Онлайн розрахунок соуе. Облік типу та конструктивних особливостей гучномовців

Будівлю, що проектується, потрібно обладнати пристроями оповіщення людей про пожежу по 2 типу.

Для оповіщення людей про пожежу використовуватимуться оповіщувачі типу «Маяк-12-3М» (ТОВ «Електротехніка та Автоматика», Росія, м. Омськ) та світлові оповіщувачі «ТС-2 СВТ1048.11.110» (табло «Вихід»), підключені до приладу С2000-4 (ЗАТ НВП «Болід»).

Для мережі оповіщення під час пожежі застосовується вогнестійкий кабель КПСЕнг(А)-FRLS-1х2х0,5.

Для ел. живлення обладнання за напругою U=12 застосовується джерело резервованого ел. живлення "РІП-12" ісп.01 з акумуляторною батареєю ємк. 7 А ч. Акумуляторна батарея джерела ел. живлення забезпечують роботу обладнання протягом не менше 24 годин у черговому режимі та 1 годину в режимі «Пожежа» при відключенні основного джерела електроживлення.

Основні вимоги до СОУЕвикладено у НПБ 104-03 «Системи оповіщення та управління евакуацією людей при пожежах у будівлях та спорудах»:

3. Прийняті розрахункові припущення

Виходячи з геометричних розмірів приміщень, всі приміщення діляться лише на три типи:

  • "Коридор" -довжина перевищує ширину в 2 і більше разів;
  • «Зал» - площа понад 40 кв. (У цьому розрахунку не застосовується).

У приміщенні типу «Кімната» розміщуємо один оповіщувач.

4. Таблиця значень ослаблення звукового сигналу

У повітряному середовищі звукові хвилі згасають внаслідок в'язкості повітря та молекулярного згасання. Звуковий тиск слабшає пропорційно до логарифму відстані (R) від оповіщувача: F (R) = 20 lg (1/R). На рис.1 показаний графік ослаблення звукового тиску залежно від відстані до джерела звуку F(R) =20 lg(1/R).


Мал. 1 — Графік ослаблення звукового тиску в залежності від відстані до джерела звуку F(R) =20 lg (1/R)

Для спрощення розрахунків нижче наведено таблицю реальних значень рівнів звукового тиску від оповіщувача «Маяк-12-3М» на різних відстанях.

Таблиця - Звуковий тиск, створюваний одиночним оповіщувачем, при його включенні на 12В на різній відстані від оповіщувача.

5. Вибір кількості оповіщувачів у конкретному типі приміщень

На поверхових планах позначені геометричні розміри та площа кожного приміщення.

Відповідно до прийнятого раніше припущення, ділимо їх на два типи:

  • "Кімната" - площа до 40 кв.м;
  • Коридор - довжина перевищує ширину в 2 і більше разів.
  • У приміщенні типу «Кімната» допускається розміщення одного оповіщувача.

    У приміщенні типу «Коридор» – розміщуватимуться кілька оповіщувачів, які рівномірно розташовані по приміщенню.

    Як результат – визначення кількості оповіщувачів у конкретному приміщенні.

    Вибір «розрахункової точки» — точки на площині озвучування в даному приміщенні, максимально віддаленому від оповіщувача, в якій необхідно забезпечити рівень звуку не менше ніж на 15 дБА вище за допустимий рівень звуку постійного шуму.

    Як результат – визначення довжини прямої, що з'єднує точку кріплення оповіщувача з «розрахунковою точкою».

    Розрахункова точка — точка на площині озвучування в даному приміщенні, максимально віддаленій від оповіщувача, в якій необхідно забезпечити рівень звуку не менше ніж на 15 дБА вище за допустимий рівень звуку постійного шуму, згідно з НПБ 104-03 п.3.15.

    На підставі СНІП 23-03-2003 пункту 6 «Норми допустимого шуму» та наведеної там же «Таблиці 1» виводимо значення допустимого рівня шуму для гуртожитку робочих фахівців 60 дБ.

    При розрахунках слід враховувати ослаблення сигналу під час проходження через двері:

    • протипожежні -30 дБ(А);
    • стандартні -20 дБ(А)

    Умовні позначення

    Приймемо такі умовні позначення:

    • Н під. - Висота підвісу оповіщувача від підлоги;
    • 1,5 м - рівень 1,5 метра від підлоги, на цьому рівні знаходиться площина озвучування;
    • h1 - перевищення над рівнем 1,5 м до точки підвісу;
    • Ш - ширина приміщення;
    • Д - Довжина приміщення;
    • R - відстань від оповіщувача до "розрахункової точки";
    • L - проекція R (відстань від оповіщувача до рівня 1,5 м на протилежній стіні);
    • S – площа озвучування.

    5.1 Розрахунок для приміщення типу «Кімната»

    Визначимо «розрахункову точку» — точку, максимально віддалену від оповіщувача.

    Для підвісу вибираються «менші» стіни, що протистоять довжині приміщення, відповідно до НПБ 104-03 у п. 3.17.

    Мал. 2 — Вертикальна проекція кріплення настінного оповіщувача НПБ

    Оповіщувач маємо в середині «Кімнати» — по центру короткої сторони, як зображено на рис.3

    Мал. 3 — Розташування оповіщувача посередині «Кімнати»

    Для того щоб обчислити розмір R, необхідно застосувати теорему Піфагора:

    • Д - Довжина кімнати, відповідно до плану дорівнює 6,055 м;
    • Ш – ширина кімнати, відповідно до плану дорівнює 2,435 м;
    • Якщо оповіщувач розміщуватиметься вище 2,3 м, то замість 0,8 м, потрібно взяти розмір h1, що перевищує висоту підвісу над рівнем 1,5 м.

