1 BUKA Rijeka

1. B U K A (FIZIKALNE ŠTETNOSTI I DIO)

Veleučilište u Rijeci – Odjel Sigurnosti na radu A. Regent

FIZIKALNE ŠTETNOSTI – 1 :

BUKA
LITERATURA



1- Sever, S.: Fizikalne štetnosti, skripta VŠSR, IPROZ, Zagreb, 2007.



2- Radanović, B.: Fizikalne štetnosti – Buka, skripta VŠSR, IPROZ Zagreb, 1999.







 



3- Inggemansson, S., Elvhammar, H.: Zaštita od buke: načela i primjena, ZIRS, Zagreb, 1995. 4- South, T.: Managing Noise and Vibration at Work, A practical guide to assessment, measurement and control, Elsevier-Butterworth-Heinemann, Oxford etc. 2004. 5- Čudina, M.:Tehnična akustika – Merjenje, vrednotenje in zmanjševanje hrupa in vibracij, Fakulteta za strojništvo, Ljubljana, 2001. 6- Gspan, P.: Varstvo okolja I – 2.del, skripta FKKT, Ljubljana 1997. – dio Hrup 7- Šarić, M., Žuškin, E.: Medicina rada i okoliša, Medicinska naklada, Zagreb, 2002. – poglavlje Buka i akustična trauma 8- Kroemer, K.H.E., Grandjean, E.: Prilagođavanje rada čovjeku – Ergonomski priručnik, Naklada Slap, Sveučilište u Splitu, 2000. poglavlje Buka i vibracije



9- Bošnjaković, R.: Redukcija buke, Delo, Ljubljana ≈ 1985.



10- Jelaković, T.: Zvuk, sluh, arhitektonska akustika, Školska knjiga, Zagreb 1978.

Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

2



11- Parkin, P.H., Humphreys, H.R.: Akustika, buka i zgrade, Građevinska knjiga, Beograd, 1969.



12- +++: Tehnička enciklopedija, Leksikografski zavod „Miroslav Krleža“, Zagreb



13- Zakon o zaštiti od buke, (NN 30/09)



14- Pravilnik o zaštiti radnika od izloženosti buci na radu, (NN 46/08)







 





15- Pravilnik o najvišim dopuštenim razinama buke u sredini u kojoj ljudi rade i borave, (NN145/04) 16- Pravilnik o uvjetima koje moraju ispunjavati organizacije za mjerenje i predviđanje buke u sredini u kojoj ljudi rade i borave, (NN 37/90, 15/91) 17- Pravilnik o djelatnostima za koje je potrebno utvrditi provedbu mjera zaštite od buke, (NN 91/07) 18- Pravilnik o stručnom ispitu iz područja zaštite od buke, (NN91/07) 19- Pravilnik o uvjetima glede prostora, opreme i zaposlenika pravnih osoba koje obavljaju stručne poslove zaštite od buke, (NN 91/07) 20- Directive 2003/10/EC of the European Parliament and of the Council of 6 February 2003 on the minimum health and safety requirements regarding the exposure of workers to the risk arising from physical agents (noise) 21- www.bk.com

Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

3

SADRŽAJ: 

1. 1.1 1.2 1.3 1.4

UVOD Što je buka Zvuk i sluh Čovjek i buka Eksponencijalna i logaritamska krivulja



2. 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6

ZVUK Što je zvuk Osobine zvuka Valna svojstva zvuka Osnovni pojmovi: tlak, snaga, intenzitet, razine, percepcija Zbrajanje zvučnih razina Oduzimanje zvučnih razina

Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

4



3. PERCEPCIJA BUKE 3.1 Uho i slušanje 3.2 Djelovanje buke na ljude



4. 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5

MJERENJE I OCJENJIVANJE BUKE Osnovne karakteristike buke Mjerenje buke Ocjenjivanje buke Najviše dopuštene razine buke Direktiva 2003/10/EC



5. 6.

ZAŠTITA OD BUKE PRIMJERI RJEŠENJA ZAŠTITE OD BUKE



Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

5

1. UVOD 

1.1 Što je buka ?



Buka je svaki neželjeni zvuk (subjektivan pristup)







Buka je zbir zvukova koje čovjek subjektivno doživljava kao neugodan i neprijatan za sustav osjeta zvuka Buka na radnom mjestu ili u okolišu je zvuk koji kombinacijom svojeg intenziteta, trajanja, frekvencije i dr. prelazi propisima ili preporukama dopuštene granice Na simpoziju o buci (Bled, 10/2005) izneseno je : 1. Najveći broj profesionalnih oboljenja su posljedica buke 2. 50% građana EU izloženo je štetnoj buci 3. 20% građana EU izloženo je buci > 85 dBA (gornja upozoravajuća granica).

Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

6

4. 10% građana EU je nagluho 5. 10% mladih iznad 20 godina ima oštećen sluh 6. U Sloveniji: od ≈ 750 000 radnika  96 000 ugroženo je bukom ( populacija RH je cca 2 x veća) 7. Trošak zaštite u Sloveniji je: ≈ 800-900 miliona Eura 8. Ulaganje u zaštitu od buke se vraća poslodavcu/društvu: Redukcija buke za 10dB
* produktivnost +12% * bolovanja – 20% * fluktuacija radnika – 60% 9. Zapošljavanje radnika bez audiograma  pri odštetnom zahtjevu sud pretpostavlja da je sluh u početku bio neoštećen 10. Odšteta za gubitak sluha: > 20 000 Eura Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

7

1.2 Zvuk i sluh 

Zvuk je neodvojivi dio čovjekovog okoliša.



