Насколько громко 10 дБ?

Как звучат 10 дБ в повседневной жизни?

Децибел (сокращенно дБ) — это логарифмическая единица, используемая для измерения звукового давления и акустической интенсивности. В отличие от линейных шкал, таких как дюймы или фунты, каждый шаг на шкале децибел представляет собой экспоненциальное увеличение физической энергии. Звук уровнем 10 дБ исключительно тихий. Для человеческого уха он находится на самом пороге слышимости.

В повседневной жизни звук уровнем 10 дБ похож на тихое, спокойное дыхание, которое слышно с расстояния нескольких футов в закрытой комнате. Он также напоминает легкий шелест падающих листьев или сухой листвы под слабым ветерком. В среде с уровнем звука 10 дБ кажется, будто воцарилась почти абсолютная тишина.

Большинство людей редко оказываются в настолько тихой обстановке. В обычных помещениях постоянно слышны фоновые звуки от отопительных труб, вентиляционных каналов, холодильников и уличного движения. Даже когда спальня кажется тихой, уровень окружающего звука обычно держится в пределах от 30 dBA до 40 dBA. Если вы зайдете в комнату, где действительно 10 дБ, отсутствие акустических отражений станет заметно сразу. Вы начнете различать внутренние звуки тела. Можно легко услышать, как вы глотаете, как двигаются суставы и как тихо пульсирует кровь в ушах.

Связь между 10 дБ и порогом слышимости

Шкала децибел для человеческого слуха начинается с 0 дБ — порога слышимости для здорового молодого человека, слушающего тестовый тон в идеальных акустических условиях. Уровень 0 дБ не означает, что молекулы воздуха перестают двигаться или что физическая акустическая энергия равна нулю. Он лишь отмечает самое низкое звуковое давление, которое может уловить среднее человеческое ухо.

Поскольку децибелы измеряются по логарифмической шкале, звук уровнем 10 дБ несет в десять раз больше акустической энергии, чем звук уровнем 0 дБ. Для человеческого мозга увеличение на 10 дБ делает звук примерно в два раза громче. Даже при таком десятикратном увеличении энергии 10 дБ остаются вблизи нижнего предела человеческого восприятия.

Человеческие уши воспринимают звуки разных частот с разной чувствительностью. Высокие и средние частоты слышны лучше, чем низкие басовые. Чтобы учесть это, в акустических измерениях применяют частотные коррекции. Стандартная коррекция — A-взвешивание, обозначаемое как dBA. Она корректирует акустические показания с учетом частотной характеристики человеческого слуха. Другая коррекция — C-взвешивание, обозначаемое как dBC. Она остается почти плоской во всем диапазоне частот и учитывает энергию низкочастотных звуков. При уровне 10 dBA звуковая энергия настолько мала, что ее могут услышать только люди с очень острым слухом. Узнать, как этот уровень соотносится с другими уровнями в спектре, можно на полной таблице децибел.

Почему ваш смартфон не может измерить звук уровнем 10 дБ

Многие пользователи пытаются измерять тихие звуки с помощью мобильных приложений или шумомера в браузере на нашей главной странице. Измеряя звук в абсолютно тихой спальне, вы можете ожидать, что на экране появится значение 10 дБ. Вместо этого показания обычно колеблются в диапазоне от 25 dBA до 35 dBA. Это не означает, что в вашей комнате шумно. Причина в физическом ограничении аппаратного обеспечения потребительских смартфонов, известном как собственный шум.

В каждом микрофонном капсюле есть электронные схемы, которые во время работы создают небольшой электрический заряд. Движение электронов внутри мембраны микрофона и предусилителя создает фоновый электрический сигнал. Этот фоновый шум и называется собственным шумом микрофона. В потребительских телефонах внутренний уровень собственного шума составляет от 25 дБ до 35 дБ. Поэтому смартфон не может измерить звуковое давление ниже уровня шума его собственной внутренней схемы. В среде с уровнем 10 дБ телефон измерит шум собственной электроники и покажет 25 дБ или выше.