    5.1.1 Визначаємо рівень звукового тиску в розрахунковій точці:

    Р = Рдб + F (R) = 105 + (-15,8) = 89,2 (дБ)

    • Pдб - звуковий тиск гучномовця, відповідно до тих. інформації на оповіщувач «Маяк-12-3М» дорівнює 105 дБ;
    • F(R) – залежність звукового тиску від відстані, що дорівнює -15,8 дБ відповідно до рис.1 коли R=6,22 м.

    5.1.2 Визначаємо величину звукового тиску відповідно до НПБ 104-03 п.3.15:

    5.1.3 Перевірка правильності розрахунку:

    Р = 89,2 > Р р.т. = 75 (умова виконується)

    СОУЕв приміщенні, що захищається.

    5.2 Розрахунок для приміщення типу «Коридор»

    Сповіщувачі розміщуються на одній стіні коридору з інтервалом у 4 ширини. Перші розміщуються на відстані ширини від входу. Загальна кількість оповіщувачів обчислюється за такою формулою:

    N = 1 + (Д - 2 * Ш) / 3 * Ш = 1 + (26,78-2 * 2,435) / 3 * 2,435 = 4 (шт.)

    • Д – довжина коридору, відповідно до плану дорівнює 26,78 м;
    • Ш – ширина коридору, відповідно до плану дорівнює 2,435 м-коду.

    Кількість округляється до цілого значення у бік. Розміщення оповіщувачів подано на рис. 4.

    Рис.4 — Розміщення оповіщувачів у приміщенні типу «Коридор» за шириною менше 3-х метрів і відстань «до розрахункової точки»

    5.2.1 Визначаємо розрахункові точки:

    «Розрахункова точка», що знаходиться на протилежній стіні на відстані в дві ширини від осі оповіщувача».

    5.2.2 Визначаємо рівень звукового тиску в розрахунковій точці:

    Р = Рдб + F (R) = 105 + (-14,8) = 90,2 (дБ)

    • Pдб - звуковий тиск гучномовця, відповідно до тих. інформації на оповіщувач "Маяк-12-3М" дорівнює 105 дБ;
    • F(R) – залежність звукового тиску від відстані, що дорівнює -14,8 дБ відповідно до рис.1 коли R=5,5 м.

    5.2.3 Визначаємо величину звукового тиску відповідно до НПБ 104-03 п.3.15:

    Р р.т. = N + ЗД = 60 +15 = 75 (дБ)

    • N – допустимий рівень звуку постійного шуму, для гуртожитків дорівнює 75 дБ;
    • ЗД - запас звукового тиску, що дорівнює 15 дБ.

    5.2.4 Перевірка правильності розрахунку:

    Р=90,2 > Р р.т=75 (умова виконується)

    Таким чином, в результаті розрахунків обраний тип оповіщувача «Маяк-12-3М» забезпечує і перевищує значення звукового тиску, тим самим забезпечуючи чітку чутність звукових сигналів. СОУЕв приміщенні, що захищається.

    Відповідно до розрахунку, виконаємо розстановку звукових оповіщувачів див. рис.5.

    Рис.5 - План розміщення оповіщувачів на відм. 0.000

У приміщеннях виробничих цехів, що захищаються, найбільший фоновий рівень звукового тиску шуму Lоп прийнятий на рівні 60 дБ, у приміщеннях адміністративних будівель – 45 дБ (згідно з СНиП 23-03-2003). Відповідно до п. 4.2 СП3. 13130.2009 рівень звукового тиску від звукових оповіщувачів системи оповіщення повинен перевищувати рівень фону на 15 дБ, тобто. рівень звукового тиску у будь-якій точці LN повинен становити не менше 75 дБ – у приміщеннях виробничих цехів; не менше 60 дБ – у приміщеннях адміністративних будівель.
Для визначення рівня звукового тиску в точці віддаленої від джерела звуку (звуковий оповіщувач) застосовується наступна залежність:

Li2 = Li1 - 20 Lg r
де:
Li2 - рівень звукового тиску в точці, що перевіряється, дБ;
Li1 – рівень звукового тиску, створюваного акустичним випромінювачем з відривом 1 м, дБ;
r – відстань від випромінювача до точки, що перевіряється, м.

Li3 = Li2 - Liр
Li3 = Li1 - 20 Lg r - Liр
де:
Li3 - рівень звукового тиску в точці, що перевіряється з урахуванням проміжних перегородок з дверима, дБ;
Liр – загасання сигналу за наявності проміжних перегородок із дверима, дБ;
Необхідно враховувати проміжні перегородки з дверима (загасання сигналу Liр близько 5 дБ - у приміщеннях виробничих цехів та 10 дБ – у приміщеннях адміністративних будівель) розташовані між випромінювачем та точкою, що перевіряється. Максимальна відстань від випромінювача до точки, що перевіряється з урахуванням проміжної перегородки з дверима (1-ої – у виробничих цехах, 2-х – в адміністративних будівлях) становить близько 10 м. У приміщеннях, що захищаються, встановлюються оповіщувачі охоронно-пожежні звукові типу "ОПОП2-35" , з рівнем звукового тиску з відривом 1м – щонайменше 100 дБ.

