Ljudnivå

Med ljudnivå menar man ljudtryckets nivå och det är ljudtrycksnivån man mäter med en ljud- och bullermätare.

Ljudtrycksnivå

ljudnivå

Eftersom tryck mäts i enheten Pascal [P] så anges också tryckvariationernas amplitud i enheten Pascal. Ju större amplitud desto högre ljudtryck, så ljudtrycket är alltså ett mått på ljudets “energi”. Det minsta ljudtrycket som det mänskliga örat normalt förmår att registrera är cirka 20 µPa (0,00002 P) och vid cirka 20 Pa upplever vi smärta. Tryckförhållandet mellan dessa värden är en miljon. Vår hörsels dynamik är alltså ofantligt stor.

Decibelskala

ljudtrycksnivå

Men användning av den linjära skalan i Pascal vid mätning av ljudtrycksnivån leder till stor spridning i de olika värdena och det är därför opraktiskt att mäta i enheten Pa. Därför används istället en logaritmisk skala som anges i enheten decibel (dB). Även värt att notera är att vårat öra inte heller reagerar direkt linjärt för ljud utan faktiskt mer logaritmiskt.

Det matematiska uttrycket för ljudtrycksnivå är:

ljudtrycksnivå ekvation


Eftersom 20 µPa är det svagaste ljudtryck som vi kan uppfatta anger man styrkan på ljudet som en jämförelse med denna nivå. En nivå på 20 µPa motsvarar 0 dB då 20 • log (20/20) = 20 • log 1 = 20 • 0 = 0. Den ljudnivå där vi börjar känna smärta är cirka 20 Pa. En nivå på 20 Pa motsvarar 120 dB då 20 • log (20/20•10⁻⁶ ) = 20 • log 10⁶ = 20 • 6 = 120. Decibelskalan är alltså en logaritmisk skala som används för att beskriva ljudets styrka i förhållande till en referensnivå (0 dB).

decibelnivå formler

Addition och subtraktion av decibelnivåer

Decibel är ett logaritmiskt värde som inte går att addera eller subtrahera på samma sätt som linjära värden. Därför måste man ta hjälp av linjära enheter, i detta fall Pa, för att göra beräkningen och därefter gå tillbaka till logaritmiska värden.

En enkel tumregel som kan vara praktisk att komma ihåg är att om man lägger ihop två identiska källor (lika ljudnivå) ökar ljudnivån med 3 dB medan additionen av 10 identiska källor ökar ljudnivån med 10 dB.

Upplevd ljudnivå db

En ökning av 6dB innebär en fördubbling av ljudtrycket. Men det krävs en större ökning för att örat skall uppleva det som väsentligt högre. En bra tumregel för “upplevd ljudnivå” är därför:

  • 1 dB är den minsta skillnaden som de flesta kan uppfatta.
  • 5 dB märkbar skillnad.
  • 10 dB upplevs av de flesta som en fördubbling eller halvering.

Decibelnivåer jämförelse

•   0-15 dB Svagast uppfattbara ljud
•   10 dB Fallande löv
•   20 dB Viskning
•   30 dB Svagt vindbrus
•   40 dB Svag radiomusik
•   50 dB Ljudnivå i ett kontorslandskap
•   60 dB Normalt tal
•   70 dB Bil invändigt
•   80 dB Startande långtradare

–   85 dB Risk för hörselskada vid långvarig exponering
•   90 dB En vanlig motorgräsklippare
• 100 dB Motorsåg, avstånd 1m
• 120 dB Tryckluftsborr
– 120 dB Smärtgräns
• 140 dB Motor från ett jetplan
• 150 dB Skott från ett hagelgevär
• 180 dB Kanonskott, trumhinnan spricker


Ekvivalent ljudnivå

ekvivalent ljudnivå

Förutom ljudets nivå har dess tidskaraktär en stor betydelse för hur störda vi blir. Därför kan vi i många fall inte enbart utifrån en mätning av ljudtrycksnivån bedöma bullret utan vi behöver även ta hänsyn till hur det varierar med tiden.

För att beskriva ett buller som varierar med tiden och är ett mått på ljudets störande eller skadliga påverkan använder vi storheten ekvivalent ljudtrycksnivå. Definitionen av ekvivalent ljudtrycksnivå är: Den ljudtrycksnivå med konstant styrka som motsvarar samma totala ljud energi som den tidsvarierande ljudnivån under en given tid, exempelvis en 8-timmars arbetsdag. Alltså kan man med andra ord beskriva ekvivalent ljudtrycksnivå som genomsnittlig ljudtrycksnivå under en given tidsperiod. Det innebär att man bör ange använd mättid och ekvivalent ljudtrycksnivå tillsammans.

Maximalnivån däremot anger ljudnivån vid en enskild händelse, ett sk. impulsljud som t.ex ett slag från en hammare eller smällen från en spikpistol.

Sammanfattning:

  • Maximal ljudnivå anger högsta ljudtrycksnivån under en viss tidsperiod.
  • Ekvivalent ljudnivå avser en medelljudnivå under en given tidsperiod.

Ljudeffekt

Klicka här, för att läsa om ljudeffekt.

Hörnivå

hörnivåkurva

Vår förmåga att höra olika ljudfrekvenser varierar kraftigt. Till exempel har örat svårare att uppfatta ljud med låga frekvenser än med höga. Därför har man i ett försök att efterlikna hörselsinnets sätt att väga samman ljudstyrka och frekvenskänslighet, dvs vårt hörselintryck, skapat begreppet hörnivå. Hörnivå mäts i enheten phon.

Figuren till höger visar hörnivåkurvor eller om man så vill phon-kurvor. Varje phon-kurva visar den nivå i dB som krävs för respektive frekvens för att ett normalt öra skall uppfatta att ljudnivån är lika. Hur örat upplever en ton på 1 kHz med ljudtrycksnivån X dB definierar ljudnivån för en kurva med hörnivån X phon. Kurvorna är framtagna genom att ett antal försökspersoner har fått avgöra en ren tons hörbarhet vid olika ljudstyrkor och frekvens. Så självklart kan de individuella avvikelserna vara stora.

I figuren syns hörtröskeln, dvs den nivå där vi börjar uppfatta ljudtonen, som kurvan längst ner. Vi kan också se att om ljudnivån är tillräckligt hög är skillnaden mellan hur örat uppfattar låga och höga frekvenser klart mindre än vid en lägre ljudnivå.