Pomaže pri shvaćanju, snalaženju, djelovanju – nosi informaciju



 

Informacija  * željena * neželjena (buka) Zvučne informacije prima osjetilo sluha (slušni organ, sustav) Organ sluha – jedan je od najsloženijih organa čovjeka: * Obuhvaća pojas od cca 16 – 20 000 Hz (> 10 oktava) * Obuhvaća jakosti od 10-12 – 102 W/m2 (1014 puta) * S dva uha određuje smjer izvora zvuka – prostorno snalaženje * Pomaže pri održavanju ravnoteže

Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

8

1.3 Čovjek i buka 

Utjecaj buke na čovjeka: * Neprijatnost  otežava život i rad * Ometanje  umor, smanjena produktivnost i koncentracija * Šteta  oštećenje sluha, kardivaskularnog sustava i dr. * Sigurnost  smanjena razumljivost komuniciranja



Buka je sve veći problem civilizacije



Izvori buke (neprirodne) su strojevi i uređaji (civilizacija)



Donesen niz propisa i normi usmjerenih ka zaštiti



Rješavanje problema zaštite od buke traži primjenu niza fizikalnih veličina, tehničkih i medicinskih pojmova itd. Problemi su multidisciplinarni

Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

9



Zaštita traži (kombiniranu) primjenu:  tehničkih i tehnoloških mjera  organizacijskih mjera  medicinskih mjera  socijalno-psiholoških mjera







Traži se optimum (kompromis) različitih suprotstavljenih zahtjeva (tehničkih, tehnoloških, zdravstvenih, ekonomskih, ...) Ljudski organizam ima vrlo složeni odziv na jakost, vrijeme djelovanja i na frekvencijski sadržaj zvučnog podražaja (buku) Ljudi imaju vrlo različitu osjetljivost. Zbog potreba propisa i normi, svi pokazatelji buke su statistički i odnose se na prosjeke ljudske populacije

Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

10



Problem
kako izraziti buku objektivnim fizikalnim veličinama ?



Objektivna mjerila potrebna su za:  mjerenje, ocjenjivanje, usporedbu parametara  normiranje i propisivanje (pitanje reprezentativnosti)  zaštitu radnika i populacije općenito



Mjerila (mjerenja) moraju biti jednostavna i jednoznačna, ali što bliža subjektivnom osjetu i efektu zvuka na čovjeka

Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

11

1.4 Eksponencijalna i logaritamska funkcija  Eksponencijalna funkcija y = f(x) = ax (a > 0 ; a ≠ 1)

a → baza

f (0) = a0 = 1 Područje definicije x:

od - ∞ do +∞

Područje vrij. funkcije: od 0 do + ∞ Primjeri: y = 2x ; y = 2-x = 1/2x y = ex ; y = e-x Za vježbu nacrtati funkcije: y = 2x y = (1/2)x

Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

a>1 00 logaax = x → log1010x = x

a loga x = x → 10log x = x 10

logaa = 1 loga1 = 0 log10x = log x log (mn) = log m + log n log (m:n) = log m – log n log mn = n log m 1 log n m = n log m a>1 0T2
c1>c2 Temperatura normalno opada s visinom.

Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

30

2.4 Osnovni pojmovi: tlak, snaga, intenzitet, razine, percepcija, spektri 

Zvučni tlak je izmjenični (oscilirajući) tlak – superponira se atmosferskom tlaku.

Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

31



Efektivna vrijednost zvučnog tlaka u nekoj točki prostora u vremenskom intervalu T = (t2 – t1) je : p2 = pef2

1 =T

t2

∫ p (t )dt 2

t1



1 pef = T

t2

2 p ∫ (t )dt t1

Ljudsko uho percipira zvučni tlak u rasponu tlakova 1 : 107
* p = 20 µPa → prag čujnosti pri 1000 Hz * p = 200 Pa → prag bola

Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

32

Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

33

Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

34



Razina zvučnog tlaka (Lp) p2 Lp = 10 log 2 p0

= 20 log

p p0

[dB]

p – stvarni zvučni tlak [Pa] po – referentni zvučni tlak [20 µPa] Pri 1 kHz po = 20 µPa je ≈ prag čujnosti (prosječni).

Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

35



p2 Poopćena jednadžba za razliku razina : ∆L(p1,p2) = 20 log p1

Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

36

* Najmanja zamjetljiva razlika glasnoće:

p2/p1 = 10∆L/20 = 1,41 (3 dB)

* Primjetna razlika glasnoće:

p2/p1 =

1,78 (5 dB)

* Točkasti izvor na polovičnoj udaljenosti: p2/p1 =

2,00 (6 dB)

* Dvostruka osjetna razlika glasnoće:

p2/p1 =

3,16 (10 dB)

* Velika razlika glasnoće:

p2/p1 =

5,62 (15 dB)

* Četverostruka osjetna razlika glasnoće: p2/p1 =

10,00 (20 dB)

* Osmerostruka osjetna razlika glasnoće: p2/p1 =

31,6 (30 dB)

* 16-erostruka osjetna razlika glasnoće:

Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

p2/p1 =

100,0 (40 dB)

37



Razina zvučne snage (Lw) W• Lw = 10 log • [dB] W0

W • - zvučna snaga izvora [W] W0• - referentna zvučna snaga = 1 pW = 10-12 W - Zvučna snaga je ukupna zvučna snaga izvora u nekom frekventnom pojasu. - Zvučna snaga je temeljna karakteristika izvora. - Ne ovisi o okolini (ostali izvori, apsorpcija itd.) - Zvučni tlak ovisi o  * zvučnoj snazi * karakteristikama polja

Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

38



Razina zvučnog intenziteta (LI) I LI = 10 log [dB] I0

I – intenzitet zvuka je tok zvučne energije u nekom smjeru kroz jediničnu površinu plohe okomite na smjer širenja zvuka u jedinici vremena [W/m2]. Io – referentni zvučni intenzitet = 1pW/m2 = 10-12 W/m2 

U zraku je razina zvučnog intenziteta (jakosti) približno jednaka razini zvučnog tlaka: LI ≈ Lp za praksu prihvatljivo (u slobodnom zvučnom polju)

Razine zvučnog tlaka i intenziteta ovise o vrsti izvora i udaljenosti od njega. Izvori zvuka
* točkasti * linijski Veleučilište u Rijeci 39 * plošni Odjel Sigurnost na radu 

Na udaljenosti r ≥ 1,4 Dmax - većina izvora su kao izotropni točkasti Dmax = najveća dimenzija izvora r = udaljenost od izvora Vrste izvora

Točkasti izvor: za r2 = 2r1 → Lp2 = Lp1 – 6 dB Linijski izvor: za r2 = 2r1 → Lp2 = Lp1 – 3 dB Plošni izvor: Lp ≈ konst. Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

40



Percepcija zvuka Promjena u percepciji: ∆E proporcionalna je relativnoj promjeni stimulusa (podražaja) ∆R/R . ∆E = k ⋅

∆R R

k = konstanta proporcionalnosti Ro= prag stimulusa

Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

41



Općenito je percepcija visine tona i glasnoće zvuka : E = 2,3 k log

R R0

= k ln (R/R0)

R0 = stimulus na pragu percepcije Za frekvenciju : razlika 100 Hz  125 Hz

≈ razlici 1000 Hz  1250 Hz

Za glasnoću : razlika 1 mPa  2 mPa

≈

Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

razlici 5 mPa  10 mPa

42



Zvučni spektri Zvučni spektar je prikaz veličine (može i faze) komponenata složenog zvuka prema frekvencijama. Dobije se razlaganjem funkcije zvuka po frekvencijama. * Čisti ton je sinusoidalno zvučno titranje, harmoničko titranje; ima linijski spektar (1 frekvenciju) * Složeni ton je periodično neharmoničko titranje. Može se Fourierovom analizom rastaviti na čiste tonove: osnovni ton (f) i više harmonike (n·f). Ima linijski spektar s više frekvencija. * Šum je neperiodično titranje sa slučajnom vremenskom distribucijom. Pojava zvuka je neperiodična i nepravilna, nema diskretne frekvencije ni stalne amplitude. Spektar je kontinuiran. Buka ima složeni (miješani) spektar.

Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

43

Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

44





Oktava je jedinica frekvencijskog intervala, frekvencijski pojas kojem su granične frekvencije fg = 2 fd . Terca je 1/3 oktave, frekvencijski pojas s omjerom fg/fd = 3 2

.

Spektralna analiza zvuka provodi se po frekvencijskim pojasevima. Za osnovnu analizu služe pojasni filtri širine 1 oktave ili 1 terce.

Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

45

Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

46



2.5 Zvučno polje - Zvučno polje je prostor u kojem postoji zvučni tlak. - Zvučni tlak u nekoj točki zvučnog polja ovisi o zvučnoj snazi izvora i o okolini (plohama koje reflektiraju / apsorbiraju zvuk). * Blisko polje – velike promjene pef uz malu promjenu položaja * Slobodno polje – Lp opada ≈ lin. s log udaljenosti (za r > 2 Dmax); ∆Lp = ∆L(r1,r2) = 20 log (r2/r1) ∆Lp = - 6 dB za dvostruku udaljenost * Difuzno polje – pef ≈ konst. (reverberantno, ječno).

Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

47

p2 ρ⋅c

Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

W• 4πr 2

48



Slobodno zvučno polje Najjednostavnije je zvučno polje: podalje od izvora, gdje nema refleksija, a apsorpcija je zanemariva (otvoreni prostor).

p2 Intenzitet zvuka (1) : I = ρ ⋅c Može se dokazati da je

Lp – LI = 0,11 dB

W• Intenzitet zvuka (2) : I = 4π r 2

Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

 Lp ≈ LI za praksu

[W/m2]

49



Uz Lp = LI može se iz gornje relacije izvesti (za točkasti izvor): Lp(r) = Lw – 20 log r – 11 [dB] Za r2 = 2r1
Lp(r2) = Lp(r1) - 6 [dB]



Za linijski izvor duljine l : Lp(r) = Lw – 10 log l – 10 log r – 8 [dB] Za r2 = 2r1
Lp(r2) = Lp(r1) – 3 [dB]

Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

50



Zvučno polje u blizini ploha - Ako je izotropni (neusmjereni) izvor zvuka u blizini ravne plohe (tlo), zvučna energija se reflektira i sva snaga se širi u prostor jedne polukugle (ako nema apsorpcije) :

W• I= 2r2π

pa je 

Lp(r) = Lw – 20 log r – 8

- Ako je izvor zvuka u blizini presjecišta 2 ravne plohe (npr. pod i zid), sva zvučna snaga ide u ¼ prostora. - Ako je izvor zvuka u blizini presjecišta 3 ravne plohe (kut prostorije), sva zvučna snaga ide u 1/8 prostora. - Razina zvuka i blizu ploha pada 6 dB udvostručivanjem udaljenosti Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