Li3 = 100 - 20 Lg 10 - 5 = 75 дБ (у приміщеннях виробничих цехів)

Li3 = 100 - 20 Lg 10 - 20 = 60 дБ (у приміщеннях адміністративних будівель)

У точках приміщень, що перевіряються, найбільш віддалених від звукових оповіщувачів, рівень звукового тиску відповідає вимогам СП3. 13130.2009. В інших приміщеннях відстань від оповіщувача до найбільш віддалених точок (з урахуванням проміжних перегородок з дверима) менша за величини, використані в розрахунках. Результати розрахунків рівнів звукового тиску на різних відстанях від звукових оповіщувачів у приміщеннях виробничих цехів та приміщеннях адміністративних будівель (значення наводиться у дужках) наведено у Таблиці 2.

Таблиця 2.

Номер розрахунку
Li1, дБ Відстань r, м Згасання сигналу 20 Lg r, дБ
Lоп, дБ
LN, дБ Рівень
зв. тиску
Li2, дБ
1 100 1 0 60(45) 75(60) 100
2 100 2 6,02 60(45) 75(60) 93,98
3 100 4 12,04 60(45) 75(60) 87,96
4 100 6 15,56 60(45) 75(60) 84,44
5 100 7 16,90 60(45) 75(60) 83,10
6 100 8 18,06 60(45) 75(60) 81,4
7 100 10 20 60(45) 75(60) 80
8 100 15 23,52 60(45) 75(60) 76,48
9 100 17 24,61 60(45) 75(60) 75,35

Вимога п. 4.2 СП3. 13130.2009 виконується на відстані не більше 10 м від випромінювача звукового оповіщувача з урахуванням проміжних перегородок з дверима у приміщеннях виробничих цехів (одна перегородка) та адміністративних будівель (дві перегородки) відповідно.

Є найважливішою складовою систем протипожежного захисту. У процесі проектування систем оповіщення виконується електроакустичний розрахунок. Підставою для електроакустичного розрахунку є зведення правил, розроблене відповідно до статті 84 федерального закону ФЗ-123 СП 3.13130.2009 від 22 липня 2008 р. Ця стаття спирається на такі основні пункти зведення правил.

  • 4.1. Звукові сигнали СОУЕ повинні забезпечувати загальний рівень звуку (рівень звуку постійного шуму разом з усіма сигналами, що виробляються оповіщувачами) не менше 75 дБА на відстані 3 м від оповіщувача, але не більше 120 дБА в будь-якій точці приміщення, що захищається
  • 4.2. Звукові сигнали СОУЕ повинні забезпечувати рівень звуку не менше ніж на 15 дБА вище допустимого рівня звуку постійного шуму в приміщенні, що захищається. Вимірювання рівня звуку повинно проводитись на відстані 1,5 м від рівня статі
  • 4.7. Установка гучномовців та інших мовних оповіщувачів у приміщеннях, що захищаються, повинна виключати концентрацію та нерівномірний розподіл відбитого звуку.
  • 4.8. Кількість звукових та мовних пожежних оповіщувачів, їх розміщення та потужність повинні забезпечувати рівень звуку у всіх місцях постійного чи тимчасового перебування людей відповідно до норм цього зводу правил

Сенс електроакустичного розрахунку зводиться до визначення рівня звукового тиску в розрахункових точках – у місцях постійного чи тимчасового (ймовірного) перебування людей та порівняння цього рівня з рекомендованими (нормативними) значеннями.

У приміщенні, що озвучується, присутній різного роду шум. Залежно від призначення та особливостей приміщення, а також часу доби рівень шуму варіюється. Найбільш важливим параметром при розрахунку є величина середньостатистичного шуму. Шум можна виміряти, але правильніше і зручніше взяти його з готових шум-таблиць:

Таблиця 1

Щоб почути звукову чи мовленнєву інформацію, вона має бути гучніше шуму на 3дБ, тобто. у 2 рази. Величину 2 називають запасом звукового тиску. У реальних умовах шум змінюється, тому для чіткого сприйняття корисної інформації на тлі шуму запас тиску д.б не менш ніж у 4 рази - 6 дБ, за нормативами - 15дБ.

Задоволення умов викладених у пунктах 4.6, 4.7 зведення правил, що досягається організаційними заходами – правильною розстановкою гучномовців, попереднім розрахунком:

  • звукового тиску гучномовця,
  • звукового тиску в розрахунковій точці,
  • ефективної площі, що озвучується одним гучномовцем,
  • загальної кількості гучномовців, необхідної для озвучування певної території.

Критерієм правильності електроакустичного розрахунку є виконання наступних умов:

  1. Звуковий тиск обраного гучномовця д.б. "не менше 75 дБА на відстані 3 м від оповіщувача", що відповідає величині звукового тиску гучномовця не нижче 85дБ.
  2. Звуковий тиск у розрахунковій точці д.б. вище за рівень середньостатистичного шуму в приміщенні на 15дБ.
  3. Для стель гучномовців необхідно враховувати висоту їх установки (висота стель).

Якщо всі 3 умови виконані – електроакустичний розрахунок виконано, якщо ні, то можливі такі варіанти:

  • вибрати гучномовець з більшою чутливістю (звуковим тиском, дБ),
  • вибрати гучномовець з більшою потужністю (Вт),
  • збільшити кількість гучномовців,
  • змінити схему розміщення гучномовців.

