie od 2 do 4 khz decyduje o zrozumiałości mowy i słyszalności sygnałów ostrzegawczych 9/27 10/27 Czułość narządu słuchu Czułość narządu słuchu cd. dla tonów o częstotliwości 1000 Hz próg słyszalności (wraŝenia) odpowiada ciśnieniu akustycznemu na poziomie Pa i natęŝeniu W/m 2, co przyjęto za poziom odniesienia (0 db) dla bodźców słuchowych u ludzi młodych próg bólu wynosi ok. 120 db (20 Pa, 1 W/m 2 ) względem progu słyszalności dla tonu o częstotliwości 1000 Hz u ludzi starszych oraz z uszkodzeniami narządu słuchu próg bólu podwyŝsza się o 10 do 20 db w zakresie od 3 do 5 khz ucho ludzkie przejawia największą czułość, jeśli chodzi o próg słyszalności, oraz najmniejszą tolerancję odnośnie progu bólu dźwięki w tym paśmie odbierane są jako głośniejsze pomimo tego, Ŝe generowane są przez podobne poziomy energii, co dźwięki w paśmie niŝszym i wyŝszym 11/27 12/27

3 Subiektywna głośność dźwięku Hałas definicja głośność odbierana subiektywnie zaleŝy, prócz poziomu natęŝenia, równieŝ od częstotliwości dźwięku oraz czasu jego trwania pojęcie fonu wprowadza kompensację ze względu na charakterystykę częstotliwościową ucha ludzkiego skala sonowa przedstawia głośność subiektywną, uliniowioną dwukrotna róŝnica wartości oznacza dwukrotną róŝnicę w odbieranej głośności dźwięku NiepoŜądane, nieprzyjemne, dokuczliwe, uciąŝliwe lub szkodliwe dźwięki oddziałujące na sam narząd słuchu, układ nerwowy oraz inne części organizmu człowieka. hałas uciąŝliwy, nie wywołujący trwałych skutków w organizmie hałas szkodliwy, wywołujący trwałe skutki lub niosący ryzyko ich wystąpienia 13/27 14/27 Rodzaje hałasu ustalony (poziom zmienia się w czasie nie więcej niŝ o 5 db) nieustalony (dźwięki przerywane lub poziom zmienny o więcej niŝ 5 db) impulsowy (jedno lub wiele zdarzeń dźwiękowych, kaŝde o czasie trwania mniejszym niŝ 1 s) infradźwiękowy (zakres od 2 do 50 Hz) ultradźwiękowy (zakres od 10 do 100 khz) RównowaŜny poziom dźwięku A wielkość stosowana do scharakteryzowania hałasu zmieniającego się w czasie lub zmiennej ekspozycji na hałas definiowany jako uśredniona wartość poziomu hałasu zmiennego w czasie, która odpowiada reakcji narządu słuchu naraŝonego na działanie hałasu o stałym poziomie i w równowaŝnym przedziale czasu skorygowany względem tzw. krzywej słyszenia A przemysłowy komunalny (w pomieszczeniach mieszkalnych, miejscach uŝyteczności publicznej i terenach wypoczynkowych) komunikacyjny (w środkach komunikacji indywidualnej i zbiorowej) 15/27 16/27 Wpływ hałasu na organizm człowieka Oddziaływanie hałasu na narząd słuchu poziom natęŝenia powyŝej 80 db(a) moŝe uszkodzić narząd słuchu oddziaływanie na narząd słuchu fizjologiczne reakcje pozasłuchowe skutki psychologiczne skutki działania hałasu kumulują się w czasie ciągła ekspozycja jest bardziej szkodliwa niŝ przerywana (procesy regeneracyjne) szczególna szkodliwość hałasu impulsowego (zbyt wolna reakcja mięśnia strzemiączkowego i napinacza błony bębenkowej ~150 ms brak ochrony) najgroźniejszy jest hałas o częstotliwościach składowych w zakresie 3-5 khz (pasmo największej czułości ucha) uszkodzenia: perforacja błony bębenkowej, zwichnięcia i złamania kosteczek słuchowych, czasowe lub trwałe podwyŝszenie progu słyszenia (uszkodzenie błony podstawnej i komórek słuchowych aparatu Cortiego) 17/27 18/27

4 Dozwolone czasy ekspozycji na hałas Ryzyko utraty słuchu przy róŝnych poziomach hałasu Poziom natęŝenia db(a) Maksymalny czas ekspozycji godz godz godz godz godz min min. 19/27 20/27 Fizjologiczna odpowiedź na hałas Długofalowe skutki o charakterze fizjologicznym wzrost stęŝenia adrenaliny, noradrenaliny i kortyzolu we krwi (hormony walki lub ucieczki) wzrost stęŝenia glukozy we krwi wzrost częstości skurczów serca i ciśnienia tętniczego krwi zwiększenie minutowej wentylacji płuc skurcz obwodowych naczyń krwionośnych wyłączenie układu trawienia odruchy motoryczne (skurcze mięśni zmieniające postawę ciała) powyŝej 75 db(a) występuje ryzyko pojawienia się zaburzeń równowagi, dotyku, zawęŝenia pola widzenia przewlekłe zmęczenie fizyczne zawroty i bóle głowy zaburzenia snu dyspepsja (przewlekła niestrawność) bóle klatki piersiowej bóle mięśni negatywne zmiany w działaniu układu immunologicznego zwiększone prawdopodobieństwo rozwoju nadciśnienia tętniczego (juŝ od db(a)!), choroby niedokrwiennej serca, choroby wrzodowej 21/27 22/27 Skutki psychologiczne uczucie rozdraŝnienia i irytacji, zmienność nastrojów spadek wydolności psychicznej, zmęczenie psychiczne wydłuŝony czas reakcji obniŝona precyzja ruchów natęŝenie na poziomie db(a) powoduje rozproszenie uwagi, utrudnia pracę i zmniejsza jej wydajność zmniejszona zrozumiałość i maskowanie mowy oraz dźwiękowych sygnałów bezpieczeństwa (przy poziomie hałasu db(a) rozmowa wymaga podniesienia głosu, przy db(a) jest bardzo utrudniona, a powyŝej 100 db(a) werbalne porozumiewanie jest niemoŝliwe) Sposoby ograniczania hałasu ograniczenie powstawania hałasu (emisja) zmiany w procesach technologicznych automatyzacja pracy (dźwiękoizolacyjne kabiny sterownicze) wyciszanie maszyn (dokładne wywaŝenie elementów ruchomych, aerodynamika wlotów i wylotów powietrza, materiały tłumiące) osłabienie rozprzestrzeniania się hałasu (transmisja) ekrany i pułapki dźwiękochłonne (odpowiednie przekierowanie fali dźwiękowej i jej wytłumienie) wydzielone i izolowane pomieszczenia dla maszyn emitujących hałas środki ochrony indywidualnej (imisja) wkładki przeciwhałasowe jednorazowego i wielorazowego uŝytku nauszniki i hełmy 23/27 24/27

5 Przykład zastosowania ekranów i pułapek Zasada działania aktywnych systemów redukcji hałasu źródło hałasu fala kompensowana fala o zredukowanej składowej hałasu źródło wtórne fala kompensująca 25/27 26/27 Indywidualne ochronniki słuchu wkładki (wielo- i jednorazowe) nauszniki pasywne nauszniki aktywne 27/27