Hluk kolem nás

Hluk je nechtěný a bezcenný zvuk, který znečisťuje a ničí životní prostředí. Jeho zdrojem je nepravidelné chvění hmoty kolem nás – na rozdíl od tónů, které vznikají pravidelným kmitáním (viz Vesmír 77, 670, 1998/12). Chvějící se hmotou může být cokoliv bez ohledu na skupenství – sloupec vody nebo vzduchu, lidská hlasivka, struna.

Hladina hluku na celém světě stoupá a dosahuje již nebezpečné výše. Lidské tělo se po tisíce let v podstatě nezměnilo, kdežto hluk vzrůstal. Akustická energie hluku sice není velká, ale lidské ucho je na hluk, resp. silný zvuk obecně, velice citlivé. Miliony lidí jsou vystaveny hluku tak silnému, že časem ztrácejí sluch (viz Vesmír 77, 667, 1998/12). Hluk na nás působí nejen při práci, ale i ve chvílích odpočinku. Značný hluk působí doprava, zejména vozidla svážející odpadky, hlučné jsou také generátory, kompresory, technika používaná ve stavebnictví. Vysokou hladinou zvuku však člověka ohrožují i hudební produkce, při kterých se používají zesilovače, např. koncerty rockové hudby či disko. S nadsázkou lze pak mluvit o „hudebním hluku“ (viz Vesmír 76, 167, 1997/3).

Hluk ovlivňuje kvalitu prostředí i náš pracovní výkon a duševní zdraví. Ruší náš odpočinek, tedy i soukromý život, vyvolává ztrátu rovnováhy, poruchy spánku, podráždění. Přitom strojů i přístrojů působících hluk přibývá. Pracovníci v továrnách požadují zařízení s nižší hladinou hluku, než nařizují předpisy. Totéž platí o domácích spotřebičích, nejvíce jsou ceněny výrobky s poměrně tichým chodem. Samozřejmě již byly vyvinuty různé technologie tlumení hluku, například počítačový program Orpheus pomáhá konstruktérům snižovat hladinu hluku při vývoji WEIRICHvýrobku. Další možností jsou tlumiče hluku a tlumicí materiály.

Výjimečně se najdou i výrobky, které jsou vybavovány „zařízením na výrobu zvuku“ – zmiňme alespoň motocykly Harley Davidson s „charakteristickým zvukem“ nebo třeba zubní pastu, která při otevření hraje.

Jak se hluk měří

V prvním století př. Kr. napsal římský architekt Vitruvius pojednání De architectura, v němž mimo jiné přirovnává šíření zvuku k šíření vln na vodě, do níž byl vhozen kámen. Zvuk se ovšem nešíří jen v rovině vodorovné, ale také v rovině svislé. Obecně lze říci, že se šíří všemi směry, dokud nenarazí na nějakou překážku.

Akustické vlny mají dvě vlastnosti: frekvenci a intenzitu. Frekvence se vyjadřuje v cyklech za vteřinu (jednotkou je hertz), a pokud je pravidelná, určuje výšku tónu. Intenzita je měřítkem síly zvuku (jednotkou je decibel). Protože měřit intenzitu je pracná záležitost, měří se síla hluku jako akustický tlak, který je akustické intenzitě úměrný (jednotkou je rovněž decibel). Souhrn korigovaných akustických tlaků na různých frekvencích se vyjadřuje jedním číslem (dBA), které nejlépe vystihuje citlivost sluchu. Protože se dBA vyjadřuje v logaritmické stupnici, sčítáním dvou stejných hluků vznikne výsledný hluk jen o 3 dB větší: 90 dBA + 90 dBA = 93 dBA. Uvedu několik příkladů akustického tlaku, respektive hluku:

Co se stane, když zvuk narazí na překážku? Buď projde překážkou na druhou stranu (jako světlo prochází oknem) a utlumí se, nebo je pohlcen (jako houba pohlcuje vodu), anebo je odražen do mnoha směrů (jako kuželky zasažené koulí). Ve většině případů však nastanou všechny tři situace najednou.Důležitý je také čas dozvuku (počet vteřin, za který zvuk klesne o 60 dB). Při dlouhém dozvuku splývají slova dohromady, řeč není srozumitelná. Vhodný dozvuk ve školní třídě je 0,4 až 0,6 vteřiny, běžně však bývá mnohem delší. Řešit to lze dvěma způsoby: snížit vnitřní objem místnosti, nebo zvětšit zvukovou pohltivost stěn (prostřednictvím akustických panelů, koberců apod.).