2. Вхідні параметри для розрахунку

Вхідні параметри для розрахунків беруться з технічного завдання (ТЗ) (що надається замовником) та технічних характеристик на обладнання, що проектується. Список та кількість параметрів може змінюватись в залежності від ситуації. Зразкові вхідні дані наведено нижче.

Параметри гучномовців:

  • SPL
  • Pгр- Потужність гучномовця, Вт,
  • ШДН- Ширина діаграми спрямованості, град.

Параметри приміщення:

  • N- Рівень шуму в приміщенні, дБ,
  • Н- Висота стель, м,
  • a- Довжина приміщення, м,
  • b- Ширина приміщення, м,
  • Sп- Площа приміщення, м2.

Додаткові дані:

  • ЗД- Запас звукового тиску, дБ
  • r– Відстань від гучномовця до розрахункової точки.

Площа приміщення, що озвучується:

Sп = a * b

3. Розрахунок звукового тиску гучномовця

Знаючи номінальну потужність гучномовця (РВт) та його чутливість SPL (SPL від англ. Sound Pressure Level – рівень звукового тиску гучномовця виміряного на потужності 1Вт, на відстані 1м), можна розрахувати звуковий тиск гучномовця, що розвивається на відстані 1м від випромінювача.

Рдб = SPL + 10lg (Pвт) (1)
  • SPL- чутливість гучномовця, дБ,
  • РВТ- Потужність гучномовця, Вт.

Друге доданок (1) називається правилом "подвоєння потужності" або правилом "трьох децибел". Фізична інтерпретація цього правила – при кожному подвоєнні потужності джерела рівень його звукового тиску збільшується на 3дБ. Цю залежність можна представити таблично та графічно (див. рис.1).

Рис.1. Залежність звукового тиску від потужності

4. Розрахунок звукового тиску

Для розрахунку звукового тиску в критичній (розрахунковій) точці необхідно:

  1. Вибрати розрахункову точку
  2. Оцінити відстань від гучномовця до розрахункової точки
  3. Розрахувати рівень звукового тиску в розрахунковій точці

Як розрахункова точка виберемо місце можливого (ймовірного) знаходження людей, найбільш критичне з точки зору положення або видалення. Відстань від гучномовця до розрахункової точки (r) можна розрахувати або виміряти приладом (дальноміром).

Розрахуємо залежність звукового тиску від відстані:

Р20 = 20lg(r-1) (2)
  • r- Відстань від гучномовця до розрахункової точки, м;
  • 1

УВАГА: формула (2) справедлива при r > 1.

Залежність (2) називається правилом "зворотних квадратів" або правилом "шість децибел". Фізична інтерпретація цього правила - при кожному подвоєнні віддалення від джерела, рівень звуку зменшується на 6дБ. Цю залежність можна представити таблично і графічно, рис.2:

Рис.2. Залежність звукового тиску від відстані

Рівень звукового тиску в розрахунковій точці:

  • N- Рівень шуму в приміщенні, дБ (N від англ. Noise - шум),
  • ЗД- Запас звукового тиску, дБ.

При ЗД = 15дБ:

Р > N + 15 (5)

Якщо звуковий тиск у розрахунковій точці вище за рівень середньостатистичного шуму в приміщенні на 15дБ – розрахунок виконаний правильно.

5. Розрахунок ефективної дальності

Ефективна дальність звучання (L) – відстань від джерела звуку (гучномовця) до геометричного розташування розрахункових точок, що у межах ШДН, звуковий тиск у яких залишається у межах (N+15дБ). На технічному сленгу - "відстань, яку гучномовець пробиває".

В англомовній літературі ефективна дальність звучання (effective acoustical distance (EAD)) – відстань, при якій зберігається чіткість та розбірливість мови (1).

Розрахуємо різницю між звуковим тиском гучномовця, рівнем шуму та запасом тиску.

  • p- Різниця звукового тиску гучномовця, рівня шуму та запасу тиску, дБ.
  • 1 - Коефіцієнт враховує, що чутливість гучномовця вимірюється на 1м.

6. Розрахунок площі, що озвучується одним гучномовцем

Підставою для оцінки величини площі, що озвучується, є наступна установка:

Розрахунок будемо вести з таких припущень: Діаграму спрямованості (випромінювання) гучномовця, можна подати у вигляді конуса (звукового поля сконцентрованого в конусі) з тілесним кутом у вершині конуса, що дорівнює ширині діаграми спрямованості.

Площа, що озвучується гучномовцем - проекція звукового поля, обмеженого кутом розкриває на площину, проведену паралельно підлозі на висоті 1,5м. За аналогією з ефективною дальністю: Ефективна площа, що озвучується гучномовцем, – площа звукового тиску в межах якої не перевищує значення N+15дБ (ф-ла 5).

ПРИМІТКА: Гучномовець випромінює у всіх напрямках, але ми спиратимемося на вхідні дані – рівні звукового тиску в межах діаграми спрямованості. Правильність цього підходу підтверджується статистичної теорією.

Розіб'ємо гучномовці на 3 класи (типу):

  1. стельові,
  2. настінні,
  3. рупорні.

