Svaki nagli mehanički pokret nekog predmeta izaziva promjene tlaka zraka oko njega. Te se promjene šire kao valovi, jednako valovima na vodi.Ljudsko uho osjeća u određenom frekventnom području te valove kao zvuk.Glasnoća zvuka ovisi o jačini promjena tlaka zraka.Svaki tlak, pa tako i zvučni, mjeri se u Pascalima (Pa).

Najslabiji zvuk koji može osjetiti zdravo ljusko uho ima pritisak oko 20 µPa.Taj tlak, na razini tihog šapta, uzrokuje pomak membrane bubnjića manji od promjera jednog atoma.Najjači pritisak zvuka koji uho može podnijeti je oko milijun puta veći, oko 20 Pa (mlazni avion)Ovakav široki raspon je praktičnije prikazati pomoću logaritamskog odnosa u decibelima (dB):

16. Buka i vibracije

Ovakav široki raspon je praktičnije prikazati pomoću logaritamskog odnosa u decibelima (dB):Buka L (Loudness) preračunata u dB iznosi:

Gdje je: Px – zvučni tlak (µPa).Znači da je 1 dB = 20 µPa, tj. naslabiji zvuk koji čovjek može čuti.Ako se fizička jačina zvučnog tlaka (u Pa) udvostruči, glasnoća će se povećati samo za 6 dB.Npr. ako se zvuk od 80 dB pojača na 86 dB, tada se zvučni tlak zapravo udvostručio.

Visina tona zvuka (frekvencija) ovisi o broju promjena tlaka.Zdravo ljudsko uho čuje zvukove u rasponu od 16 - 20.000 Hz.Zvukove ispod 16 Hz osjećamo samo kao vibracije.Zvukove iznad 20.000 Hz ljudi ne mogu čuti, ali neke životinje mogu (psi). Zvukovi niskih frekvencija se čine tišima nego oni srednjih frekvencija.

Buka i vibracije

Razina glasnoće nekog zvuka (loudness level) jest razina zvučnog tlaka (sound pressure level, SPL) tona od 1 kHz koji je isto glasan kao taj zvuk. Jedinica takve dimenzije zove se "fon" (phon).Ljudsko uho je najosjetljivije u području 2.000 – 5.000 Hz.Ljudski govor je obično između 300 i 700 Hz, ali ima i piskavih suglasnika s 10.000 Hz.

Zbog različite osjetljivosti, vučni pritisak je slaba mjera za glasnoću kako je čuje ljudsko uho.Stoga se koriste ponderirane vrijednosti zvuka koje u većoj ili manjoj mjeri imitiraju osjetljivost ljudskog uha.

Buka i vibracije

Najčešće se koristi krivulja dB(A), jer daje najbližu procjenu glasnoće ljudskom uhu.

Slušanje je fenomen koji nastaje u mozgu.Uho je samo organ koji prima vanjske podražaje i šalje ih u mozak.

Buka i vibracije

Sluh ima važnu ulogu:– u komunikaciji s okolinom– u alarmiranju osobe na moguću opasnost:

Vrši buđenje, izaziva povećanu pozornost i odgovarajuću reakciju.Primjer: šetnja mirnom cestom – nailazak auta.

Ta se osobina može koristiti u planiranju sigurnosti pri opasnim situacijama.Bitno je brzo prepoznati opasne situacije, bez obzira radi li se o stacionarnom postrojenju, stroju ili avionu (ponovo stereotipi).Zvučno upozorenje mora biti takvo da odmah bude jasno da se radi o opasnosti.

Zvuk može izazvati probleme.Psihološki efekti:

• Opadanje pažnje• Poremećaj spavanja• Iritacija

Buka i vibracije

Ako je glasan i dugotrajan - remeti koncentraciju ili san.

Buka je neželjeni zvuk, odn. zvuk koji nam je neugodan.Buka može biti:• vanjska• unutrašnjaVanjsku buku stvaraju promet, industrija i susjedi.

Buka uličnog prometa mjerena iza zatvorenog prozora:

Buka i vibracije

Gustoća prometa Buka dB (A)

Dan Noć

Velika (glavna cesta) 65-75 55-65

Umjerena 60-65 50-55Umjerena 60-65 50-55

Mala (lokalne ceste) 50-55 40-45

Industrijska buka može biti vrlo jaka:Buka i vibracije

Unutrašnju buku stvaraju strojevi, uredski uređaji i ljudi.Različiti strojevi mogu proizvesti buku:

Buka i vibracije

U uredima se može očekivati buka:

Među uredskim uređajima kopirni uređaji i štampači spadaju u kategoriju bučnih strojeva:Buka i vibracije

Pri kratkotrajnoj izloženosti jakoj buci nastaje privremeno smanjenje slušnosti.Ako se radi o pucnju ili eksploziji, može doći do trajnog oštećenja stanica u unutrašnjem uhu.Trajna izloženost velikoj buci je čest uzrok gluhoće kao profesionalne bolesti.Slušni limen pokazuje sposobnost registriranja pojedinih frekvencija.Audiogram pokazuje ev. gubitak sluha:

Gubitak sluha obično počinje s frekvencijama iznad 4000 Hz.