Dalším ukazatelem srozumitelnosti učitelovy řeči je poměr síly jeho hlasu vůči hladině hluku ve třídě. Měří se v dBA a měla by mít hodnotu 10. Třídy se špatnou akustikou se bohužel stavějí dodnes, přestože v nich žáci hůře rozumějí, což negativně ovlivňuje kvalitu výuky. Takovým problémům lze předejít, jestliže architekt k projektu přizve akustického konzultanta.

Regulace hluku ve Spojených státech

V Homérově Odysseji je popsáno, jak Odysseus na radu Kirké ucpal svým námořníkům uši voskem, aby neslyšeli zpěv Sirén. Od té doby se ochrana sluchu trochu zlepšila, ale přesto se i dnes místo inženýrského řešení mnohde nabídnou pracovníkům hlučného provozu chrániče. Je to podobné, jako kdybychom doma místo větrání chodili v plynové masce.

Již v roce 1831 napsal D. E. Fosbroke, že „ztráta sluchu u kovářů je důsledkem jejich zaměstnání“. V roce 1970 byl v USA zaveden první federální standard pro hluk v pracovním prostředí, ¹⁾ který povoluje nanejvýš 90 dBA po 8 pracovních hodin denně. Maximální přípustný hluk je 115 dBA, a to jen když trvá velice krátce. Později byla správnost těchto kritérií potvrzena studiemi, jež probíhaly na velkém počtu osob po dobu 8 let.

Roku 1971 byla v USA založena agentura pro inženýrskou kontrolu hluku. ²⁾ Zaměřila se na zlepšení spolupráce mezi odborníky, zvyšování jejich kvalifikace, vývoj a zveřejňování nových metod. O rok později si protesty americké veřejnosti proti vzrůstajícímu hluku vyžádaly vznik kontrolního orgánu. ³⁾ Odpovědnost za dozor nad dodržováním zásad převzala federální Agentura pro ochranu životního prostředí. ⁴⁾ Bohužel ale nebylo stanoveno, jak se mají nařízení uplatňovat. Výsledkem bylo, že o deset let později zůstala federální agentura bez peněz. Dnes už neexistuje žádný federální protihlukový program, vyjma omezování hluku v blízkosti letišť. Veškerou práci tohoto typu převzaly národní a okresní instituce, které však s federální agenturou nespolupracují.

V roce 2001 začala studijní komise agentury pro inženýrskou kontrolu hluku pracovat na návrhu nového protihlukového zákona. Pracovníci komise jsou rozděleni do tří skupin: hluk v pracovním prostředí, hluk v životním prostředí a hlučnost spotřebičů. Komise dosud pokračuje v práci.

Co se týče diskoték a klubů, považuje se za přípustnou hladinu 94 dBA, pokud poslech netrvá déle než dvě hodiny jednou týdně. Na druhé straně se ale někteří badatelé domnívají, že se člověk učí při poslechu klasické hudby lépe než v tichu, jde o takzvaný Mozartův efekt (viz rámeček 1 ). K těmto výsledkům dospěli na základě studií s vysokoškolskými studenty. Některé školy dnes tuto metodu zkoušejí i na malých dětech, jiné ji kritizují jako neúčinnou.

Vlny šířené v České republice

Roku 1958 založili odborníci, kteří se akustikou zabývali profesionálně, akustickou organizaci v rámci Československé vědeckotechnické společnosti. Jejím předsedou se stal J. B. Slavík. Vnitropolitická situace v Československu byla tenkrát, na přelomu padesátých a šedesátých let, velice nepřívětivá, vyžadovala se především „politická angažovanost“, a proto byli akustikové rádi, že uhájili možnost pokračovat ve své apolitické činnosti. Zvolili si motto „Akustické vlny se šíří nezávisle na politické situaci“. Významnou úlohu hrály semináře, které od r. 1964 organizovali v rámci akustické skupiny ČsVTS akustikové J. Ransdorf a P. Urban (první z nich se zabýval hlukem strojů, druhý hlukem motorových vozidel). Úroveň seminářů byla vysoká a ponechávala prostor tvůrčím diskusím. Semináře se konaly dvakrát do roka a pokračují dodnes – po r. 1989 již v Československé (a posléze v České) akustické společnosti. V předsednictví společnosti se postupně vystřídali J. Němec, P. Urban. Z. Škvor, J. Novák a nyní V. Kunzl. Semináře se rozrostly na akustické konference. Mnoho členů České akustické společnosti se podílí na práci mezinárodních organizací ⁵⁾ a naopak společnost organizuje i mezinárodní akce. ⁶⁾