8. Розрахунок ефективної площі, що озвучується настінним гучномовцем

9. Розрахунок ефективної площі, що озвучується рупорним гучномовцем

10. Розрахунок кількості гучномовців необхідної для озвучування певної території

Розрахувавши ефективну площу, що озвучується одним гучномовцем, знаючи загальні розміри території, що озвучується, розрахуємо загальну кількість гучномовців:

К = int(Sп/Sгр) (16)
  • Sп– площа, що озвучується, м2,
  • Sгр– ефективна площа, що озвучується одним гучномовцем, м2,
  • Int- Результат округлення до цілого значення.

11. Електроакустичний калькулятор

Загальний результат у вигляді блок-схеми:

Рис.6. Блок-схема електроакустичного калькулятора

Приклад програмування

У даному калькуляторі (написаному у програмі Microsoft Excel) реалізовано елементарну коротку методику – алгоритм електроакустичного розрахунку, викладений вище. Дану програму можна завантажити з нашого сайту.

Рис.7. Електроакустичний калькулятор у програмі Microsoft Excel

На основі розробленого алгоритму розрахунку працює і ON-LINE електроакустичний калькулятор на нашому сайті.

ДОДАТОК 1. Список та короткі характеристики гучномовців ROXTON

Гучномовець ROXTON SPL, дБ Р вт, Вт ШДН, гр. Р дб, дБ
Стельові гучномовці
PA-03T - Стельовий гучномовець 88 3 90 93
PC-06T - Стельовий гучномовець 90 6 90 100
PA-610T - Стельовий гучномовець 88 6 90 96
PA-620T - Стельовий гучномовець 90 6 90 96
PA-20T - Стельовий гучномовець 92 20 90 101
WP-10T - Стельовий гучномовець 92 10 90 98
PA-30T - Стельовий двосмуговий гучномовець 90 30 90 104
T-200 - Підвісний гучномовець 92 10 90 102
SP-20T - Підвісний гучномовець 92 10 90 104
Настінні гучномовці
WP-03T - Настінний гучномовець 86 2 90 91
WP-06T - настінний гучномовець 90 6 90 96

4.2. Звукові сигнали СОУЕ повинні забезпечувати рівень звуку не менше ніж на 15 дБА вище допустимого рівня звуку постійного шуму в приміщенні, що захищається. Вимірювання рівня звуку має проводитися на відстані 1,5 м від рівня статі.

4.3. У спальних приміщеннях звукові сигнали СОУЕ повинні мати рівень звуку не менше ніж на 15 дБА вище рівня звуку постійного шуму в приміщенні, але не менше 70 дБА. Вимірювання повинні проводитися на рівні голови сплячої людини.

4.4. Настінні звукові та мовні оповіщувачі повинні розташовуватися таким чином, щоб їхня верхня частина була на відстані не менше 2,3 м від рівня підлоги, але відстань від стелі до верхньої частини оповіщувача повинна бути не менше 150 мм.

4.5. У приміщеннях, де люди знаходяться в шумозахисному спорядженні, а також в приміщеннях з рівнем звуку шуму більше 95 дБА, звукові оповіщувачі повинні комбінуватися зі світловими оповіщувачами. Допускається використання світлових миготливих оповіщувачів.

4.6. Мовні оповіщувачі повинні відтворювати нормально чутні частоти від 200 до 5000 Гц. Рівень звуку інформації від мовних оповіщувачів повинен відповідати нормам цього зводу правил стосовно звукових пожежних оповіщувачів.

4.7. Установка гучномовців та інших мовних оповіщувачів у приміщеннях, що захищаються, повинна виключати концентрацію та нерівномірний розподіл відбитого звуку.

4.8. Кількість звукових та мовних пожежних оповіщувачів, їх розміщення та потужність повинні забезпечувати рівень звуку у всіх місцях постійного чи тимчасового перебування людей відповідно до норм цього зводу правил.

Кочнов Олег Володимирович
керівник учбово-виробничого відділу компанії ESCORT GROUP

Інтенсивні економічні перетворення, що відбуваються в нашій країні, удосконалена та зміцнена нормативна база сприяють відродженню промисловості, зростанню числа виробничих підприємств. На виконання федерального закону від 22.07.2008 - ФЗ № 123-ФЗ "Технічний регламент про вимоги пожежної безпеки", наявні на промислових підприємствах виробничі приміщення з людьми, що працюють в них, повинні бути захищені системами протипожежної безпеки. Найважливішою частиною, що забезпечує комплексну безпеку будівель та споруд, є організаційні заходи, елементом яких є електроакустичний розрахунок. Мета цієї статті – познайомити читача з методикою електроакустичного розрахунку (ЕАР), дати його як нормативне, так і фактичне обґрунтування – окреслити специфіку розрахунку в умовах високих шумів, характерних для промислових підприємств, продемонструвати приклади розрахунку.

При виникненні пожежі (або інших надзвичайних ситуацій), що виникають усередині виробничих приміщень (або на території підприємства, що захищається), задіюється (автоматично включається) система оповіщення, що здійснює трансляцію спеціально розроблених текстів, необхідних для ефективної евакуації людей у ​​безпечне місце.

На промислових підприємствах використовуються такі типи систем оповіщення:

■ системи оповіщення та управління евакуацією (СОУЕ), що проектуються на підставі ;

■ об'єктові (ОСО) та локальні (ЛСО) системи оповіщення при надзвичайних ситуаціях, а також системи гучномовного зв'язку, що проектуються на підставі . Нормативною підставою для проектування централізованих, локальних та об'єктових систем оповіщення є федеральний закон № 68-ФЗ «Про захист населення та територій від надзвичайних ситуацій природного та техногенного характеру» від 21.12.1994.

