Hvor højt er 140 dB?

Hvordan lyder 140 dB i virkeligheden?

Et niveau på 140 dB er ikke noget, du møder i hverdagen. Du kan ikke lytte til det på en behagelig måde eller vænne dig til det gennem gentagen udsættelse. Det ligger øverst i det farlige niveau, som dækker alle lyde på 100 dB og derover på vores decibeltabel. De to primære kilder til dette niveau i den virkelige verden er luftfartsudstyr og skydevåben.

Når en civil eller militær jetmotor kører med fuld gas under start, når lydniveauet nær flyet op på 140 dB. Jordpersonale, teknikere på flyvepladsen og dækarbejdere på hangarskibe står tæt på disse motorer. Uden specialudstyr skaber brølet fra udstødningen et overvældende akustisk tryk. Luften vibrerer voldsomt og skaber en fornemmelse, som du mærker i brystet, kraniet og halsen.

Skydevåben frembringer en anden type akustisk hændelse, der kaldes impulsstøj. Impulsstøj er et hurtigt udbrud af akustisk energi, der varer mindre end et sekund. Når du affyrer en pistol, en riffel eller et haglgevær, skaber den ekspanderende højtryksgas, der forlader mundingen, en trykbølge. På tæt hold når dette brag nemt 140 dB eller mere. Affyring af et våben på en indendørs skydebane koncentrerer denne akustiske energi endnu mere. Braget reflekteres fra hårde betonvægge, gulve og skydebaner i stedet for at sprede sig ud i det åbne rum.

Hvorfor NIOSH og OSHA betragter 140 dB som en absolut grænse for spidsniveauet

Arbejdstilsyn og sundhedsmyndigheder forholder sig til ekstrem støjpåvirkning ud fra strenge juridiske og sundhedsmæssige grænser. National Institute for Occupational Safety and Health, kendt som NIOSH, fastsætter forskningsbaserede eksponeringsgrænser for at forebygge høretab på arbejdspladsen. Occupational Safety and Health Administration, kendt som OSHA, håndhæver lovgivningen om sikkerhed på arbejdspladser i USA.

For vedvarende lyd fastsætter NIOSH en anbefalet eksponeringsgrænse på 85 dBA for en 8-timers arbejdsdag. NIOSH bruger en udvekslingsrate på 3 dB. Det betyder, at hver stigning på 3 dB fordobler den akustiske energi og halverer den sikre eksponeringstid. Ved denne udvekslingsrate er 88 dBA sikkert i 4 timer, 91 dBA i 2 timer, 94 dBA i 1 time, 97 dBA i 30 minutter, 100 dBA i 15 minutter, 103 dBA i ca. 7,5 minutter, 106 dBA i ca. 4 minutter, 109 dBA i ca. 2 minutter og 112 dBA i ca. 1 minut. Følger man denne matematiske progression opad, falder den sikre eksponeringstid ved 140 dB til ca. 0 sekunder om dagen.

Da den sikre eksponeringstid når ned på nul, betragter både NIOSH og OSHA 140 dB som en absolut grænse for spidsniveauet. Ubeskyttede ører må aldrig udsættes for impulsstøj, der når eller overstiger et spidslydtryk på 140 dB. OSHA kræver, at arbejdsgivere indfører høreværnsprogrammer ved en indsatsgrænse på 85 dBA med en lovlig grænse på 90 dBA i 8 timer ved brug af en udvekslingsrate på 5 dB. For impulsstøj er reglen dog absolut. Ingen arbejder må udsættes for en udæmpet impuls over et spidsniveau på 140 dB. Centers for Disease Control and Prevention, kendt som CDC, fastslår, at høretab er usandsynligt ved eller under 70 dBA selv over lange perioder, men at langvarig eller gentagen udsættelse ved eller over 85 dBA forårsager skade. Ved 140 dB sker skaden øjeblikkeligt.

Fysisk smerte og akut akustisk traume

Det menneskelige øre oplever ikke bare 140 dB som en høj lyd. Det registreres som et alvorligt fysisk traume. For de fleste mennesker ligger smertetærsklen for lyd mellem 120 dB og 130 dB. Lyd på 140 dB er væsentligt kraftigere end smertetærsklen. Udsættelse forårsager skarp, stikkende smerte inde i øregangen, en ufrivillig refleksiv sammenkrøben og kraftig desorientering.

Inde i det indre øre sidder sneglen, et væskefyldt organ beklædt med tusindvis af fine sansehårceller kaldet stereocilier. Disse hårceller omdanner væskevibrationer til elektriske signaler, der sendes til hjernen. Når en lydbølge på 140 dB rammer øret, er den mekaniske kraft ekstrem. Trykbølgen kan strække, rive eller knække stereocilierne med det samme. Den kan også sprænge trommehinden.

To umiddelbare advarselstegn viser, at der er sket et akustisk traume. Det første er tinnitus, som er en vedvarende ringen, summen eller hvislen i ørerne. Det andet er en midlertidig tærskelforskydning, hvor hørelsen føles dæmpet, som om ørerne er proppet til med tyk vat. Selvom noget af hørefølsomheden kan vende tilbage over flere dage, er celleskader ved 140 dB ofte permanente. Et enkelt skud uden høreværn kan ødelægge hårceller, som aldrig gendannes.

Et andet praktisk advarselstegn i støjende omgivelser er stemmebelastning. Hvis du er nødt til at råbe af fuld hals for at blive hørt af en person, der står i armslængde, er baggrundsniveauet allerede omkring 85 dBA eller derover. Ved 140 dB overdøves almindelig menneskelig tale fuldstændig, og verbal kommunikation er umulig.