У микрофонов смартфонов есть и верхний предел. В лабораторных испытаниях, проведенных Национальным институтом охраны труда и здоровья (NIOSH), лучшие приложения для iPhone показывали результаты, отличавшиеся примерно на 2 dBA от показаний калиброванного шумомера при уровнях звука от 65 dBA до 95 dBA. За пределами этого диапазона точность снижается. Верхний предел микрофонов телефонов составляет от 95 дБ до 110 дБ, выше которого сигнал начинает ограничиваться. Кроме того, многие телефоны на Android показывают заниженные значения при уровнях выше 90 дБ из-за различий в аппаратном обеспечении. Чтобы получить наиболее точные данные с помощью телефона, измеряйте эквивалентный непрерывный уровень звука (Leq), усредненный за 30–60 секунд, а не ориентируйтесь на показание в отдельный момент. Записывать и просматривать эти средние значения за определенный период можно с помощью Шумомера.

Где на самом деле можно ощутить 10 дБ?

Природные места с уровнем звука 10 дБ встречаются редко. Чтобы ощутить такой уровень на открытом воздухе, нужно отправиться в отдаленные места, далеко от дорог, самолетов, диких животных и проточной воды. Безветренная пустынная котловина посреди ночи может достичь уровня 10 дБ. Когда воздух совершенно неподвижен и ветер не колышет пустынные кустарники, окружающее звуковое давление падает почти до нуля.

Густой лес, покрытый свежим глубоким снегом, также может достичь уровня 10 дБ в безветренный зимний день. Свежий снег действует как пористый звукопоглотитель: он улавливает звуковые волны, а не отражает их. Снежный покров приглушает звуки животных, отдаленные шаги и порывы ветра, создавая исключительную тишину.

Специализированные акустические испытательные помещения, называемые безэховыми камерами, — самый надежный способ ощутить 10 дБ в помещении. Слово «безэховый» означает «без эха». Инженеры проектируют эти комнаты так, чтобы полностью исключить отражение звука. Внутренние поверхности покрыты глубокими клиновидными элементами из стекловолокна или акустического поролона. Кроме того, комнаты установлены на массивных пружинах для виброизоляции и толстых бетонных основаниях, которые блокируют внешний структурный шум. Производители используют безэховые комнаты для испытания тихих механизмов, таких как механические часы, вентиляторы ноутбуков и медицинские датчики. Внутри безэховой комнаты уровень окружающего звука часто достигает 10 дБ или ниже.

Сравнение 10 дБ с другими распространенными уровнями звука

Чтобы оценить уровень 10 дБ, нужно сравнить его с привычными акустическими ориентирами. Децибелы складываются по логарифмической шкале. Увеличение на 3 дБ удваивает акустическую энергию. Если одновременно работают два одинаковых источника звука, их общий уровень возрастает примерно на 3 дБ. Увеличение на 10 дБ умножает энергию на десять и делает звук примерно в два раза громче.

Сравнение 10 дБ с тем, насколько громко звучит 20 дБ, демонстрирует этот принцип. Уровень 20 дБ несет в десять раз больше акустической энергии, чем 10 дБ, и звучит примерно в два раза громче. При переходе к уровню 30 дБ звук несет в сто раз больше энергии, чем при 10 дБ, и звучит примерно в четыре раза громче.

Расстояние также влияет на уровень звука. Если удвоить расстояние до небольшого источника звука на открытом воздухе, уровень звука в месте прослушивания снизится примерно на 6 дБ. В помещении отражения от стен и потолка уменьшают это снижение до значения менее 6 дБ.

