Шумът в сградите

Как да ги направим по-комфортни

Борбата с нежелания шум е многостранна, вечна и най-общо казано не винаги успешна. Допреди двадесетина години тя се водеше главно от архитекти и строители. След това за щастие и съвременната електроника се включи на тяхна страна и шумът трябваше да отстъпи в много от случаите.

За съжаление все повече офис и жилищни сгради и производствени предприятия са или прекалено шумни или прекалено безшумни, което се отразява неблагоприятно на работната атмосфера в тях. Например, много от офисите се намират близо до оживени улици, магистрали, кръстовища, летища, гари, автогари, строителни обектни с голяма продължителност на дейностите, ТЕЦ, ветрови генератори, помпени станции и други източници на дразнещ и дори увреждащ шум. При други офиси пък се прилага организацията от типа отворени работни пространства (open spaces), при която внезапен шум в единия край на залата разстройва всички в помещението. Трети са толкова добре изолирани с шумонепроницаеми прегради, че в тях цари тягостна тишина, която се асоциира с така наречения черен шум.

Съществуват многобройни начини за намаляване на шума и всеки един от тях има своите плюсове и минуси и общо мнение за ефективността им е трудно да се постигне. Независимо от този субективизъм вече има разработени системи, които измерват достатъчно точно както нивото на шума така и спектралните му характеристики и дават възможност да се разработят контрамерки за подтискане и/или маскиране на нежелания шум и то в значителна степен. Борбата с шума стана част както от архитектурата и строителството така и от електрониката, хигиената и безопасността на труда и медицината.

Борбата с шума се води традиционно в няколко направления като част от тях са взаимно допълващи се. Най-просто казано ако нежеланите шумове не могат да се спрат до сградата, напр. чрез шумоизолиращи средства, те трябва да се погълнат от шумопоглъщащи средства вградени в сградата, а след това получената условно казано тишина (или черен шум) да се запълни с желаните звуци и в частност с шум, произведен по електронен път или звуци записани в природата чрез подходящи електронни средства.

Години назад в домове на богатите за шумоизолация се използвали високи и плътни огради и стени на вътрешните дворове. За запълването на вътрешното дворно пространство с приятен шум са се прилагали домашни водоскоци, водопади, басейни, водни огледала, изкуствени или естествени ручейчета и други съоръжения използващи вода. Понастоящем тези звуци успешно могат да се имитират с електронни средства на по-ниска цена и без загуба на площ.

Шумът в сградите
Съвременните сгради са пълни с източници на механичен шум. Вентилационните и климатичните инсталации, помпите за качване на вода по високите етажи, асансьорите, тръбопроводите за топла и студена вода, тоалетните казанчета, душовете, крановете за вода са понякога мощен източник на дразнещ шум, който не може да бъде избегнат защото има периоди, когато тези системи трябва да работят, а по-принцип всяко механично движение създава и шум. Ето защо се прибягват до индивидуални или колективни системи за заглушаване на нежелателните шумове, които са особено необходими в часовете на работа и почивка.

Начини за подтискане и маскиране на шума
Проблемите за подтискане на шума (noise cancellation) и на маскирането на шума (masking of the noise) съществуват, и тук ще разгледаме едно възможно решение с помощта на многофункционални електронни системи за разпространение на управляем шум. На практика може да се избира източника на изкуствения шум и да се управлява неговата сила и спектър, което дава многобройни варианти за получаване на желания ефект на подтискане и/или маскиране на нежеланите шумове. Ако системите за подтискане на външния шум успеят да го подтиснат ефективно тогава възниква въпросът: С какво да се запълни появилата се тягостна тишина, която по същество е вид черен шум? Ето защо тук ще разгледаме накратко и видовете изкуствен шум и системите за произвеждане и разпространение на управляем шум.

Чрез музика и радиопредавания
Музиката и радиопредаванията (МР) се използват за маскиране на нежелани шумове, но имат някои особености в сравнение с използване на шумопоглъщаши материали и на маскиращ шум и част от тях са изброени по-долу.

Използваните уредби за разпръскване на МР обикновено не разполагат с уреди за измерване и регистриране на звуковото налягане в много точки на сградата или в няколко точки на големите помещения и не могат да дозират правилно нивото на маскиращите сигнали. А дори и персоналът да има известна квалификация в тази област и подходящи уреди повечето МР имат твърде различно ниво и постоянната им регулация е практически трудна.