На особливо великих об'єктах, таких як атомні або гідроелектростанції, використовуються командно-пошукові системи (комплекси).

Достовірність передачі аварійного повідомлення визначається характеристиками, функціональністю та надійністю технічних засобів систем оповіщення, а ось достовірність сприйняття може бути підтверджена лише розрахунками.

p align="justify"> Електроакустичний розрахунок дозволяє з досить високою точністю визначити рівень звукового тиску в так званій розрахунковій точці (РТ) - точці (місці) можливого знаходження людей. Такі точки вибираються в найбільш критичних місцях з точки зору як видалення, так і присутнього в них шуму. Знаючи відстань між розрахунковою точкою і звуковим джерелом, легко визначити рівень зменшення звукового тиску з відривом, проте цього обмаль. Відповідно до вимог нормативної документації необхідно забезпечити умови, за яких отриманий рівень потрапить до певних кордонів.

У специфіці промислових підприємств найважливішим завданням є визначення точного значення рівня шуму робочих місцях. Слід зазначити, що вимірювальні прилади в таких завданнях можуть використовуватися лише як допоміжні засоби в силу змінних умов. Таким чином, умови чіткого сприйняття можуть бути досягнуті вирішенням двох завдань – ефективною розстановкою гучномовців та захисними акустичними заходами.

Кожна з цих систем як кінцевий виконавчий елемент використовує гучномовець - пристрій, що здійснює перетворення електричного сигналу на вході в акустичний (чутний) сигнал на виході. Залежно від вимог до характеру інформації, що передається (транслюється), до гучномовця пред'являються різні вимоги. Так, за вимогами, викладеними в , якщо чисельність людей, які працюють на виробничому об'єкті: в цеху, на складському приміщенні, в лабораторії і т. д., перевищує 100 осіб, то для захисту такого об'єкта застосовується СОУЕ 3 типу - мовна система оповіщення, яка здійснює трансляцію спеціально розроблених текстів. У цьому випадку гучномовець повинен ефективно працювати від 200 Гц до 5 кГц. Під поняттям ефективності слід розуміти як величину звукового тиску (гучності), і ККД гучномовця. Для підвищення ступеня інформативності СОУЕ включають світловий спосіб оповіщення.

ОСНОВИ ЕЛЕКТРОАКУСТИЧНОГО РОЗРАХУНКУ

Поняття «акустичний розрахунок» (АР) саме собою досить ємним. У контексті забезпечення безпеки людей, які перебувають усередині виробничих приміщень, виконується так званий електроакустичний розрахунок (ЕАР), у процесі якого:

■ аналізується приміщення, що захищається;

■ вибираються розрахункові точки (РТ);

■ розраховується звуковий тиск у РТ;

■ визначаються рівні шуму (УШ) у РТ, характерні для даного приміщення;

■ виявляються додаткові джерела шуму;

■ перевіряються граничні умови розрахунку;

■ вибираються параметри гучномовців та визначаються схеми їх розміщення;

■ у разі невиконання граничних умов розробляються організаційні заходи, що підвищують достовірність передачі інформації.

Вимоги, що пред'являються до ЕАР, можна знайти в , а методику - в Додатку А, проте слід зауважити, що наявна в даному додатку методика для будь-якого серйозного розрахунку зовсім непридатна.

Назва розрахунку - електроакустичний - обумовлено врахуванням електричних параметрів звукового тракту, що є вхідними для акустичного розрахунку. Слід зазначити, що вимоги до розрахунку, викладені в , недостатньо достатні, однак, є необхідними, тому основну увагу у цій статті буде приділено виконанню саме цих вимог. Що стосується специфіки даного розрахунку, зокрема, високих шумів, спиратимемося на СНиП по Шуму, в якому досить докладно викладаються як розрахункові, так і організаційні заходи щодо розрахунку, обліку та боротьби з високими шумами.

Розглянемо основні поняття, необхідних виконання ЕАР.

ОСНОВНІ ПАРАМЕТРИ Гучномовця

Відповідно до нормативної документації, гучномовці повинні відтворювати звуковий чи мовний сигнал у діапазоні: 200 Гц – 5 кГц.

Звуковий тиск гучномовця вимірюється в децибелах (дБ) і визначається як його чутливістю Р 0 дБ так і електричною потужністю Р вт Вт підведеної до його входу:

Р дб = Ро + 10log (Р вт / Р пор), (1)

Р про - чутливість гучномовця, дБ; Р вт – потужність гучномовця, Вт; Р пор - Порогова потужність, = 1Вт.

Чутливість гучномовця, дБ - рівень звукового тиску, виміряного робочої осі гучномовця з відривом 1 м від робочого центру на частоті 1 кГц за потужності 1 Вт. Потужність гучномовця береться з паспорта, що надається виробником або постачальником, при цьому слід звертати увагу на такі обставини:

1) Якщо в паспорті немає спеціальних посилань або вказівок, то (у більшості випадків) вказується т.з. RMS потужність виміряна на 1кГц.

2) На т.з. "градації включення".

