Оконный рынок насыщен различными предложениями. Рекламные объявления компаний обещают идеальную шумоизоляцию. Как выбрать окно, обладающее способностью защитить жилище от городской какофонии, и при этом не выкинуть свои «кровные» на ветер? Законодатели и врачи говорят, что необходимо обеспечить акустический комфорт помещения. Разберёмся, как это сделать.
Что слышит человек?
Человеческое ухо не воспринимает звучания, как антенна воспринимает волны измеряемой в герцах[1] частоты. Барабанная перепонка реагирует на громкость звука или шума, то есть измеряемое в децибелах[2] давление звукового поля, создаваемое частотной волной. Двоякая природа звука определяет наличие у звучаний объективных (физических) и субъективных (воспринимаемых человеком на уровне ощущения) характеристик, которые представлены в приведённой ниже табл.1.
Таблица 1 Сравнительные данные объективных и субъективных характеристик звучания[3]
| Субъективные характеристики | Объективные характеристики |
| Высота | Частота волны |
| Тембр | Спектр |
| Громкость (сила звука) | Интенсивностью давления звукового поля |
Из таблицы видно, что каждая характеристика важна, как с точки зрения физиологии, так и с позиции физики. Прежде чем ответим на вопрос, зачем это надо знать покупателям шумоизоляционного окна, ещё немного теории.
Высоту звучания, зависящую от частоты колебаний, подразделяют на:
- инфразвук (частота до 16 Гц);
- слышимый звук (частота от16 Гц до 20 кГц);
- ультразвук (частота от 20 кГц до 1 ГГц);
- гиперзвук (частота более 1 ГГц).
Первый параметр – наличие или отсутствие гармоник, то есть обертонов[4]. Звуки имеют мелодическую природу за счёт чёткости волны, для которой характерно наличие обертонов. Шумы образованы сложной суммой случайных разночастотных волн, хаотическое движение которых препятствует возникновению гармоник, следовательно, в шумах мелодика отсутствует.
Второй параметр – прерывность или непрерывность спектра звучания. Прерывный (дискретный) спектр содержит линии только отдельных частот и характеризует звуки. Непрерывный спектр включает все частоты. Он характеризует шумы.
Громкость – количественная оценка звуков и шумов, для которой используют усредненные параметры, определяемые на основании статистических законов в децибелах. То есть данная характеристика звуков и шумов определить уровень звукового каждого конкретного источника, которое испытывает на себе человек. Для измерения характеристик шума применяются шумомеры, частотные анализаторы и другие приборы. Результаты некоторых замеров приведены в табл.2.
Таблица 2 Результаты замеров уровней громкости
| Наименование источника шума | Результат замера, дБА | Расстояние до источника шума, м |
| Порог слышимости | 0 | 1.0 |
| Тиканье наручных часов | 10 | 1,0 |
| Спокойное дыхание | 10 | 1,0 |
| Шелест страниц | 20 | 1,0 |
| Шёпот | 20-30 | 1,0 |
| Шум леса | 10-24 | 1,0 |
| Ход настенных часов | 30 | 1,0 |
| Нормативный ночной уровень шума | 30 | 1,0 |
| Приглушённый разговор | 40 | 1,0 |
| Шум от приготовления пищи на газовой плите | 35-45 | 1,5 |
| Шум от передвижения лифта | 35-45 | 1,5 |
| Шум компьютера | 37-45 | 1,0 |
| Шум работающего холодильника | 40-43 | 1,0 |
| Тихая улица | 50 | 5,0 |
| Нормативный дневной уровень шума | 40 | 1,0 |
| Шум работающего кондиционера | 40-45 | 3,5 |
| Шум работающего вытяжного вентилятора | 50-55 | 1,0 |
| Звук работающего телевизора | 60 | 1,0 |
| Звук работающей электробритвы | 60 | 1,0 |
| Разговор на умеренных тонах | 60-66 | 1,0 |
| Шум транспорта на улицах мегаполиса в час пик (четыре полосы движения) | 65-70 | 5,0 |
| Звучание речи диктора по радио | 70 | 1,0 |
| Разговор на повышенных тонах | 70 | 1,0 |
| Детский плач | 75-80 | 1.5 |
| Шум работающего пылесоса | 80 (в среднем) | 1,5 |
| Опасный для здоровья уровень | 80 | 1,0 |
| Игра на фортепиано | 80 | 1,0 |
