Обзор приложений для измерения уровня шума

Децибелы в акустике

Вы, возможно, удивитесь, но для акустики децибелы подходят просто идеально. Собственно, Александр Белл ввел понятие Бел при исследовании порога слышимости. Он определил, что «громкость» мы воспринимаем  не по реальной мощности сигнала, а по десятичному логарифму от этой мощности. Как так? Давайте рассмотрим пример.


Имеется усилитель, который выдает сигнал мощностью 1 Вт. Чтобы увеличить его в 1,1 раза, добавить надо только 0,1 Вт. А если на выходе у нас 100 Вт, то чтобы увеличить мощность в 1,1 раза надо поднять мощность на 10 Вт. Увеличение громкости в обоих случаях будет «для уха» одинаковым, а увеличение мощности имеет явно нелинейный характер.

Мы воспринимаем не реальный уровень сигнала, а логарифмическую зависимость

На основании вот этого явления Белл и вывел то самое логарифмическое отношение. В его честь и названа эта относительная единица измерений. Что еще это нам дает? А вот такие факты:

  • 1 дБ — это минимальный уровень слышимости сигнала. Звуки с более низкой мощностью (о дБ и ниже) большинство людей не замечают и определяют как «абсолютную тишину».
  • Если говорят о том, что мощность сигнала/звука возросла на 3 дБ, то значит она возросла в два раза. Не путайте с громкостью.
  • При увеличении мощности звука на 10 дБ, громкость увеличивается в 2 раза.
  • Увеличение напряжения в два раза — это 6 дБ.

Принять децибелы не так легко. Но наверное, вы уже поняли, что в децибелах громкость звука/шума не измеряется. Эта цифра показывает насколько изменился сигнал относительно «нулевой» точки восприятия. Примерно так можно это сформулировать.

Таблица уровней шумов

Ну, а чтобы было понятнее, приведем таблицу сравнений привычных, знакомых звуков и их среднего уровня.

дБ С чем можно сравнить дБ С чем можно сравнить
0 дБ Полная тишина 90 дБ Звук работающего фена, мотоцикла, поезда
1 дБ Самый нижний порог слышимости 100-105 дБ Ремонт и рок-концерт
10-24 дБ Шелест листвы 110 дБ Музыка в ночном клубе
20 дБ Шепот 120 дБ Автомобильный гудок
40 дБ Так звучит дождь 130-135 дБ Звук работающей дрели
45 дБ Тихий разговор 140 дБ Шум турбин самолета
60 дБ Громкий разговор 160 дБ Звук выстрела возле уха
80-90 дБ Шоссе с интенсивным движением 200 дБ Смертельный уровень шума

Каждый шум или звук имеет определенный уровень мощности, но проще его описывать в децибелах

Факты, которые позволят оценить важность акустики и децибелов:

  • Комфортным уровнем шума считается 50-55 дБ. Как видите, эту величину можно сравнить с разговором обычной «громкости». Именно этот уровень по СНиПу определен как  приемлемый для дневного времени.
  • Уровень 70-90 дБ относится к «терпимым», но длительное воздействие может привести к заболеваниям нервной системы.
  • Длительное воздействие шума в 100 дБ приводит к снижению слуха и глухоте.
  • Звуки мощностью 130 дБ вызывают болевые ощущения.
  • Мощность звука в 200 дБ может быть смертельной.

Вообще, постоянное нахождение в шумном помещении сильно снижает способность воспринимать звуки. Мало того, оно приводит к расстройствам психики, сна, что негативно сказывается и на общем самочувствии. Поэтому шумные производства — зона риска. Чтобы хорошо себя чувствовать, просто необходимо время от времени находится если не при полной тишине, то при низком уровне шума.