Buka i vibracije

Privremeni gubitak sluha ovisi o trajanju buke:Npr. pri izloženosti buci od100 dB• nakon 10 min. uzrokuje gubitak – 16 dB• a nakon 100 min čak -32 dBOporavak traje 10% duže od vremena izloženosti buci.

Razumijevanje govora

Sporazumijevanje u bučnom okruženju je otežano.Kod govora nije dovoljno samo “čuti”, nego i “shvatiti” rečeno.Dokazano je, međutim, da čovjek može razumjeti rečenice i njihovo značenje a da ne čuje sve izgovorene slogove.Odnos broja uspješno “uhvaćenih” slogova S i broja “shvaćenih” rečenica:

Buka i vibracije

Razumijevanjem samo 20% slogova može se shvatiti 80% rečenica.Ta osobina čovjeka, da razumije smisao rečenice na osnovi svega nekoliko slogova, slična je već spomenutoj sposobnosti da može pročitati tekst s pomiješanim slovima (tipoglikemija).

Razumijevanje govora

Za sporazumijevanje u bučnom okruženju je bitna glasnoća onoga koji govori i razine okolne buke.Ovisnost razumijevanja slogova S o glasnoći govora P i buci N:

Buka i vibracije

Točkaste linije spajaju točke pri kojima su razlike između glasnoće govora P i buke N (P – N).Znači da je za razumijevanje slogova od 40 – 56% potrebna razlika od 10 dB.Prema dijagramu s prethodne strane to ipak omogućava razumijevanje 93 – 97% rečenica.Ova razina razumijevanja je zadovoljavajuća za većinu pogona i ureda.Uvjet je, znači, da je glas jači za min. 10 dB od vanjske buke.

Razumijevanje govora

Ako se radi o kompliciranim informacijama, s novim riječima, potrebna je veći stupanj razumljivosti slogova – oko 80%.Tada je potrebno da razlika između glasa i buke bude min. 20 dB.Uobičajene glasnoće govora na udaljenosti od 1 m iznose:

Buka i vibracije

Glasnoća (dB)

Tihi razgovor 60 – 65

Govornik na sastanku 65 -75

Predavač na predavanju 70 – 80

Npr. za standardnu razumljivost govora jačine 70 dB na udaljenosti od 1 m, buka ne bi smjela prelaziti 60 dB.Ako je komunikacija složenija s kompleksnijim riječima koje je teže razumjeti, okolna buka bi tada trebala biti niža od 50 dB.

glasno vikanje 80 - 85

Utjecaj buke na učinak

Neka istraživanja su pokazala:• Nakon smanjenja buke za 25 dB u jednoj radionici je škart smanjen za 50%.• U jednoj proizvodnji je smanjenje buke za 20 dB dovelo do povećanja proizvodnje za 30%.• Smanjenje buke u jednom daktilografskom birou od 25 dB rezultiralo s 30% manje tipfelera.Istraživanja buke u uredima su sadržavala pitanje:“Koja vas buka najviše smeta?”

Odgovori su prikazani grafički:

Buka i vibracije

Ne samo da je djelatnike najviše smetao razgovor, već to što su morali slušati sadržaj. Tuđa konverzacija smeta više od same jačine buke,.

Utjecaj buke na učinak

Ako se radi o čistom manualnom radu, izloženost buci nema većih efekata.Zato buka jako ometa koncentraciju, te je mentalni rad uglavnom otežan.Ipak, u nekim okolnostima buka može pomoći:U uvjetima kada se djelatnik treba koncentrirati, a ima mnogo ometajućih vanjskih utjecaja –dominantna buka ih može maskirati.Npr. ranije spomenuti razgovori u uredu, koji inače jako smetaju, mogu se maskirati umjerenom razinom buke.Zato se u nekim velikim uredima instaliraju posebni uređaji koji proizvode konstantni tzv. “bijeli šum” koji prikriva razgovore osoblja.

Buka i vibracije

Zaštita od buke

Ukratko ćemo spomenuti redoslijed kojim se treba boriti protiv buke na radnom mjestu.

1.Nestvaranje buke

Definitivno najbolji način zaštite od buke je nestvaranje buke.Osnovni je zadatak inženjera pokušati izvesti tehnološki proces na način da uopće ne koristi uređaje koji stvaraju buku.

Primjer iz brodogradnje:Nakon zavarivanja čeličnih limova uobičajeno je nastalu grubu površinu zavara zagladiti pomoću kutnih brusilica (“šlajferica”).

