6-3. Hałas. Hałas infradźwiękowy i hałas ultradźwiękowy

Hałas - każdy niepożądany dźwięk który może być uciążliwy lub szkodliwy dla zdrowia lub zwiększyć ryzyko wypadku przy pracy.

Z fizycznego punktu widzenia, dźwięki są to drgania mechaniczne ośrodka sprężystego (gazu, cieczy lub ośrodka stałego). Drgania te mogą być rozpatrywane jako oscylacyjny ruch cząstek ośrodka względem położenia równowagi, wywołujący zmianę ciśnienia ośrodka w stosunku do wartości ciśnienia statycznego (atmosferycznego).

Ta zmiana ciśnienia (czyli zaburzenie równowagi ośrodka) przenosi się w postaci następujących po sobie lokalnych zagęszczeń i rozrzedzeń cząstek ośrodka w przestrzeń otaczającą źródło drgań, tworząc falę akustyczną.

Różnica między chwilową wartością ciśnienia w ośrodku przy przejściu fali akustycznej a wartością ciśnienia statycznego (atmosferycznego) jest zwana ciśnieniem akustycznym p, wyrażanym w Pa (6-3. slajd 1).

6-3. slajd 1

Ze względu na szeroki zakres zmian ciśnienia akustycznego - od 2 · 10^-5 do 2 · 10³ Pa powszechnie stosuje się skalę logarytmiczną i w konsekwencji używa się pojęcia poziom ciśnienia akustycznego L, wyrażany w dB  (6-3. slajd 2).

6-3. slajd 2

Wszystkie wielkości charakteryzujące ekspozycję (narażenie) na hałas w środowisku pracy, o których będzie mowa w dalszych częściach tego rozdziału, tj.: maksymalny poziom dźwięku A, szczytowy poziom dźwięku C, równoważny poziom dźwięku A, poziom ekspozycji na hałas odniesiony do 8-godzinnego dnia tub tygodnia pracy, są wielkościami pochodnymi poziomu ciśnienia akustycznego (patrz 6-3.4. Załącznik), (6-3. slajd 3, 6-3. slajd 4, 6-3. slajd 5).

6-3. slajd 3

6-3. slajd 4

6-3. slajd 5

Z propagacją fali akustycznej w ośrodku jest związana transmisja energii zaburzenia. Energię fali akustycznej charakteryzują następujące wielkości:

• moc akustyczna źródła będąca miarą ilości energii wypromieniowanej przez źródło w jednostce czasu, wyrażana w W,
• natężenie dźwięku, czyli wartość mocy akustycznej przepływającej przez jednostkową powierzchnię prostopadłą do kierunku rozchodzenia się fali akustycznej, wyrażane w W/m².

Podobnie jak w przypadku ciśnienia akustycznego, ze względu na szeroki przedział zmienności wartości mocy akustycznej i natężenia dźwięku, stosuje się skalę logarytmiczną oraz pojęcia: poziom mocy akustycznej i poziom natężenia dźwięku, wyrażane w dB (patrz 6-3.4. Załącznik).

Poziom mocy akustycznej jest podstawową wielkością charakteryzującą emisję hałasu źródła. Stąd też, jest stosowany do oceny hałasu maszyn. Wyznacza się go na podstawie pomiarów ciśnienia akustycznego lub natężenia dźwięku.

W uproszczeniu można powiedzieć, że hałas stanowi zbiór dźwięków o różnych częstotliwościach i różnych wartościach ciśnienia akustycznego. Rozkład dźwięków złożonych na sumę dźwięków prostych (tonów) nazywamy wyznaczaniem widma lub analizą widmową (częstotliwościową) hałasu.

Ze względu na zakres częstotliwości rozróżnia się (6-3. slajd 6, 6-3. slajd 7):

• hałas infradźwiękowy, w którego widmie występują składowe o częstotliwościach infradźwiękowych od 1 do 20 Hz,
• hałas słyszalny (hałas w zakresie słyszalnym, hałas w zakresie częstotliwości słyszalnych), w którego widmie występują składowe o częstotliwościach słyszalnych od 20 do 20 000 Hz,
• hałas ultradźwiękowy, w którego widmie występują składowe o wysokich częstotliwościach słyszalnych i niskich ultradźwiękowych - od ok. 10 do ok. 40 kHz.

6-3. slajd 6

6-3. slajd 7 

Ze względu na przebieg w czasie, hałas określa się jako ustalony lub nieustalony (zmienny w czasie, przerywany). Rodzajem hałasu nieustalonego jest tzw. hałas impulsowy, składający się z jednego lub wielu zdarzeń dźwiękowych, każde o czasie trwania mniejszym niż 1 s.

Ze względu na charakter oddziaływania hałasu na organizm człowieka, wyróżnia się hałas uciążliwy nie wywołujący trwałych skutków w organizmie oraz hałas szkodliwy wywołujący trwałe skutki lub powodujący określone ryzyko ich wystąpienia.

Istnieją również inne podziały hałasu, np. podział uwzględniający przyczynę jego powstania i klasyfikację jego źródeł. Wyróżnia się, np.: hałas aerodynamiczny, powstający w wyniku przepływu powietrza lub innego gazu oraz hałas mechaniczny, powstający wskutek tarcia i zderzeń ciał stałych, w tym głównie części maszyn. Stosowany jest także podział ze względu na środowisko, w którym hałas występuje. Hałas w przemyśle, zwany jest hałasem przemysłowym, hałas w pomieszczeniach mieszkalnych, miejscach użyteczności publicznej i terenach wypoczynkowych - hałasem komunalnym, a w środkach komunikacji - hałasem komunikacyjnym.