…изменение мощности…

Я намеренно писал выше только о мощностях. Мощность имеет квадратичную зависимость от напряжения и от тока, а изменение на 3 децибелла — это всегда и во всех случаях изменение мощности в 2 раза. Как мы помним, мощность зависит от квадрата напряжения или от квадрата тока:

  • Всё начинается с закона Ома:
  • И определения мощности через напряжение и ток
  • Выразим ток через напряжение: Получается, мощность зависит от квадрата напряжения
  • Выразим напряжение через ток: Получается, мощность зависит от квадрата тока

Помним, что логарифм степени есть произведение показателя степени и логарифма основания. Показатель степени — это двойка, и умножать надо не на 10, а на 20. Выразим 2 Вольта в децибел-вольтах, и 3 децибел-вольта в Вольтах: Просто и нестрашно!

  • В расчётах энергетических величин (мощность) фигурирует число 10
  • В расчётах силовых величин (напряжение, ток) фигурирует число 20

Можно ли измерить уровень шума телефоном

Это можно сделать, но только на смартфоне, так как нужна дополнительная программа, которую можно скачать с «Плей Маркета» или App Store в зависимости от «операционки» телефона. Программа для измерения будет использовать встроенный микрофон устройства. Поэтому он должен быть как минимум исправен.

Утилита проанализирует звук, который идёт от микрофона, а затем покажет количество децибел. Точность замеров довольно высокая, но, естественно, не сравнится с точностью, которую показывает профессиональное оборудование. Точность может варьироваться в зависимости от качества микрофона. Погрешность обычно равна не более 5 дБ. Так что для домашнего использования этот способ измерения вполне подойдёт.

Шум как раздражитель и его воздействие на людей

Ученые доказали, что шум представляет собой опасность для здоровья. Он вызывает ряд различных заболеваний, таких как тугоухость, глухота, люди начинают страдать бессонницей, а также сердечно-сосудистыми нарушениями, и все это является следствием воздействия шума на организм. Чтобы и вибрацию можно обратиться в нашу лабораторию «ЭкоТестЭкспресс».

Под постоянным влиянием шума может учащаться пульс и дыхание, нарушается психика. Ученные также доказали, что пребывание человека в шуме становится причинной его агрессивности. Человек не может свыкнуться с шумом, он также снижает работоспособность и производительность труда. Последние исследования показали, что большая насыщенность звука может также вызывать различные болевые ощущения. Поэтому приходя домой каждый из нас хочет просто побыть в тишине, не отвлекаясь на раздражающие звуки.

Принцип работы шумомера

Шум — беспорядочные колебания различной физической природы, отличных по частоте.


Прибор для исследования шума в децибелах – это шумомер. В устройстве шумомера заложены определенные решения, которые позволяют создать однозначную зависимость между показаниями прибора и звуковым давлением, которые воспринимаются слуховым аппаратом. Уровень шума пропорционален электрическому сигналу.

Прибор воспринимает шум при помощи микрофона, он работает, преобразовывая звуковые колебания в электрические. Далее эти колебания усиливаются и подаются на выпрямитель, а затем сигнал подаются еще на различные фильтры, которые корректируют его.

Фильтры служат для того, чтобы выделить шумы определенной частоты и измерять именно их интенсивность.

Для того, чтобы провести качественное исследование шума или можно обратиться в нашу московскую исследовательскую лабораторию «ЭкоТестЭкспресс», которая имеет четырнадцатилетнюю историю и заслужила свою репутацию как лучшая частная лаборатория Москвы и Московской области. Мы одна из немногих лабораторий, которая получила право выдавать официальные протоколы исследований, которые действительны на государственном уровне.

Мы рассмотрели принцип работы шумомера, разобрались, что измеряет шумомер, далее рассмотрим его устройство.

Почему именно наша лаборатория занимается исследованием шума?

Компания «ЭкоТестЭкспресс» проводит различные лабораторные исследования звука в различных помещениях, а также ряд других исследований начиная от такой экспертизы как и заканчивая воздухом. Мы проводим самые разнообразные исследования отклонений, которые необходимы для более корректного составления плана с рекомендациями по улучшению состояния, устранения возможных проблем, ну или уменьшения воздействия негативного шума на организм человека.

Мы проводим измерения уровня шума на территории всей Москвы, а также Московской области не только на производственных участках, но и в жилых помещениях как в дневное так и в ночное время суток.

Протокол с заключением государственного характера позволяет использовать его во всех возможных действиях, где может пригодиться такой документ: начиная от санитарной государственной службы и заканчивая судебными разбирательствами.