Тут потрібен коментар. Річ у тім, що гучномовці, які у системах оповіщення, є трансформаторними. Первинна обмотка трансформатора має, як правило, кілька відводів, що мають різний імпеданс і дозволяють працювати на різних потужностях, тому у формулі (1) необхідно вказувати конкретну потужність включення.

Виконання. Важливим параметром гучномовців, характерним для виробничих приміщень є параметр, званий «виконання». Для різних умов експлуатації (температура, волога, пил, агресивні середовища) можна використовувати гучномовці з різними класами виконання (захисту). При низьких температурах використовуються морозостійкі динаміки. При підвищеній концентрації вологи та пилу - гучномовці з різними ступенями захисту, що визначаються індексом IP:

■ IP-41 – закриті приміщення;

■ IP-54 - вуличне виконання;

■ IP-67 - високий рівень захисту від пилу та вологи. Додаткові параметри гучномовця будуть розглянуті нижче.

ВИХІДНІ ДАНІ ДЛЯ ЕЛЕКТРОАКУСТИЧНОГО РОЗРАХУНКУ

Вихідними даними для ЕАР (на виробничих підприємствах) є:

■ план та розріз приміщення з розташуванням технологічного та інженерного обладнання з метою вибору розрахункових точок;

■ визначення рівня шуму у розрахункових точках;

■ відомості про характеристики огороджувальних конструкцій приміщення (коефіцієнти поглинання);

■ технічні характеристики та геометричні розміри джерел шуму.

Для розрахунку рівня звукового тиску в розрахунковій точці необхідно розглянути два важливі поняття:

■ саме поняття «розрахункова точка» (РТ);

■ поняття «рівень шуму» (УШ) у РТ.

РОЗРАХУНОЧНА ТОЧКА

Розрахункова точка - місце можливого (ймовірного) знаходження людей найбільш критичне з точки зору положення та віддалення від звукового джерела (гучномовця). РТ вибирається на розрахунковій площині - (уявній) площині, проведеній паралельно підлозі на висоті 1,5 м, (1,2 м для сидячих місць) у місці з найгіршими умовами - точці найбільш віддаленої від гучномовця або в точці з найбільшим УШ.

Відповідно до НД, РТ вибираються:

■ у зоні прямого звуку;

■ у зоні відбитого звуку;

■ у середині натовпу (місце максимальної концентрації людей).

Цей вибір (спосіб) не підходить для ЕАР, крім останнього пункту, і ось чому. Під зоною прямого звуку контексті мають на увазі відстань, не перевищує подвійного розміру джерела звуку. Під джерелами звуку (шуму) маються на увазі машини, турбіни, агрегати і т. д. При використанні в якості звукового джерела навіть найбільшого гучномовця ця відстань не перевищить 1 м, що не актуально.

У зоні відбитого звуку. Тут мається на увазі точка, розташована, по-перше, поблизу поверхні, що відбиває і, по-друге, максимально віддалена від джерела звуку. Вибір РТ поблизу поверхні, що відбиває, пояснюється специфікою акустичного розрахунку як розрахунку саме для шумових джерел, для яких враховується як енергія прямого звуку, так і дифузійна енергія. При віддаленні від джерела шуму на відстань, що вдвічі перевищує його розміри, починає різко превалювати вплив дифузійної складової, див. далі формулу (7). Електроакустичний розрахунок, за своєю специфікою, близький до акустичного розрахунку, що виконується для кінотеатрів, концертних залів, в яких характерною інформацією є музика або мова. Такі розрахунки для забезпечення належної розбірливості виконуються з використанням так званої геометрично-променевої теорії, що дозволяє враховувати відображення та визначати рівні прямого звуку, що надходить (що надходить) до РТ. Відповідно до цієї теорії, відомої ще древнім грекам, звукова енергія ототожнюється з тонким променем (світла). При попаданні на предмети частина звукової енергії поглинається, а частина відбивається під тим самим кутом.

В акустиці під прямим звуком мається на увазі як прямий звук - звук, що поширюється безпосередньо від джерела до РТ, так і первинні відображення - звук, що надходить у РТ, відбившись від поверхонь (майданчиків) не більше 1 разу.

РІВНІ ШУМУ

Для виконання ЕАР необхідно знати точне значення УШ. З визначенням УШ поєднано низку складнощів. Яку саме величину УШ необхідно використовувати, який частоті його вимірювати тощо.

Визначити величину УШ можна кількома способами:

■ безпосереднім виміром;

■ з нормативних таблиць;

■ додатковими розрахунками.

Щодо УШ є досить серйозна документація у вигляді, проте, наприклад, проектувальники СОУЕ у своїх розрахунках на даний (докладний) СНиП не спираються. Відсутність чітких методик ЕАР не дає можливості помітити однозначний взаємозв'язок між двома величинами - необхідним рівнем звукового тиску в РТ та УШ, що визначається у цій же точці. Це перше. Друге - для визначення УШ використовується досить специфічний, незвичний для середньостатистичного проектувальника СОУЕ розрахунковий апарат, пов'язаний з октавними рівнями, розрахунком дифузійної енергії. Такі розрахунки, зазвичай, виконують спеціалісти з акустиці, тоді як безпосереднього вимоги виконати ЕАР немає і він виконується або на вимогу (за технічним завданням) замовника, або за бажанням проектувальника. Безпосередній вимір УШ пов'язаний із низкою складнощів. По-перше, для такого виміру необхідний професійний, а головне повірений вимірювач УШ (шумомір). По-друге, вимірювання необхідно проводити не тільки на різних частотах, а й у різні проміжки (відрізки) часу. Відповідно до , для виробничих підприємств необхідно використовувати період робочої зміни. При неможливості виконати подібні вимірювання необхідно користуватися наявними даними, взятими з конструкторської документації або з ТЗ замовника, а у разі їх відсутності необхідно звернутися до Шум-таблиць, наприклад, СП 51.13330.2011. Захист від шуму.

