Propozycja nowych wskaźników dozymetrii hałasowej

W trakcie prowadzenia prac nad nową koncepcją dozymetrii hałasowej zdecydowano się na zastosowanie prostego modelu psychoakustycznego do określania skutku wywołanego przez ekspozycję na nadmierny poziom hałasu. Przyjęcie podejścia do problemu dozymetrii od strony skutku, jaki wywołuje hałas w systemie słuchowym odbiorcy prowadzi do sformułowania załoŜenia, Ŝe pojawienie się efektu TTS jest reakcją niepoŜądaną. Na tej podstawie zaproponowano dwa nowe wskaźniki szkodliwości hałasu. Pierwszy łączy wartość przesunięcia progu słyszenia wywołanego hałasem z czasem trwania ekspozycji. Drugi dodatkowo uwzględnia czas niezbędny do ustąpienia efektu TTS. Jak to przedstawiono powyŜej, efekt TTS jest wyznaczany niezaleŜnie w pasmach krytycznych. Zatem podczas ekspozycji na hałas dochodzi do róŜnorodnego odkształcenia progu słyszenia dla poszczególnych częstotliwości. Proces wyznaczania wskaźnika LJK polega na sumowaniu wartości przesunięcia progu słyszenia dla poszczególnych częstotliwości w odstępach 1 minutowych. Uwzględniany jest czas trwania efektu TTS w czasie trwania ekspozycji oraz po jej zakończeniu.

Proces powrotu słuchu do stanu sprzed ekspozycji na hałas moŜe dokonać się jedynie wtedy, gdy osoba, u której wystąpiło czasowe przesunięcie progu słyszenia będzie przebywała w warunkach akustycznych dogodnych dla tego procesu. Opierając się na wcześniej cytowanych wynikach badań [85], naleŜy unikać nawet względnie niskich

f [Hz] TTS maxATS TR f [Hz] TTS maxATS TR

50 0,2 0,6 14 1850 9,2 20,1 93

150 1,2 4,5 52 2150 8,5 20,5 91

250 1,3 5,7 54 2500 11,5 25,3 97

350 1,0 4,1 48 2900 11,3 26 97

450 2,1 7,7 63 3400 12,4 28,4 98

570 3,1 8,7 71 4000 11,3 28,2 97

700 4,4 9,5 78 4800 10,0 27,3 95

840 4,9 10,8 80 5800 10,5 29,2 95

1000 4,3 11,4 78 7000 6,1 21,5 85

1170 5,3 13,7 82 8500 4,0 16,9 76

1370 5,6 13,8 83 10500 1,6 9,3 58

1600 10,4 20,5 95 13500 0,2 2,2 20

poziomów hałasu (poniŜej 70 dBA). W praktyce oznacza to konieczność przebywania w ciszy.

Opracowany wskaźnik moŜna przedstawić w formie wzoru następująco:

∑∑

N – liczba analizowanych pasm (w opisywanym rozwiązaniu 24 pasma krytyczne), T – czas ekspozycji (wyraŜony w minutach),

TR – czas potrzebny na powrót słuchu do stanu początkowego,

LTTS(i,t)– chwilowa wartość czasowego przesunięcia progu słyszenia dla i-tego pasma krytycznego i dla chwili czasu t.

Czynnik 1/N został wprowadzony w celu uniezaleŜnienia uzyskanych wyników od liczby analizowanych pasm. W zaproponowanym wskaźniku sumowanie odbywa się po wszystkich pasmach krytycznych. W ogólności jednak moŜliwe jest przeprowadzenie obliczeń wartości wskaźników np. w oparciu o analizę w pasmach oktawowych. Wynik otrzymywany za pomocą wyŜej zdefiniowanego wskaźnika wyraŜa sumaryczne, liniowe przesunięcie progu słyszenia wywołane przez ekspozycję na hałas.