Fysikken bag 140 dB: energi, vægtning og afstand

Decibel er logaritmiske enheder, ikke lineære enheder. Det betyder, at hvert skridt op ad skalaen repræsenterer en multiplikation frem for en simpel addition. En stigning på +10 dB betyder, at lyden opleves som ca. dobbelt så høj og indeholder ti gange så meget akustisk energi. En stigning på +3 dB fordobler den akustiske energi. Hvis du har to ens lydkilder, der kører samtidig, stiger det samlede lydniveau med ca. 3 dB.

For at forstå den enorme energi ved 140 dB kan du sammenligne det med lavere niveauer på vores tabel:

• Lyd på 140 dB indeholder ti gange så meget energi som 130 dB og lyder dobbelt så højt.
• Lyd på 140 dB indeholder et hundrede gange så meget energi som 120 dB.
• Lyd på 140 dB indeholder ti millioner gange så meget energi som CDC's sikre udgangspunkt på 70 dBA.

Når man vurderer støj med høj intensitet, ser akustikingeniører på frekvensvægtninger. Standard A-vægtningsskalaen, skrevet som dBA, justerer lydniveauet, så det svarer til den måde, det menneskelige øre hører på, og reducerer påvirkningen fra meget lave og meget høje frekvenser. C-vægtningsskalaen, skrevet som dBC, er næsten flad på tværs af hørbare frekvenser og medregner lavfrekvent basenergi. For jetmotorer har den lavfrekvente brummen enorm mekanisk kraft. Et instrument kan vise et lavere tal i dBA, mens en dBC-måling indfanger det voldsomme bastryk fra udstødningsstrålen.

Afstand spiller en stor rolle for, hvordan lydtrykket falder udendørs. Under udendørs forhold væk fra reflekterende vægge reducerer en fordobling af afstanden fra en lille punktkilde lydniveauet med ca. 6 dB. Indendørs mindsker efterklang fra vægge og lofter dette fald, så energien bliver i rummet.

Som tabellen viser, hjælper det at flytte sig væk fra kilden med at reducere lydtrykket. Selv i 16 meters afstand er et udæmpet brag på 140 dB dog stadig langt inde i det farlige niveau.

Hvorfor smartphones ikke kan måle 140 dB

Mange forsøger at måle støjende omgivelser ved hjælp af mobilapps. Du kan tjekke hverdagslyde med vores gratis browserbaserede lydmåler eller følge udviklingen i Støjmåleren, men almindelige smartphones kan ikke måle 140 dB.

En smartphonemikrofon er konstrueret til menneskelig tale. Den har et internt støjgulv mellem 25 og 35 dB, hvilket betyder, at den ikke kan registrere lyde, der er svagere end dette niveau. Endnu vigtigere har mobiltelefoners hardware en øvre grænse mellem 95 og 110 dB. Når en lydhændelse overstiger 110 dB, overbelastes mikrofonens fysiske membran og analog-til-digital-konverteren. Denne overbelastning forårsager kraftig signalafskæring. Telefonen optager blot en bølgeform med flad top og viser et unøjagtigt tal, der ofte fryser mellem 95 dB og 105 dB.

Test udført af NIOSH viste, at de bedste smartphone-apps på Apple-iPhones kan måle med en afvigelse på ca. 2 dBA fra en kalibreret referencemåler i intervallet 65 til 95 dBA. Mange Android-telefoner viser for lave værdier, når lydniveauet stiger over 90 dB, på grund af automatisk intern forstærkningskontrol. Måling af et ækvivalent kontinuerligt lydniveau, kaldet Leq, over en periode på 30 til 60 sekunder giver en langt mere stabil aflæsning end en enkelt kortvarig spidsværdi. Ingen mobilapp kan dog måle et brag på 140 dB. Vurdering af impulsstøj fra skydevåben eller jetmotorer kræver en kalibreret industriel lydniveaumåler af Type 1 eller Class 1 udstyret med en specialiseret højtryksmikrofon.

Beskyttelsesstrategier: derfor er dobbelt beskyttelse obligatorisk

Da 140 dB er en absolut sikkerhedsgrænse, er almindelige metoder til høreværn utilstrækkelige. Personale inden for flådeflyvning, vedligeholdelse på lufthavnes forplads og skydesport er afhængige af dobbelt beskyttelse. Dobbelt beskyttelse betyder, at man bærer velsiddende ørepropper direkte i øregangen kombineret med kraftige høreværn uden på ørerne.

Velsiddende ørepropper reducerer ofte lydniveauet med 15 til 30 dB, når de sættes korrekt i. Beskyttelsen i praksis er dog som regel lavere end det, producentens mærkning antyder. Hvis en øreprop sidder løst eller glider under bevægelse, falder den faktiske dæmpning markant. Selv hvis en øreprop opnår en fuld reduktion på 30 dB, vil den stadig lade 110 dB nå direkte ind til trommehinden ved en lydkilde på 140 dB. Ifølge NIOSH's grænser bliver 110 dB farligt på under to minutter. Et enkelt skud på 140 dB vil stadig overskride de sikre grænser.

Høreværn uden på ørepropperne giver ekstra akustisk isolering. Man kan ikke bare lægge de to værdier sammen, men kombinationen giver ekstra beskyttelse, der bringer lydniveauet ved trommehinden ned mod sikrere grænser. For alle, der arbejder tæt på jetmotorer i drift eller deltager i skydning, er dobbelt beskyttelse et vigtigt sikkerhedskrav. Sørg for, at begge former for beskyttelse sidder godt, før du går ind i området, og fjern dem aldrig, før motorerne er slukket, eller alle skydevåben er afladt.