51



Općenito je:

Lp(r,Q) = Lw + 10 log Q – 20 log r – 11

Q - je faktor usmjerenosti izvora 10 logQ – indeks usmjerenosti, daje razliku razina zvučnog tlaka s plohama i bez ploha u slobodnom polju Alternativno: Lp(r,Q) = Lp(r) + 10 log Q Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

52



Kod linijskog izvora zvuka smještenog blizu 1 reflektirajuće plohe: Lp(r) = Lw – 10 log l – 10 log r – 5

Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

53



Difuzno zvučno polje Zvučni tlak u nekoj točki prostorije je zbroj zvučnog tlaka slobodnog polja i zvučnog tlaka reflektiranog od zidova. - Pri uključivanju izvora  razina zvučnog tlaka raste do stalne vrijednosti - Pri isključivanju izvora  razina zvučnog tlaka postepeno pada do 0. - Padanje zvučnog tlaka je odjek ili reverberacija. Trajanje odjeka je ~ volumen prostorije, apsorpcija zidova.

Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

54



Razina zvučnog tlaka pri uključivanju i isključivanju izvora zvuka:

Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

55



Refleksija zvuka sliči na emisiju zrcalnog izvora. Refleksija zvučnih valova u 2D prostoriji izgleda kao višestruko zrcaljenje.

Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

56



Za 3D prostoriju refleksije sliče na “zvjezdano nebo”. Zvučno polje u prostoriji je zbroj zvukova iz svih zrcalnih izvora istovremeno. Kod kratkotrajnog zvuka, razine zvučnog tlaka su sve niže i gušće (stapaju se).

Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

57



Razina tlaka difuznog zvučnog polja Kod kontinuirane emisije zvuka, u svakoj točki izvan slobodnog zvučnog polja, razina zvuka je približno jednaka (difuzno zvučno polje). Razina tlaka difuznog zvučnog polja u nekoj prostoriji : A = ∑αi ⋅ Si

4 Lp dif = Lw + 10 log A

i

A [m2] → apsorpcija prostorije, ekvivalentna apsorpcijska površina

αi

→ koeficijent apsorpcije i-te plohe

Si [m2] → površina i-te plohe prostorije Za

α

=1



A=

∑S

i

i

Ako je apsorpcija: A2 = 2A1  Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

Lp dif 2 = Lp dif 1 – 3 dB

58



Apsorpcija neke prostorije određuje se mjerenjem vremena odjeka (reverberacije) T. T = vrijeme potrebno da se zvučni tlak u prostoriji smanji za 103 puta, tj. razina zvučnog tlaka smanji za 60 dB. Sabinova formula




T = 0,16

V [m3] ... volumen prostorije A [m2] ... apsorpcija prostorije

V [s] A

Npr.: prostorija oblika kocke, V = 200m3 i

α = 0,05 ima T = 3,12 s.

Pomoću Sabinove relacije moguće je odrediti koeficijent apsorpcije αx neke plohe površine Sx :  1 1   0,16V ⋅  − T T pr  x  αx= Sx

Tx ... vrijeme odjeka s plohom površine Sx Tpr ... vrijeme odjeka prazne prostorije Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

59



Ukupno zvučno polje Razina ukupnog zvučnog tlaka u prostoriji je zbroj slobodnog i difuznog zvučnog polja:

4  Q Lp(r) = Lw + 10 log  2 +   4r π A 

Apsorpcija A =

∑α ⋅S i

i

Q 4 r 2π

4 A

... slobodno polje ... difuzno polje

= S⋅αS

i

αS

... prosječni koeficijent apsorpcije

S ... ∑Si

Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

60

Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

61

Relacija Lp(r) omogućava određivanje Lw izvora. - Za A veliko
difuzno polje je zanemarivo, postoji samo slobodno zvučno polje. - Za r veliko
slobodno polje je zanemarivo, postoji samo difuzno zvučno polje. Akustički polumjer ra je udaljenost od izvora zvuka na kojoj slobodno i difuzno polje imaju istu vrijednost. ra = Za r > ra Za r < ra Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

Q⋅A 16π

 dominira difuzno zvučno polje  dominira slobodno zvučno polje

62

2.5 Zbrajanje zvučnih razina 

Zvučne razine se zbrajaju i oduzimaju energijski, tj. kao zvučni intenziteti. Rezultantna razina od n izvora zvuka: n

Li / 10 10 L∑ = 10 log ∑ = 10 log (100,1⋅L1 + 100,1⋅L2 + ... + 100,1⋅Ln ) i =1

Li ... razina zvučnog tlaka i-tog izvora u određenoj točki n ... broj izvora L∑ ... rezultantna razina Ako su razine n izvora u toj točki jednake, tj. Li = L1 →

L∑ = L1 + 10 log n

Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

63

Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

64



Rezultantna razina od 2 razine može se odrediti iz nomograma :

- Izračuna se ∆L = L2 – L1 [dB] - Za ∆L očita se dodatak L+ - Višoj razini L2 doda se L+  L∑ = L2 + L+ - Ako je ∆L > 10 dB , niža razina (L1) se zanemaruje. Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

65

Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

66

2.6 Oduzimanje zvučnih razina 



Oduzimanje zvučnih razina potrebno je pri određivanju razine izvora u prisustvu visoke razine osnovne buke. Razina zvučnog tlaka od promatranog izvora LS računa se iz ukupne razine svih izvora LS+N i razine bez promatranog izvora LN .