Działanie polegające na odjęciu liczby 1 od wyniku zamiany poziomu TTS na wartość liniową jest podyktowane tym, by wartość 0 TTS w skali liniowej było równe 0 TTS w skali decybelowej [13]. Ponadto, w przypadku sumowania algebraicznego wartości wyraŜonych w dB prowadzi do sprzecznych wyników. MoŜna to przedstawić na przykładzie porównania wartości uzyskiwanych dla długich ekspozycji, powodującej niewielkie przesunięcie progu słyszenia z ekspozycją krótszą, ale wywołującą znacznie większy poziom TTS. MoŜna by na tej podstawie wyciągnąć błędny wniosek, Ŝe ekspozycja powodująca niŜszy poziom TTS jest bardziej szkodliwa w porównaniu z tą, która wywołuje znacznie wyŜszy TTS. Z tego powodu zastosowano sumowanie wartości wyraŜonych w skali liniowej. Dodatkowo, niewielkie wartości przesunięcia wyraŜone w dB dają równieŜ małe wartości w skali liniowej (pomniejszone o 1). Dzięki tym zabiegom matematycznym udało się wyeksponować wyŜsze wartości TTS jako bardziej szkodliwe, nawet dla krótszego czasu oddziaływania hałasu. Odejmowanie liczby 1 od wartości TTS w skali liniowej ma dodatkowo bardzo istotne znaczenie

fizyczne. OtóŜ, gdyby sumować wartości w skali liniowej bez tej operacji, to dla 0 dB TTS otrzyma się wartość 1 w skali liniowej. Sumowanie wartości 1 przy faktycznym braku zjawiska TTS prowadzi do fałszywych wartości wskaźnika, którego wartość mogłaby sugerować duŜe zagroŜenie dla słuchu. Wprowadzenie odejmowania liczby 1 od wartości TTS w skali liniowej rozwiązało ten problem. Podejście tego typu moŜna równieŜ znaleźć w literaturze [13].

Za pomocą wskaźnika LJK moŜliwe jest wyznaczenie wartości bezwzględnej sumarycznego przesunięcia progu słyszenia, w powiązaniu z czasem jego trwania, wywołanego zadaną ekspozycją na hałas. Wartość bezwzględna nie niesie ze sobą bezpośredniej informacji na temat szkodliwości danej ekspozycji oraz stopnia przekroczenia dopuszczalnej dawki hałasu. Dla przejrzystej interpretacji otrzymanego wyniku wprowadzono parametr odzwierciedlający dawkę przesunięcia progu słyszenia.

Jest on opisany wzorem 7.14. WiąŜe bezpośrednio wartość wskaźnika LJK dla rozpatrywanej ekspozycji z wartością odniesienia. Parametr DJK oznacza dawkę przesunięcia progu słyszenia wywołaną ekspozycją na hałas.

100

100

⋅

=

JK JKExp

JK L

D L (7.14)

LJKExp – bezwzględna wartość wskaźnika LJK dla zadanej ekspozycji na hałas, L_JK100 – bezwzględna wartość wskaźnika L_JK dla dopuszczalnej ekspozycji na hałas, oznaczająca 100% dziennej dawki przesunięcia progu słyszenia.

Na rysunku 7.20 przedstawiono powierzchnie obrazujące zmiany poziomu przesunięcia progu słyszenia w czasie trwania ekspozycji na hałas, wyznaczone przez opracowany algorytm PDH w oparciu o rzeczywiste poziomy hałasu. Jak wspomniano w rozdziale 7.4, obliczenia wartości TTS przeprowadzono na podstawie wartości poziomu równowaŜnego hałasu dla całego czasu ekspozycji (rys. 7.20 A) oraz dla historii zmian poziomu równowaŜnego hałasu wyznaczanego dla 1 minutowych przedziałów czasu (rys. 7.20 B). Wyraźnie widoczny jest eksponencjalny charakter zmiany czasowego progu słyszenia dla obliczeń uwzględniających poziom równowaŜny dla całego czasu ekspozycji. Charakterystyki otrzymane dla historii poziomu równowaŜnego znacznie dokładniej odzwierciedlają aktualny poziom przesunięcia progu słyszenia, wywołanego hałasem. Na wykresie A maksymalne przesunięcie progu słyszenia występuje dla momentu kończącego ekspozycję. Podczas gdy w

rzeczywistości wartość maksymalnego przesunięcia progu słyszenia moŜe wystąpić w innym momencie trwania ekspozycji. Jest to dobrze widoczne na wykresie B.

Rys. 7.20. Zmiana efektu TTS wywołanego hałasem wyznaczona za pomocą algorytmu PDH. Wykresy uzyskane dla wybranej ekspozycji (Klub 2)

Taki wynik jest typowy dla zastosowania poziomu równowaŜnego. Wartości TTS eksponencjalnie dąŜą do poziomów ATS wyznaczonych dla zadanego pobudzenia.

Uwzględnienie historii zmian poziomów hałasu stwarza moŜliwość dokładnego obliczenia chwilowej wartości TTS. Wykresy uzyskane dla pozostałych ekspozycji zamieszczono w załączniku 7.