Замеры уровня шума

Чтобы понять, является ли уровень шума физической величиной, необходимо понять, что такое децибел, которым измеряется сам звук. Кстати, свое название эта величина получила в честь Александера Грейама Белла, который изобрел телефон, и никакого отношения к уровню звукового давления не имел. Но исторически сложилось именно так.

Уровень шума в Дб

Так вот считается, что децибел – это единица измерения шума. Хотя это не так. Почему? Все дело в том, что измерить звуковую волну можно несколькими параметрами, одна из которых энергия, приходящаяся на величину определенной площади. То есть, измеряется шум, а точнее сказать, его интенсивность действия в ваттах на метр квадратный Вт/м². Но с этой единицей измерения возникают трудности вот какого плана.

Влияние сильного шума

К примеру, интенсивность шума самого тихого разговора равняется 0,000000000001 Вт/м². а вот звук взлетающей ракеты равен 1000 Вт/м². то есть, получается достаточно широкий диапазон, записать который просто неудобно. Поэтому ученными была принята совершенно другая измерительная единица, которая обозначала отношение, где эталоном или номиналом выступал тот самый низкий разговор, который математически можно обозначить как 10 −12 Вт/м 2 . Если сравнивать эту величину с шумом ракетного запуска, то получится, что последний превышает эталонный в 15 раз. Так вот изменение показателя на 10 и стали называть бел. А его десятые доли децибел. То есть, любое изменение интенсивности шума – это отношение его к эталонному показателю.

Важно. Децибелы не являются величиной как, к примеру, вольты или амперы, километры и сантиметры. Для того чтобы это понять, необходимо привести вот какой пример

Если к 1 км прибавить 20 м, то в сумме получится 1,02 км или 1020 м. Если к 10 дБ прибавить столько же, то не получится 20 дБ. По сути, это логарифмическая функция, поэтому при удвоении числа увеличение происходит всего лишь на 0,3. То есть, получится в сумме не 20 дБ, а 13 дБ.

Вот почему выбирая звукоизоляционный материал, необходимо провести замер уровня шума, а затем сравнивать его с показателем материала. И еще один момент. Для сравнения приведем пример. Звукоизоляционные плиты ISOPLAAT, в модельной линейке которых есть панели толщиною 10 и 25 мм. Так вот у первого звукозащита имеет величину 22 дБ, у второго 26 дБ. Это опять к вопросу, почему уровень звука (шума) не определяется прямо пропорционально вспомогательным критериям.


Определить уровень или интенсивность шума достаточно сложно, поэтому измеряют колебания давления звукового потока. При этом можно проследить закономерность, что диапазон звукового давления намного меньше, чем пределы интенсивности. Отсюда вывод: давление растет намного медленнее, чем интенсивность, практически в два раза. То есть, если увеличить показатель звукового давления в два раза, то уровень или интенсивность шума увеличится в четыре раза.

На этом научные разбирательства можно оставить. Переходим к главному вопросу темы – допустимый уровень шума.

Способы защиты от шума

Если по результатам измерений оказалось, что уровень звукового загрязнения в квартире или частном доме выше, чем максимально-допустимые значения, а как-либо повлиять на его источник в силу тех или иных причин невозможно, придется ознакамливаться со способами защиты от.

В жилых кварталах основными источниками посторонних звуков разной силы могут быть:

  • Разнообразные транспортные средства, особенно на узких улочках, с малым количеством шумопоглощающих материалов вокруг.
  • Вентиляционные системы разнообразных складов и магазинов.
  • Спортивные площадки и тепловые пункты.
  • Строительные, а также ремонтные работы тоже источник достаточно интенсивного шумового загрязнения окружающей среды.

Важнейшим же способом защиты от является рациональное проектирование. Грамотная планировка зданий и транспортных магистралей, рациональное размещение громко работающего оборудования, а также замена излишне шумных машин и агрегатов менее громкими вариантами – лучший способ снижения уровня звукового загрязнения среды.