(

LS = 10 log 10

Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

0 ,1⋅ LS + N

− 10 0,1⋅LN

)

67



Razina LS može se odrediti iz nomograma :

- Izračuna se ∆L = LS+N – LN [dB] - Za ∆L se očita dodatak L- Od LS+N se odbije dodatak L- . - Ako je ∆L > 10 dB, niža razina se zanemaruje. - Ako je ∆L < 3 dB, LS se ne može odrediti. Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

68

3. PERCEPCIJA BUKE 3.1 Uho i slušanje 

Sluh je jedno od najvažnijih osjetila. Sluhom se
* lociraju zvukovi kao znakovi opasnosti * uživa u muzici i prirodnom okolišu * komunicira govorom - Oko se od prejakog svjetla štiti zatvaranjem kapaka. - Uho se od prejakog zvuka sporo i djelomično štiti kompleksnim mehanizmom CNS-a. - Osjetilo sluha nije prilagođeno za otpor protiv civilizacije bučnih strojeva.

Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

69



Građa uha - Vanjsko uho  skuplja zvučne valove - Srednje uho  prenosi ih kao vibracije - Unutarnje uho  prenosi ih kao električne impulse u mozak

Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

70



Vanjsko uho
ušna školjka, slušni kanal, bubnjić . Zvučne valove sakuplja i vodi do bubnjića koji vibrira.



Srednje uho
u šupljini su 3 slušne košćice: - čekić (pričvršćen za bubnjić), - nakovanj, - stremen (pričvršćen za ovalni prozorčić). - Polužje košćica pojačava vibracije na ovalnom prozorčiću. - Dva mišića stežu polužje kod prejakog zvuka i štite unutarnje uho.

Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

71

- Mišići  ne mogu reagirati trenutno  ne mogu biti stalno kontrahirani Srednje uho izjednačava tlak s okolinom preko Eustahijeve cijevi. 

Unutarnje uho (labirint)
3 šupljine ispunjene tekućinom: - predvorje, - 3 polukružna kanala, - pužnica. Polukružni kanali  međusobno su okomiti, daju osjet ravnoteže.

Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

72

- Pužnica je spiralni kanal s 2,5 zavoja. - Uzdužno je podjeljena membranama na 3 kanala. - Duž bazilarne membrane je Cortijev organ s 30 000 vlaknastih stanica. Longitudinalni valovi od ovalnog prozorčića putuju kanalima pužnice, izazivaju titranje bazilarne membrane što detektira Cortijev organ (cilijarne stanice) i kao električne impulse prenosi preko slušnog živca u mozak. 

Osjetljivost uha Slušna ploha (područje čujnosti) ograničeno je frekvencijama i razinama zvučnog tlaka koje uho registrira.

Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

73

Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

74

Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

75



- Prag čujnosti je individualna osobina čovjeka. - Podiže se sa starošću čovjeka. - Nagluhost je smanjenje slušnog područja. - Krivulje jednake glasnoće (izofone) određene su kao prosjek audiometrijskih mjerenja. - Kod f =1kHz fonska skala jednaka je decibelskoj. - Osjetljivost ljudskog uha ovisi i o frekvenciji i o intenzitetu zvuka (glasnoći).

Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

76

Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

77

3.2 Djelovanje buke na ljude - Auralno, izravno na samo osjetilo sluha - Ekstraauralno, na cijeli ljudski organizam 

Auralno djelovanje  Kratkotrajno (reverzibilno) - privremeni pomak praga čujnosti, slušni organ se oporavlja  Dugotrajno (ireverzibilno) - permanentni pomak praga čujnosti, slušni organ trajno oštećen  Akustička trauma - posljedica izlaganja vrlo intenzivnoj buci, ≥ 140 – 150 dB, 1 ili više puta, moguće oštećenje bubnjića, slušnih košćica i pužnice

Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

78

Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

79



Trajni pomak praga čujnosti je postepen. Ovisi o razini buke, vrsti buke, periodu izlaganja i frekvenciji. Najveći je u prvim godinama izlaganja na višim frekvencijama.

Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

80

Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

81

Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

82



Ekstraauralno djelovanje - Buka izaziva metaboličke i endokrinološke poremećaje. - Podražuje simpatički dio autonomnog živčanog sustava (ubrzava rad srca, disanje, podiže krvni tlak, pojačava znojenje itd.) - Izaziva razdražljivost i nesanicu, smanjuje koncentraciju. - Ugrožava odmor i san, svakodnevno funkcioniranje.



Posljedice djelovanje buke - Nagluhost i gluhoća (poremećaji razumijevanja i komunikacije) - Neurovegetativne reakcije tijela (hipertenzija, metabolizam) - Umor i psihičke reakcije (razdražljivost) - Smanjenje radne i životne sposobnosti Zdrav čovjek se buci ne može prilagoditi. Kad se prilagodio (izgubio sluh), više nije zdrav.

Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

83

4. MJERENJE I OCJENJIVANJE BUKE 4.1 Osnovne karakteristike buke * Razina * Promjenjivost razine s vremenom * Spektralni sastav Neugodnost buke raste s promjenjivošću razine i istaknutim tonovima. Promjene razine * Kontinuirana buka * Prijelazna (povremena) buka * Impulsna buka 

Kontinuirana buka ima približno konstantnu razinu. Opisuje je kao Leq u reprezentativnom vremenskom intervalu.

Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

84

 



Prijelaznoj buci se razina stalno mijenja s vremenom. Impulsnoj buci se razina značajno mijenja u vrlo kratkim intervalima. Impulsna buka je često iznenadna, kratkotrajna i izaziva veće smetnje nego što bi se očekivalo prema razini. Mjerenje impulsne buke je specifično. Spektralni sustav buke Buka može biti : - širokog spektra frekvencija - pretežno visokih ili pretežno niskih frekvencija - s izraženim pojedinim tonovima Za analizu buke koriste se normalno A i C filter (ponekad Z).

Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

85



4.2 Mjerenje buke Zvukomjer registrira zvuk slično kao ljudsko uho, a mjeri zvučni tlak.

Ulazna jedinica  pretvara signal visoke impedancije u signal niske impedancije Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

86



Frekvencijsko vrednovanje  - Potrebno A i C vrednovanje (za različitu buku). - Zvukomjer može imati oktavne filtre.



Detektor  - Pretvara izmjenični signal u istosmjerni napon koji odgovara razini zvuka. - Određuje vremensko vrednovanje (Slow, Fast, Impulse). - Može istovremeno mjeriti rms i vršne (peak) vrijednosti.



Integrator  - Mikroprocesor koji preračunava zvučni tlak u razine dB, računa Leq vrijednosti, razdvaja spektar po oktavama, pohranjuje i formatira podatke itd .

Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

87



Detektor preopterećenja  - Neovisno detektira i signalizira preopterećenje na prikazu i na ispisu. - Preopterećenje je najčešće na gornjem ili donjem rubu frekventnog područja.



Prikaz (displej)  - Normalno je digitalni, ali može imati i kvazi-analogni pokazivač.

Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

88



IEC 61672 definira 2 klase točnosti zvukomjera : - Klasa 1  viša točnost - Klasa 2  niža točnost

Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

89



Razina efektivne vrijednosti zvučnog tlaka određuje se integriranjem signala. Vremenske konstante integracije su : S(low) . . . spora 1s F(ast) . . . brza 125 ms I (mpulse) . . . impulsna 35 ms



Mikrofon  Pretvara zvučni tlak u električni impuls. * Kondenzatorski - traži vanjski napon za rad * Predpolarizirani - ne traži vanjski napon za rad Dijafragma i stražnja ploča na razmaku od ≈ 20 µm čine kondenzator. Vibracije dijafragme mijenjaju razmak među njima i kapacitet kondenzatora, tj. mali napon na izlazu iz mikrofona.

Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

90

Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

91





Zvučni signali (buka) prikazuju se kao: p = f (t) ili Lp = f (f) Spektralna (frekventna) analiza zvuka daje spektre. Spektri buke su složeni i neperiodični.

Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

92



Spektralna analiza signala je razdioba u frekvencijske intervale. Oktavni i tercni intervali su normirani.

Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

93



Za daljnju analizu korisni su manji intervali frekvencija.

Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

94



Frekvencijsko vrednovanje signala temelji se na izofonim krivuljama (filter A).

Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

95



Uobičajene krivulje (filtri) A – vrednovanje  daleko najčešće za normalne razine buke C – vrednovanje  za vršne razine buke Z – vrednovanje  slično Lin vrednovanju

Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

96

Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

97



Frekvencijsko vrednovanje razina zvučnog tlaka
razinama zvučnog tlaka po oktavama pribroje se korekcije.

Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

98

Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

99



Ukupna razina zvučnog tlaka je zbroj vrednovanih (korigiranih) razina po oktavama, oznakom dB (A) .

Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

100



Iz vremenske funkcije Lp = f(t) mogu se dobiti statističke značajke razine zvučnog tlaka (percentili itd...).

Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

101

- Percentil L 85 = 55 dB(A)  Lp > 55 dB(A) u 85% vremena - Percentil L 95  daje osnovnu razinu buke, u 95% vremena - Percentil L 1

 daje srednju vrijednost vršne razine buke, u 1% vremena

Izlazni podaci zvukomjera su: - dB, dB(A), dB(C), ... , Leq - percentili, minimalna i maksimalna razina, spektri, ...

Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

102

MULTIFUNKCIONALNI INSTRUMENT DT – 8820 ZVUKOMJER
- vrednovanje A : 35 – 100 dB ; 65 – 130 dB - vrednovanje C : 35 – 100 dB ; 65 – 130 dB - vremensko vrednovanje : F - frekventni opseg : 30 – 10 000 Hz

- kondenzatorski mikrofon 1 – LCD ekran (3 znamenke) 2 – ON / OFF 3 – Izborno dugme funkcije i opsega mjerenja 4 – Max Hold : zadržavanje najvišeg očitanja 5 – Data Hold : zadržavanje trenutnog očitanja 6 – Preklop funkcije : Buka; Lux; Vlažnost; Temperatura 7 – Mikrofon : kondenzatorski, sa zaštitnom kuglom 8 – Foto detektor : Si fotodioda 9 – Osjetnik vlage i temperature 10 – Priključak za vanjski osjetnik temperature Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

103



4.3 Ocjenjivanje buke Osnovne veličine za procjenu buke
* * * * *



L

L Aeq ,T : L AR ,T : L95 : L AF ,nT : L EX ,d :

Aeq ,T

eq

max



ekvivalentna A – razina buke ocjenska razina buke osnovna razina buke najviša standardizirana razina buke razina izloženosti zvuku

Ekvivalentna razina buke je A-razina stalne buke koja u vremenu T ima isti učinak na čovjeka kao promjenjiva buka LA(t) . L Aeq ,T

Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

 1 T LA (t ) /10  = 10 log  ∫10 dt  T 0  104

Ako se vrijeme T razdijeli na intervale ti (i = 1, ... ,n) s razmacima LAi 1 L Aeq ,T = 10 log  T




L AR

eq ,T

n

∑ i =1

 t i ⋅ 10 L Ai / 10  

 Ocjenska razina buke u vremenu T je L Aeq ,T s korekcijama koje uzimaju u obzir ostale parametre štetnosti : “Prilagođanja” (korekcije) se dodaju na LAeq ,T : - sadržaj istaknutih ili dubokih tonova, impulsa, informacija (govor, glazba) - vrijeme pojave buke (dan, noć, radno vrijeme) - vrsta izvora buke (cestovni, zračni promet, industrija, ...) L AR

eq ,T

Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

1 n 0 ,1(L +K +K ) = 10 log  ∑ t i ⋅10 Aeqi Ii Ti   T i =1 

105

T ti LAeqi K Ii KT i

... ocjensko vrijeme ... i - ti interval ocjenskog vremena ... ekvivalentna razina buke u intervalu ti ... impulsno prilagođenje u intervalu ti ... tonalno prilagođenje u intervalu ti



Impulsno prilagođenje: K I i = 3 – 6 dB ali uz LC, peak ≤ 140 dB(C) Tonalno prilagođenje: K Ti = 2 – 3 dB za upravo uočljiv ton 5 – 6 dB za jasno uočljiv ton



Ocjenska razina cjelodnevnog djelovanja buke:



 d 0,1⋅( LRd +Kd ) e 0,1⋅( LRe+Ke ) 24− d − e 0,1⋅( LRn+Kn )  + 10 + 10 LR = 10 log  10  den 24 24  24 d,e,n ... trajanje dnevnog, večernjeg, noćnog razdoblja [h] L R , LR , LR ... ocjenske razine za dan (7-19 h), večer (19-23 h), d e noć (23-7 h) bez vremenskog prilagođenja Veleučilište u Rijeci n

Odjel Sigurnost na radu

106

Kd , Ke , Kn ... prilagođenja za pojedina razdoblja 



L 95  Osnovna razina buke – ona buka koja je premašena u 95% vremena mjerenja. LAF

max , nT

 Najviša standardna razina buke za zatvorene boravišne prostore, standardizirana je na vrijeme odjeka 0,5 s. L AF

max , nT

= LAF

max

Tr - 10 log dB o ,5

LAF ... najviša izmjerena A-vrednovana razina buke Tr ... vrijeme odjeka u prostoriji, mjereno A-vrednovanjem max



L EX ,d  Razina izloženosti zvuku je razina buke s istom količinom zvučne energije kao i promatrana razina promjenjive buke u referentnom vremenu (8h, 1s), tj. stalna buka s istim efektom na čovjeka kao promjenjiva buka u istom periodu vremena.

Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

107

Dnevna izloženost LEX ,d radnika buci : L EX ,d = L AR

eq ,Te

Te LAR ,T eq e To

T + 10 log T

e

0

... trajanje osobne izloženosti buci ... ekvivalentna razina buke u vremenu Te ... referentno vrijeme, 8h

Tjedna izloženost je srednja vrijednost dnevnih izloženosti : 1 m  L EX ,w = 10 log  ∑ t i ⋅ 10 0 ,1(LEX , d )i   m i =1 

m ... broj radnih dana u tjednu (5) (L EX ,d )i ... dnevna izloženost, i - ti dan Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

108

Nomogram za određivanje dnevne izloženosti radnika buci LEX,d ili LEX,8h

Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

109



4.4 Najviše dopuštene razine buke Pravilnik o najvišim dopuštenim razinama buke u sredini u kojoj ljudi rade i borave  NN br. 145/04 (osim čl. 12). Pet zona buke određeno je prema planovima prostornog uređenja te najviše dopuštene ocjenske razine buke na otvorenom prostoru


Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

110

Na granici koridora prometnice kroz zone 1 – 4  Leq dan < 65 dB(A) ; Leq noć < 50 dB(A) Buka u zatvorenim boravišnim prostorima (vrata, prozori)


Razine L 95 moraju biti 10 dB niže od gornjih LReq . Buka servisnih uređaja u zgradama (vodovod, kanalizacija, klima)


Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

111

Buka u zatvorenim prostorima posebne namjene


Za zamjećivanje opasnosti / upozorenja  zvučni signal mora biti razina buke +10 dB ili više. 

Propisana su i ograničenja za buku : * u sportskim, rekreacijskim, zabavnim objektima – kao gore ugostiteljski objekti noću: LA,eq = 90 dB/A i LA,01 = 100 dB/A * od povremenih izvora (sve 4 zone): dan 70 dB/A, noć 55 dB/A * od gradilišta: dan 65 dB/A, 8-18 h prekoračenje do +5 dB/A

Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

112



Primjer karte buke za općinu Kostrena


Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

113



4.5 Najviše dopuštene razine buke na radnom mjestu - Pravilnik o zaštiti radnika od izloženosti buci na radnom mjestu, NN 46/08  traži usklađivanje postojećeg stanja do 31.3.2011. - Uglavnom je to primjena Direktive 2003/10/EC  u zemljama EU primjena je najkasnije od 15.02.2006. - Razina buke smanjena je za 3 dB (na ½ zvučne jakosti) do 5 dB, s 90 dB/A  87 dB/A (granična vrijednost izloženosti)



Pravilnik definira: - Ppeak – vršnu vrijednost zvučnog tlaka, kao najvišu C vrednovanu vrijednost trenutnog zvučnog tlaka (140 dB/C)