Buka i vibracije

pomoću kutnih brusilica (“šlajferica”).Ti uređaji, osim što su vrlo naporni za korištenje i ergonomski nepovoljni, stvaraju i veliku buku.Uvođenjem suvremenije tehnologije zavarivanja u tzv. zaštitnoj atmosferi (CO2 ili inertni plinovi) dobije se odmah vrlo glatki zavar.Iako je takvo zavarivanje nešto skuplje od klasičnog, dobivena su dva velika efekta:• Izbačen je jedan skup i zahtjevan tehnološki korak – brušenje.• Ukinut je veliki izvor buke.

Zaštita od buke

2. Smanjivanje buke na izvoru

Ako buku nije moguće eliminirati u startu, tada treba izolirati izvor buke.To se zove “kapsuliranje” – oblaganje izvora buke u zatvoreno kućište.Pri tome treba uvažiti dvije važne činjenice:• Buku izolira masa a ne vrsta materijala

Buku najbolje izoliraju teški materijali – olovo, čelik i sl.Znači da u debljini izolacijske stijenke treba biti što više mase.

• Svaka pukotina nesrazmjerno povećava buku izvora:Ako na nekoj površini napravimo otvor veličine samo 1% te površine, buka će se

Buka i vibracije

Ako na nekoj površini napravimo otvor veličine samo 1% te površine, buka će se povećati čak za 30%.

Zato treba izvor buke “obući” u potpuno nepropusno kućište.Eventualne otvore za prolaz cijevi, žica i sl. treba također zabrtviti na način kao da se radi o zaštiti od prodora vode.

Zaštita od buke

3. Sprečavanje širenja buke

Ako je buka izoliranog izvora još uvijek velika, treba joj spriječiti pristup u prostore gdje borave ljudi.Ovdje treba uzeti u obzir još dva saznanja:•Buka se smanjuje s kvadratom udaljenosti.

Urede i slične prostorije gdje borave ljudi treba smjestiti što dalje od bučnih postrojenja.• Buka se širi linearno.

Zato je ponekad dovoljno postaviti pregrade na putu širenja buke.Primjer – bukobrani uz autoceste kroz naselja.

Buka i vibracije

Primjer – bukobrani uz autoceste kroz naselja.Ponekad je racionalnije iskoristiti prostor tako da se i između izvora buke i ureda

postave neke građevine za koje buka nije bitan faktor – npr. Skladišta i sl.

Zaštita od buke

4. Smanjenje buke u prostoriji

Nakon što su iscrpljene sve prethodne mogućnosti smanjenja buke, potrebno je buku “ubiti” u samoj prostoriji apsorpcijom buke.

Za razliku od izolacije, apsorpcija se vrši oblaganjem zidova i stropova materijalima koji apsorbiraju zvuk – tzv. akustičnim pločama.

To su debele ploče od spužvastog materijala na površini oblikovanog u formu piramida ili stožaca.

5. Osobna zaštitna sredstva

Buka i vibracije

5. Osobna zaštitna sredstva

Tek na kraju dolaze na red osobna sredstva za zaštitu od buke:• Čepići za uši• Štitnici za uši (“slušalice”)• Šljemovi• Aktivna sredstva zaštite – elektronska kontra - buka

Vibracije

Vibracije su oscilacije mase oko fiksne točke.Zvuk je ona vibracija koju uspijevaju registrirati slušne stanice.Svako tijelo ima svoju vlastitu frekvenciju.Vlastita frekvencija je frekvencija kojom neko tijelo nakon pobude nastavi slobodno vibrirati.Rezonancija je poklapanje frekvencije vanjskih vibracija, kojima se pobuđuje neko tijelo, s vlastitom frekvencijom toga tijela.Do 2 HZ ljudsko tijelo oscilira kao jedinstvena masa.Iznad 2 Hz dijelovi tijela vibriraju prema svojim vlastitim frekvencijama:

Buka i vibracije

Vlastita frekvencija (Hz) Organ

3 - 4 Vratni kralješci3 - 4 Vratni kralješci

3 - 6 Trbuh

4 Lumbalni kralješci

4 - 6 Srce

5 - 30 Glava

10 – 18 Mokraćni mjehur

(Učestalo mokrenje)

20 – 70 Očne jabučice

(poteškoće s vidom)

Vibracije

Morska bolest je uzrokovana oscilacijama 0,2 – 0,7 HZ s najvećim utjecajempri 0,3 HZ.

Sindrom “bijeli prsti” – rad s alatima 40 – 300 HZ:Vibracije uzrokuju refleks mišića sfinktera u krvnim žilama- time sužavaju prolaz krvi – prsti postaju bijeli, hladni i utrnuti.

Buka i vibracije