Однако не всегда при строительстве предприятий и жилых районов грамотно используются эти подходы. Если снижение шума не было предусмотрено на этапе проектирования, единственный способ защиты – применение звукоизолирующих и звукопоглощающих материалов.

Метод звукоизоляции базируется на отражении звуков от имеющих высокую плотность защитных экранов, тогда как звукопоглощение уменьшает уровень шума за счет трансформации энергии звука в тепло в пористых материалах (все они имеют пористую, волокнистую, зернистую или ячеистую структуру).

Поэтому необходим строгий контроль над показателями шумового загрязнения, и применение всех необходимых мер в случае выявления превышения гранично-допустимого звукового давления.

Предлагаем посмотреть полезное видео о том, как змерить уровень шума и каким образом можно защитить от него свою квартиру:

История возникновения

Как выяснилось в результате длительных исследований, восприимчивость не находится в прямой зависимости от абсолютного уровня распространения звука. Она является показателем мощности, примененным к заданной единице площади, которая находится в зоне воздействия звуковых волн, что и измеряют в децибелах сегодня. В результате установили любопытную пропорцию – чем больше места принадлежит полезной площади человеческого уха, тем к лучшему восприятию минимальных мощностей оно расположено.

Таким образом, исследователю Александру Грэхему Беллу удалось установить, что предел восприятия человеческого уха равен от 10 до 12 Вт на метр квадратный. Полученные данные охватывали слишком широкий диапазон, который представлялся всего несколькими значениями. Это создавало определенные неудобства и исследователю пришлось создать собственную шкалу измерений.

В первоначальном варианте безымянная шкала имела 14 значений — от 0 до 13, где человеческий шепот имел значение «3», а разговорная речь – «6». Впоследствии эта шкала нашла широкое применение, а ее единицы назвали белами. Для получения более точных данных в логарифмическом масштабе исходную единицу увеличили в 10 раз – так сформировались децибелы.

Типовой расчет системы оповещения


При проведении расчета высоту установки оповещателей от пола примем равным 2,3 метра, т.е. заранее известной величиной.

Наш расчет ведется для пожарного оповещателя ПКИ-1 «Иволга», чье гарантированное давление звука, по техническому паспорту, равняется 95 Дб. Тогда:

  1. Согласно испытаниям, проводимым до стадии проектирования, средний максимальный уровень фона с помощью прибора «Шумомер», равняется 55 Дб. (Когда под рукой нет этого прибора, можно использовать данные ГОСТа из таблицы выше).
  2. Далее вычисляем минимально допустимый уровень надфона, который производит система в нашем помещении (согласно п. 4.2, СП3.13130.2009 прибавляемая величина равна 15 Дб):                                                                                                                                                      15 + 55 = 70 Дб.
  3. Определяем расстояние от громкоговорителя до органа человеческого слуха, принимая среднюю высоту человеческого уха пола равную 1,5 м:                                                                                                                                                                                                                    2,3  – 1,5 = 0,8 м.
  4. Рассчитываем величину гашения звука на дистанции 3 м (согласно СП3.13130.2009): по следующей формуле:                                                                                                                                                                                                                                                                    lg (3) * 20 = 9,5 Дб. (20 – значение ГОСТа).
  5. Следовательно, искомое минимальное давление звука громкоговорителя (иначе минимальная мощность пожарной сирены), будет равняться:                                                                                                                                                                                                     15 +55 + lg (0,8) * 20 = 15 + 55 + 0 = 70 Дб.
  6. Согласно принятому ранее значению 95 Дб для ПКИ-1 «Иволга» давление на дистанции 3 м от оповещателя определяется как разность мощности разговорного устройства и величины затухания звука (п. 4), т.е.:                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                 95 – 9,5 = 85,5 Дб (что удовлетворяет требованию).
  7. На принятой дистанции 1,5 м от пола давление составит:                                                                                                                                                                                                                                             95 – lg (2,3 – 1,5) * 20 = 95 – lg (0,8) * 20 = 95 – 0 = 95 (выполнено требование ГОСТа).
  8. Вычисляем давление на 17 метрах и при 1,5 м над нижним уровнем:                                                                                                                                                                                                                       95 – (lg (17) * 20 + lg (0,8) * 20)  = 95 – (24,6+0) = 70,4 Дб. (необходимое условие также удовлетворено).
  9. Там, где есть препятствия для прохода звука, например, входная или противопожарная дверь, максимальная величина звукового давления понижается на 20-40 %.
  10. Если есть громоздкие предметы — шкафы, стеллажи, антресоли и пр. – на 10 %.