С точки зрения акустической безопасности 10 дБ совершенно безвредны. Центры по контролю и профилактике заболеваний (CDC) указывают, что звуки уровнем 70 dBA или ниже вряд ли приведут к потере слуха даже при длительном воздействии. Правила NIOSH устанавливают рекомендуемый предел воздействия 85 dBA для 8-часового рабочего дня с коэффициентом обмена 3 дБ. Допустимая продолжительность воздействия быстро сокращается при более высоких уровнях: 88 dBA безопасны в течение 4 часов, 91 dBA — 2 часов, 94 dBA — 1 часа, 97 dBA — 30 минут, 100 dBA — 15 минут, 103 dBA — около 7.5 минут, 106 dBA — около 4 минут, 109 dBA — около 2 минут и 112 dBA — около 1 минуты.

Управление по охране труда (OSHA) устанавливает законодательный предел уровня шума на рабочем месте в США: 90 dBA в течение 8 часов при коэффициенте обмена 5 дБ; при этом уровень, при котором требуются меры, составляет 85 dBA. Порог боли у человека находится в диапазоне от 120 дБ до 130 дБ, а NIOSH и OSHA указывают, что пиковый уровень импульсного шума не должен превышать 140 дБ. По сравнению с этими опасными уровнями 10 дБ — это ничтожное, безвредное количество энергии.

Влияние экстремальной тишины на здоровье, качество сна и психологическое состояние

Уровень звука 10 дБ не создает риска потери слуха или слухового утомления. Ни один орган по охране труда не устанавливает ограничений на продолжительность воздействия 10 дБ. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) рекомендует поддерживать средний уровень шума в спальне ночью ниже 30 dBA, чтобы сон был полноценным, а уровень отдельных шумовых событий — ниже 45 dBA. В рекомендациях ВОЗ 2018 года для дорожного шума предлагается поддерживать уровень ниже 53 дБ Lden (уровень день-вечер-ночь) и ниже 45 дБ Lnight. Кроме того, рекомендации ВОЗ по безопасному прослушиванию советуют взрослым ограничивать воздействие звуков при досуге уровнем около 80 дБ и продолжительностью до 40 часов в неделю. Уровень звука 10 дБ намного ниже этих пределов.

Хотя 10 дБ безопасны для слуха, пребывание в комнате с таким уровнем звука может ощущаться необычно. Слуховая система человека настроена на отслеживание сигналов окружающей среды. В экстремальной тишине мозг повышает чувствительность, пытаясь уловить звуковые сигналы. В комнате с уровнем 10 дБ вы можете заметить слабый звон в ушах. Звон в ушах (тиннитус) или приглушенный слух после концерта могут служить предупреждающими признаками перенапряжения слуха, но слабый звон в абсолютной тишине часто является просто фоновой активностью здоровых слуховых нервов. Многие люди чувствуют себя дезориентированными в безэховых камерах, потому что отсутствие акустических отражений лишает их привычных ориентиров, помогающих оценить размер комнаты.

Практические способы сделать помещения тише

Добиться уровня 10 дБ в обычном доме практически невозможно без применения промышленных акустических решений. Фоновые воздушные потоки, уличные звуки и вибрации здания поддерживают уровень шума в стандартных домах на более высокой отметке. Однако с помощью основных акустических принципов можно снизить фоновый звук до тихого диапазона.

Хорошо подогнанные беруши часто снижают уровень звука на 15–30 дБ в диапазоне средних и высоких частот. В реальных условиях защита обычно ниже заявленной на упаковке, поскольку добиться идеального прилегания берушей в слуховом проходе трудно. Если в вашей спальне уровень шума составляет 35 dBA, беруши, блокирующие 20 дБ, могут снизить воспринимаемый уровень звука примерно до 15 dBA и приблизить условия к уровню 10 дБ.

Чтобы снизить шум в комнате без берушей, загерметизируйте небольшие щели по периметру дверей и окон с помощью силиконовых уплотнителей или плотной уплотнительной ленты. Звуковая энергия легко проходит через небольшие отверстия. Добавление массы к стенам, плотные шторы на окнах и толстые ковры на твердых полах помогут поглотить высокочастотные звуки. Эти меры не превратят спальню в жилом доме в безэховую камеру с уровнем 10 дБ, но снизят уровень окружающего звука и помогут создать здоровую и тихую обстановку.