- LEX,8h – dnevnu razinu izloženosti buci u dB/A, kao vremenski vrednovanu srednju razinu izloženosti buci za 8 h radni Veleučilište u Rijeci dan. Obuhvaća svu buku, uključujući impulsnu. Odjel Sigurnost na radu

114

- Tjednu razinu izloženosti kao vremenski vrednovani prosjek dnevnih razina za 5 dana po 8 h/dan  koristi se pri promjenjivoj LEX,8h 

Vrijednosti izloženosti a) Granična vrijednost izloženosti (exposure limit value): LEX, 8h = 87 dB/A i Ppeak = 200 Pa (tj. 140 dB/C) → s OZO b) Gornja upozoravajuća granica izloženosti (upper e. action value): LEX, 8h = 85 dB/A i Ppeak = 140 Pa (tj. 137 dB/C) → bez OZO c) Donja upozoravajuća granica izloženosti (lower e. action value): LEX, 8h = 80 dB/A i Ppeak = 112 Pa (tj. 135 dB/C) → bez OZO Sigurna granica izlaganja po WHO = 75 dB/A.

Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

115



Pri izloženosti LEX, 8h ≥ 80 dB/A poslodavac mora radnicima: - dati podatke i pružiti osposobljavanje glede rizika izlaganja buci, mjera zaštite, prepoznavanja simptoma oštećenja sluha, rezultata mjerenja buke na radnim mjestima itd. - staviti na raspolaganje i preporučiti korištenje OZO.



Pri izloženosti LEX, 8h ≥ 85 dB/A poslodavac mora izraditi i provesti program smanjenja izloženosti buci: - poduzeti tehničke i/ili organizacijske mjere, - organizirati sustavan zdravstveni nadzor, - obilježiti i ograditi ugrožena mjesta rada, - pribaviti OZO i osigurati njezino nošenje.

Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

116



Pri izloženosti LEX, 8h ≥ 87 dB/A poslodavac mora: - odmah smanjiti izloženost ispod granične, - utvrditi razloge prekomjerne izloženosti, - doraditi preventivno-zaštitne mjere. To su poslovi s posebnim uvjetima rada.





Zdravstvena dokumentacija i rezultati mjerenja buke čuvaju se obvezno 40 godina. Radnike sa slušnim oštećenjima liječnik obavještava o tome, a poslodavac revidira procjenu rizika na radu i mjere zaštite.

Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

117

Dopuštene razine buke prema djelatnosti Red. broj

OPIS

POSLA

Najviša dopuštena ekvivalentna razina buke LA,eq (dB/A) Od proizvodnih izvora

Od neproizvodnih izvora (klima, promet, ...)

1

Najzahtjevniji umni rad, velika odgovornost, najsloženiji poslovi upravljanja

45

40

2

Pretežno umni rad, kreativno razmišljanje, istraživanje, projektiranje

50

40

3

Zahtjevni uredski poslovi, liječničke ordinacije, sastanci, škole

55

45

4

Manje zahtjevan uredski rad, rutinski umni rad

60

50

5

Mehanizirani uredski rad, prodaja, precizni fizički rad

65

55

6

Upravljačke kabine, koncentrirani fizički rad, nadzor sluhom

70

65

7

Manje zahtjevan fizički rad

75

65

8

Rutinski fizički rad

80

65

Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

118



Primjer prekomjerne buke na radnom mjestu


Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

119

5. ZAŠTITA OD BUKE 

Svaki akustički sustav sadrži: IZVOR BUKE
PUT ŠIRENJA
MJESTO PRIJEMA (IMISIJE)



Širenje buke : * zračna komponenta * strukturna komponenta

Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

120

Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

121



3 jednostavna pravila za zaštitu od buke 1 - grupirati sadržaje i opremu koji ne stvaraju buku i koje treba štititi (tihe) i one koji stvaraju buku (bučne). 2 - međusobno udaljiti “bučne” i “tihe” sadržaje i opremu 3 - mjere zaštite od buke primijeniti već od idejnog rješenja (primjena znanja i pravila)



Mjere za zaštitu od buke - Tehničko – organizacijske: * izbor malošumnih strojeva i procesa * redovito održavanje i remont * automatizacija i robotizacija

Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

122

- Tehničke: Na mjestu emisije: * primarne (smanjenje zračne i strukturne komponente zvuka) * sekundarne (oklapanje, vibroizolacija, prigušivači u cjevovode) Na putu širenja: * izolacija i apsorpcija zračnog zvuka * izolacija i gušenje strukturnog zvuka (vibracije) Na mjestu prijema (imisija) * lokalna izolacija, apsorpcija i prigušenje zvuka * OZO Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

123

Organizacijske : * ograničenje vremena rada bučnih strojeva * uvođenje pauza za radnike * promjena radnog mjesta Građevinsko – planske : * pravilan raspored objekata i pogona * prostorno odvajanje izvora buke od zaštićenih prostora * pravilan raspored strojeva

Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

124

Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

125

Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

126

Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

127



Usporedba učinkovitosti različitih akustičkih zaštitnih mjera


Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

128

Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

129

Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

130

Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

131

Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

132



Učinkovito korištenje apsorbera zvuka. Zvučno-apsorpcijska površina jednake veličine efikasnija je ako se postavi u blizini glavnog izvora buke.

Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

133

Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

134

Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

135

Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

136

Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

137

Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

138

Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

139

Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

140

Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

141

Veleučilište u Rijeci Odjel Sigurnost na radu

142