Hałas to niezmiernie ważny temat, z którym wiele osób ma pewne problemy. Nie ma się co dziwić, gdyż w parametrach akustycznych panuje pewien pozorny "bałagan", z którego korzysta wielu producentów określając parametry akustyczne swojego produktu. Za pomocą modułu KOA programu IX CHART, postaram się wyjaśnić w możliwie prosty sposób zagadnienia dotyczące akustyki. Dla niektórych będzie to przypomnienie, ale jestem pewien że zajdzie się spora ilość osób które odkryją Amerykę na nowo :) Dodam jeszcze, że producenci urządzeń mają świadomość pewnych braków projektantów na tej płaszczyźnie i wykorzystują to z premedytacją, aby "ukryć" prawdziwe oblicze swojego produktu.
W akustyce mamy do czynienia z 2 podstawowymi pojęciami :
Poziom mocy akustycznej wyrażanej jako Lw, [dB] oraz
Poziom ciśnienia akustycznego Lp, [dB]
Z racji że nasze "przyrządy" pomiarowe otrzymane od natury nazwane uszami charakteryzują się pewną "głuchotą" na określone częstotliwości, a są bardziej wyczulone na inne częstotliwości wprowadzono charakterystykę "A" i wtedy poziom mocy i ciśnienia akustycznego są wyrażane jako Lw(A) i Lp(A). Ale zaraz, zaraz - mówimy o dwóch różnych wielkościach fizycznych, czyli mocy akustyczne i ciśnieniu akustycznym, a oby dwie wielkości są wyrażane w decybelach [dB], o co zatem chodzi? Sprawa jest dosyć prosta - nasze uszy rozpoznają wzrost głośności dopiero kiedy ciśnienie akustyczne lub moc akustyczna wzrośnie 10 razy w stosunku do poprzedniej wartości, czyli rozdzielczość naszych uszu, jest naprawdę imponująca.
Najniższa wartość ciśnienia akustycznego jakie jest w stanie zarejestrować ludzkie ucho wynosi p0=2*10^-5 Pa czyli 0,00002 Pa i jest to odpowiednik 0 dB. W związku z tym 1 dB to 2*10^-4Pa, ale już 100dB to poziom hałasu o wartości ciśnienia , które może zaskoczyć niejednego: p1=200000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000 Pa, czyli 2*10^95.
Widać zatem że bardzo niewygodne było operować wartościami ciśnienia czy mocy jako bezwzględnymi wartościami z tak przydługawymi liczbami i ktoś mądry wpadł na pomysł aby skorzystać z matematycznych właściwości logarytmu dziesiętnego, który elegancko skraca zapisy do takich które znamy. No ale nie każdemu logarytmy przypadły do gustu, bo ich algebra nie jest identyczna z algebrą podstawowych liczb, ale wystarczy się nauczyć ich podstawowych zależności matematycznych. Stąd wzięło się określenie "poziom ciśnienia akustycznego" i "poziom mocy akustycznej", bo odnoszą się do logarytmów tych liczb i są wyrażane w [dB] ale co do zasady ciśnienie akustyczne jest wyrażane w Pa, a moc, jak każda moc w Watach.
Teraz aby lepiej poczuć temat proponuję pomyśleć o akustyce, w analogi do naszych branżowych urządzeń grzewczych.
Niech moc akustyczna będzie odpowiednikiem mocy kotła, zaś ciśnienie akustyczne temperaturą. Patrząc na kocioł, który ma określoną moc, nie jesteśmy w stanie ocenić jaką temperaturę jest w stanie uzyskać w pomieszczeniu gdyż zależy od wielu czynników jak współczynniki przenikania ciepła, rodzaj wentylacji, ale jesteśmy w stanie to obliczyć i odwrotnie - będąc w jakimś pomieszczeniu i odczuwając jakąś temperaturę, nie jesteśmy w stanie powiedzieć o jakiej mocy kocioł, utrzymuje taką temperaturę.
Z hałasem jest analogicznie - poziom ciśnienia akustycznego to to, co słyszą nasze uszy, ale to co słyszymy zależy nie tylko od mocy źródła dźwięku ale również od:
chłonności akustycznej pomieszczenia,
kubatury pomieszczenia,
kierunku z którego dobiega dźwięk,
no i oczywiście odległości od źródła dźwięku (im dalej od ogniska tym chłodniej).
WNIOSEK jest zatem jeden - jedyną prawidłową wartością na którą należy zwracać uwagę porównując różne urządzenia pod kątem akustycznym to POZIOM MOCY AKUSTYCZNEJ! Jeśli producent podaje poziom ciśnienia akustyczne, to oznacza to tylko tyle że założył sobie jakąś chłonność akustyczną pomieszczenia i jakiś współczynnik kierunkowy i jakąś odległość w której mierzy hałas. Pytanie tylko czy te "jakieś" parametry opisują nasze pomieszczenie, bo jeśli nie to poziom hałasu będzie inny!
Aby lepiej to zobrazować poniżej przykład (bez nazw własnych producentów). Wziąłem jako przykład klimatyzator, ale może być to dowolne urządzenie emitujące hałas. Analiza zostanie wykonana oczywiście w programie IX CHART w module KOA. Mamy tu wszystko czego potrzeba do takich obliczeń.
Ponadto zakładam, że pomieszczenie ma wymiary 5x5x3 i stałe stanowisko pracy znajduje się 3m od klimatyzatora. Pomieszczenie jest wykończone w klimacie industrialnym, bez zasłon, wykładzin jedynie z niewielką ilością mebli.
Tu producent podaje hałas tak (dla klimatyzatora 3,5kW):
W odległości 1m od jednostki poziom ciśnienia akustycznego wynosi maksymalnie 46db(A). Problem tylko że nie wiemy jakie parametry przyjęto aby określić ten hałas i de facto nie powinno się brać takich danych za rzetelne.
Inny producent tu podaje tak:
Tu już mamy poziom mocy akustycznej (super) i poziom ciśnienia ale tu z kolei producent nie podał w jakiej odległości mierzy ten hałas itd. Dlatego jedynym wymiernym parametrem to poziom mocy akustycznej.
Wrzućmy to teraz do IX CHART'a i sprawdźmy jak to będzie w naszym przypadku. Dla pierwszego przykładu będzie ciężko coś wywnioskować, bo nie ma mocy akustycznej. Dla drugiego przypadku już tak.
Zatem poniżej wyniki dla drugiego przypadku:
I co się okazało ? Producent zadeklarował że najwyższy poziom ciśnienia hałasu to 39dB(A), a w naszym przypadku wyszło 50,4dB(A) - To ogromna różnica prawda!
Sprawdźmy z ciekawości iteracyjnie dla jakich warunków pomieszczenia możliwe by było osiągnięcie wartości 39dB(A).
Taki wynik udało mi się osiągnąć dopiero dla znacznie większego pomieszczenia o wymiarach 15x15x4m i dla współczynnika pochłaniania równego 0,4 który charakteryzuje pomieszczenia bardzo dobrze wytłumione.
A w katalogu wyglądało to tak dobrze:) Dlatego jest niezmiernie ważne aby świadomie podchodzić do kwestii akustycznych, a najlepszym narzędziem jest tu IX-CHART ;).
Jeśli artykuł wniósł coś pozytywnego dla Twojego rozwoju, i chcesz, aby strona dalej się rozwijała na której dzielę się swoją wiedzą, daj łapkę w górę, zostaw komentarz lub udostępnij. No i oczywiście możesz pomóc mi i sobie poprzez zakup licencji lub możesz postawić mi kawę:)