Ljudnivå

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

ljudnivåTryck mäts i enheten Pascal [P] så tryckvariationernas amplitud anges därför också 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

ljudtrycksskalaAtt använda den linjära skalan i Pascal vid mätning av ljudtryck leder till stor spridning i de olika värdena och det är därför opraktiskt att mäta ljudtryck i enheten Pa. Istället används en logaritmisk skala för ljudtrycket som anges i enheten decibel (dB). 20 µPa motsvarar då 0 dB och 20 Pa motsvarar 120 dB. Vårt öra reagerar inte heller direkt linjärt för ljud utan faktiskt mer logaritmiskt.

Det matematiska förhållandet för ljudtrycksnivå är:




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 log 1=0.

Decibelskalan är alltså en logaritmisk skala som används för att beskriva ljudets styrka i förhållande till en referensnivå, och där referensnivån är det lägsta ljudtryck det mänskliga örat normalt kan uppfatta.

Addition och subtraktion av decibelnivåer

Decibel 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.

• Addition av decibelnivåer sker enligt formeln:
• Subtraktion av decibelnivåer sker enligt formeln:

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 och 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. Detta innebär att i många fall kan vi inte enbart utifrån en mätning av ljudtrycksnivå 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. Vilken definieras som den ljudtrycksnivå med konstant styrka som motsvarar samma totala ljud energi som den tidsvarierande ljudnivån under en given tid, exempelvis en 8-timmars arbetsdag.

Ekvivalent ljudtrycksnivå kan alltså med andra ord beskrivas som genomsnittlig ljudtrycksnivå under en given tidsperiod. Vilket innebär att använd mättid och ekvivalent ljudtrycksnivå bör anges 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

Vad är ljudeffekt? Läs här.

Hörnivå

phon kurvorVår förmåga att höra olika ljudfrekvenser varierar kraftigt. Örat har t.ex svårare att uppfatta ljud med låga frekvenser än med höga. I ett försök att efterlikna hörselsinnets sätt att väga samman ljudstyrka och frekvenskänslighet, dvs vårt hörselintryck, har man 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. Ljudnivån för en kurva med hörnivån X phon definieras av hur örat upplever en ton på 1 kHz med ljudtrycksnivån X dB. 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.