Използването на МР обикновено води до увличане в резултат на което нивото на маскиращите МР се увеличават непрекъснато и се получава увреждане на слуха на слушателите. Например, усилвателни уредби с 1kW изходна мощност в звуковия обхват не рядко се използват в сравнително малки помещения или в автомобили. Хората имат различен вкус и затова може да се получи както силно харесване на разпространяваните музикални програми, така и обратното. И двете обикновено водят до понижена работоспособност и до влошаване на психологическия климат в офиса или в учреждението. МР са защитени от закона за авторските права и разпространяването им на публични места обикновено изисква заплащане. Това наложи някои големи фирми и организации да направят собствени студия за музикални и развлекателни програми, които се разпространяват в работно време по вътрешните аудио системи. Има фирми и със собствени радиопредаватели с малък обсег на действие. По този начин те избягват множество строително монтажни работи по вградените системи за разпръскване на звукови съобщения. МР се възприемат по различен начин от различните хора. Те са носители на информация, която може да ангажира вниманието на служителите и те вместо да се съсредоточат върху работата си се разсейват допълнително, т.е. към разсейващите фактори на неконтролируемия шум се прибавя още един вместо да ги неутрализира. МР имат значителни отклонения в амплитудата, тъй като идват от различни носители на информация и от различни стилове, което допълнително натоварва и разсейва слушателите. При системите с изкуствен шум нивото може да се програмира и регулира автоматично в зависимост от много фактори като например час от денонощието, ден от седмицата, брой на хората в помещението, ниво на външния шум и др. МР ако се повтарят и особено и ако са неподходящо подбрани се превръщат в дразнител, което е по-малко вероятно с източниците на управляем шум. Например слушането в продължение на един работен ден на малък брой повтарящи се мелодии и съобщения е по-дразнещо отколкото, ако през това време се слуша бял, розов или друг подходящ шум. Слушането на шумови сигнали е и много по-евтино и не нарушава никакви авторски права.

Повторението на МР обикновено води до запаметяване на музикалните или говорни произведения. При източниците на управляем шум този ефект практически не съществува. МР имат емоционално въздействие върху слушателите. Те могат да доведат и до привикване и до запомняне, което намалява ефективността им. Тъй като МР водят до увличане или до привикване с нивото на сигнала се появява силна тенденция за увеличаване на силата на звука. Всички сме минавали покрай ходещи със слушалки на ушите, от които се чува силна музика или сме били подминавани от автомобил с уредба от десетки или дори стотици ватове работещи с пълна мощност. Вероятността това да се случи с източниците на управляем шум е малка. По тези и други причини МР не винаги са подходящи за маскиране на нежелани шумове и за тази цел понякога се използват вградени или портативни системи за разпространение на различни видове шум или за активно подтискане на външните шумове.

Активно подтискане на шума
Активното подтискане на шума може да се практикува както на индивидуално така и на колективно ниво и се комбинира когато е възможно с пасивно такова. На индивидуално ниво се използват различни видове прегради и покрития около работно място, а също слушалки и тапи за уши. Например популярните керамични и други твърди плочки за подовете се покриват задължително с пътеки и килими и се окуражава ходенето с обувки с меки подметки. Понякога използването на обувки с токчета се забранява.

Електрониката създаде специални слушалки за активно подтискане на шума (canceling the noise with headphones). Това са слушалки, захранвани от електронен блок. Системата има поне един микрофон който улавя звуковите сигнали на шума, инвертира го (обръща фазата му на 180 градуса) и го излъчва обратно. Двата акустични сигнала, които са в противофаза се подтискат взаимно и шумовото налягане, което стига до тъпанчето е много по-малко с включено устройство отколкото с изключено. Степента на понижаване на шума обикновено е от 20 до 50% в зависимост от конструкцията и начина на използване на слушалките. Пълното подтискане на шума чрез подобни слушалки не е възможно. Освен това то не е и желателно, защото когато подтискането е в голяма степен се получава обезпокоителна тишина (черен шум). Тъй като тя не се възприема добре се прави запълването и с контролиран шум. Затова обикновено в слушалките има и маломощен генератор на най-често бял шум.

Машини за звуци
Машините за звуци (sound machines, sound conditioners) покриват широк обхват от мощности, възможности и размери. Малките управляеми генератори на различни видове шум са в продажба от много години. Мощността им обикновено е до 1W, но може да има и изключения. Част от тях може да управляват и слушалки и високоговорители. Цената е сравнително ниска, те са удобни за озвучаване на малка стая, използват се от един човек и по-рядко от няколко души. Обикновено тези устройства са с батерийно захранване (повечето работят с батерии от 3 до 15V) и генерират сигнали като звук от океан, лятна нощ, водопад, дъжд в полето, дъжд в гората, сърдечен ритъм и други звуци, за което е намерено или се предполага, че имат успокояващ, лечебен или подобряващ концентрацията на вниманието ефект. Броят на звуците може да е повече от десет, като може да включват и прости мелодии. Често пъти са комбинирани с таймери и се използват и за приспиване дори и на малки деца. Понякога имат и функция и на нощна лампа. Става дума за малки портативни устройства, повечето от които могат да се вземат и за пътуване. Някои от тях могат да се включват към домашната озвучителна система или към озвучителната система на офиса и така да обслужват много помещения. Понякога инсталациите за разпространение на контролиран шум (sound conditioners) се сравняват с климатичните и отоплителните инсталации защото те създават по-комфортна обстановка за извършване на офисна дейност.