Как замерить уровень шума в квартире самостоятельно при помощи микрофона и компьютера, телефона

Перед тем, как измерить уровень шума с помощью микрофона и компьютера, не лишним будет уточнить, что микрофоны наушников, телефона или ноутбука не предназначены для замера силы звука, и их показатели с большой вероятностью будут существенно отличаться от цифр, которые выдаст профессиональное оборудование.

Данные, полученные при помощи разнообразных программ стоит считать ориентировочными (большинство неспециализированных микрофонов выдают меньшее значение, чем есть на самом деле).

Шумомер онлайн для ПК достаточно большая редкость, большинство подобных программ необходимо для корректной работы устанавливать на свой компьютер.

Подобного программного обеспечения в сети достаточно много, однако стоит учитывать операционную систему своего компьютера. Так, в случае с Windows достаточно большой популярностью пользуется Audacity, в которой есть функция измерения уровня силы звуков.

Измерить уровень шума с помощью телефона также возможно при помощи предназначенных для этого программ.

В случае со смартфонами выбор конкретной программы также зависит от операционной системы устройства:

  • В случае с продукцией компании Apple: Decibel 10th или Decibel Meter Pro, dB Meter, Sound Level Meter.
  • Для распространённой операционной системы Android подходят следующие приложения: Sound Meter, Decibel Meter, Noise Meter, deciBel;
  • Смартфоны на Windows можно считать редкостью, однако и для них можно найти подходящее для подобных измерений программное обеспечение: Decibel Meter Free, Cyberx Decibel Meter, Decibel Meter Pro.

Важно учитывать, что особой точностью такой способ измерения уровня звуков не отличается, и зависит не только от корректности работы программного обеспечения в каждом конкретном случае, но и от качества, а также технического состояния используемого микрофона

Какие могут быть последствия?

Часто люди не боятся нарушать правила, потому что не знают, какая за это ответственность.

Если говорить о первом нарушении, то нарушителя будет ждать лишь предупреждение, а вот во второй раз уже придется заплатить административный штраф, сумма которого может быть разной. Все зависит от того, являетесь ли вы юридическим, физическим или должностным лицом. Для физического лица эта сумма составит 1000 рублей, а для юридического может достигать и 40000 рублями. Поэтому стоит несколько раз подумать, прежде чем принуждать соседей проводить экспертизу по замеру уровня шума.

После второго нарушения соседи могут подать на вас в суд или прокуратуру. Это является крайним случаем, но многие используют и его.

Дело может дойти и до обращения в местный муниципалитет, который заставит вас исправить ситуацию. Если вы этого не сделаете, то вас даже могут лишить жилья и заставить выплатить компенсацию пострадавшим.

Принцип работы

Что касается принципа действия, то в данном случае уместнее сравнение прибора с микрофоном. Главное отличие будет заключаться в том, что шумомер взаимодействует в процессе измерения с вольтметром, отградуированным в децибелах. Так как сигнал электрического потока на выходе с микрофона эквивалентен исходному шуму, добавка в уровне акустического давления, которое действует на мембрану, будет вызывать аналогичный прирост напряжения тока при поступлении в вольтметр. На этом принципе и строится измерение шума, показатели которого отражаются на дисплее. Для выполнения замеров показателей сигнал пропускают через специальные фильтры — это делается в момент, когда он находится на пути от микрофона к вольтметру.

Поскольку способность уха к восприятию звука определяется не только частотными свойствами шума, но и его интенсивностью, в приборах предусматривается несколько видов элементов фильтрации. Выбор конкретного устройства зависит от того, какими характеристиками обладает допустимый шум на участке проведения измерений. Фильтры дают возможность имитации амплитудно-частотного спектра в условиях заданной мощности шума.


С этим читают