| Работающий радиоприёмник, включённый на полную мощность | 83 | 1,0 |
| Звучание включённого на полную мощность музыкального центра | 85 | 1,0 |
| Работающий пневматический молоток | 90 | 1,0 |
| Уровень шума, при длительном воздействии провоцирующий развитие заболеваний нервной системы | 79-90 | 1,0 |
| Шум транспорта на проспекте мегаполиса в час пик (не менее шести полос движения) | 75-95 | 5,0 |
| Звук работающего перфоратора | 90-95 | 1,0 |
| Громкий крик | 90-95 | 1,0 |
| Работа кузнечного цеха | 100 | 1,0 |
| Уровень шума, при длительном воздействии приводящий к снижению слуха и даже к глухоте | 100 | 1,0 |
| Работающий домашний кинотеатр, включённый на полную мощность | 100-110 | 1,0 |
| Вой сирены системы оповещения гражданской обороны | 85-110 | 1,0 |
| Болевой порог | 120 | 1,0 |
| Шум двигателей взлетающего реактивного самолёта | 150 | 1,0 |
| Смертельный уровень | 180 | 1,0 |
| Шумовое оружие | 200 | 1,0 |
Данные, приведённые в таблице 2, дают возможность представить, насколько высокий уровень звукового давления испытывает на себе человек в повседневной жизни. При этом следует отметить, что большую часть из них составляют шумы, то есть негармоничные звучания, имеющие непрерывный спектр.
Понятие «абсолютная тишина» на языке физиков означает «порог слышимости» (см строку 1 в табл.2). В ходе экспериментов установлено, что нахождение человека в камере, где созданы условия порога слышимости, порождали у человека состояние тревоги, беспокойства и даже депрессии.
Также установлено, что весь организм человека так устроен, что гораздо более чувствителен к сверхнизким и сверхвысоким частотам, чем к речи. Их воздействие провоцирует патологические изменения во всех системах организма. Степень выраженности зависит от интенсивности и длительности действия инфра-, ультра- и гиперзвука. Все эти изменения усиливаются при снижении дистанции между человеком и источником звучания. Значительно ухудшает состояние здоровья участников эксперимента наличие шума в спектре звучания.
Что такое «акустический комфорт помещения»?
Сейчас, зная все характеристики звучания, есть возможность сформулировать, что такое «акустический комфорт помещения». Как мы уже узнали, к абсолютной тишине стремиться не следует, но звучания в комнате должны быть:
- слышимы; - мелодичны; - тихой или умеренной громкости.
О главных правилах создания комфортного звукового фона в своей квартире и роли окон в этом вопросе читайте в продолжении статьи – «Тихий» дом (ч.2).
[1] Герц (Гц) – единица измерения высоте звука, соответствующая частоте, при которой совершается одно колебание в одну секунду. Своё название получила в честь выдающегося немецкого физика, Лауреата Нобелевской премии Густава Герца (1887-1975).
[2] Децибел (дБА) – десятая часть бела, такой же относительной, как «разы» или проценты, абстрактной, математической величины, предназначенной для измерения разности уровней неоднородных показателей. Сегодня децибел в основном применяется в акустике (где в децибелах измеряется громкость звука) и электронике. Бел был введён канадским учёным английского происхождения Александером Греймом Беллом (1847-1922), который на основании проведённых им экспериментов разработал шкалу звуковой мощности от 0 до 13 бел (последнее "л" от фамилии было отброшено). Уровень звука тихого шепота составляет около 3 белов, а нормальной речи – около 6 белов.
[3] Приводится по: Пинегина Т. Ю., Серебрякова Т. К. Волны. Курс физики. – Министерство Российской Федерации по связи и информатизации, Новосибирск, 2000.
[4] Слово «обертон» немецкого происхождения, образованное от слияния двух корней. Первый корень «обер» означает «верхний», второй корень «тон» – тон. Обертонами называют составляющие сложного звукового колебания, возникающие как отзвук более высокий, чем основной тон. Чем больше обертонов имеет звук, тем богаче и мелодичнее его тембр.