СПЕЦИФІКА ВИЗНАЧЕННЯ ОКТАВНИХ РІВНІВ ШУМУ

Вказані рівні для 9-октавних смуг від 31,5 Гц до 8 кГц. Відповідно до пп. 5.1. Розрахунок виконується для 8-октавних смуг від 63 Гц до 8 кГц. Відповідно ж частотний діапазон 0,2-5 кГц вміщує лише 5 смуг із середньогеометричними частотами -0,25/0,5/1/2/4 кГц. Ця розбіжність долається вимогою виконувати розрахунок у дБА - рівнях звукового тиску, скоригованих за шкалою А. Можна показати, що сумарний ефект сприйняття, з урахуванням коригування за шкалою А, 8-октавних (шумових) смуг практично рівносильний сприйняттю 5-октавних смуг, що дає нам право в ЕАР в якості величини УШ використовувати еквівалентні рівні непостійного (переривчастого і коливається в часі) звукового тиску / L Аекв, дБА, наведені в і в .

УШ, взяті з шум-таблиць, є лише узагальнюючими, їх можна назвати власними шумами. Так, наприклад, згідно , для приміщень з постійними робочими місцями на виробничих підприємствах / L Аекв = 80 дБА. Однак для кожного конкретного підприємства необхідні додаткові розрахунки, що враховують додаткові, привнесені шуми шуми, що виникають в результаті роботи будь-яких джерел шуму - агрегатів, верстатів, або шуми, що проникають через вікна, двері і т.д.

ПРИКЛАДИ АКУСТИЧНИХ РОЗРАХУНКІВ, В УМОВАХ ВИСОКОГО ШУМУ

Розглянемо приклад. на малюнку 1зображена елементарна ситуація - виробниче приміщення з двома РТ та двома звуковими джерелами: гучномовцем та джерелом шуму.

На малюнку зображено дві розрахункові точки РТ 1 та РТ 2 . Припустимо, що в РТ 1 - вплив джерела шуму, зображеного у верхній правій частині малюнка, через видалення та екранування звукопоглинаючої конструкцією не значно.

Мал. 1.Приклад, що демонструє особливості обліку рівнів шумів

РІВЕНЬ Звукового тиску в розрахунковій точці

Розрахуємо рівень звукового тиску, дБ, в РТ, що формується гучномовцем:

L= P o + 10logР вт - 20log ( r 1 - 1), (2)

r 1 - відстань від джерела звуку (гучномовця) до РТ, м. При r o = 1 м, r> 2 м;

1 - коефіцієнт, що враховує, що чутливість гучномовця виміряна з відривом 1 м.

КРИТЕРІЇ РОЗРАХУНКУ

Критерієм правильності розрахунку буде виконання наступних вимог:

Звукові сигнали СОУЕ повинні забезпечувати загальний рівень звуку (рівень звуку постійного шуму разом з усіма сигналами, що виробляються оповіщувачами) не менше 75 дБАна відстані 3 м від оповіщувача, але не більше 120 дБА в будь-якій точці приміщення, що захищається. Звукові сигнали СОУЕ повинні забезпечувати рівень звуку не менше, ніж на 15 дБА вище допустимого рівня звуку постійного шуму в приміщенні, що захищається.

Ця вимога містить 3 умови:

1. Вимога до мінімального рівня. Рівень звукового тиску гучномовця повинен бути не нижче 85 дБ:

Р дб > 85 дБ (3)

У разі невиконання цієї умови необхідно вибрати гучномовець із великим звуковим тиском.

2. Вимога до максимального рівня. Рівень звукового тиску в РТ має бути не вищим за 120 дБ:

(Р дб - 20log ( rхв - 1))

r хв- Відстань від гучномовця до найближчого слухача.

У разі невиконання цієї умови можна зменшити звуковий тиск гучномовця або використовувати розподілену схему розміщення гучномовців.

3. Умова правильності ЕАР:

L> УШ + 15, (5)

УШ – рівень шуму в приміщенні, дБ;

15 - запас звукового тиску, згідно дБ.

У разі невиконання цієї умови можна:

■ вибрати гучномовець з більшою чутливістю Р o , дБ;

■ вибрати гучномовець із більшою потужністю Р вт, Вт;

■ збільшити кількість гучномовців;

■ змінити схему розміщення гучномовців.

ОБЛІК ДОДАТКОВОГО ШУМУ

У РТ 2 вплив джерела шуму очевидний. Якщо рівень шуму, створюваний джерелом шуму, УШ і, дБ у РТ, перевищує УШ, дБ у приміщенні УШ та УШ необхідно враховувати сумарний вплив двох шумів УШ сум, дБ:

УШ сум = 10log (10 0,1УШ + 10 0,1УШі), (б)

і потім підставити отриманий результат формулу (5), прирівнявши УШ = УШ сум.

РОЗРАХУНОК ЗВУКОВОГО ТИСКУ У РОЗРАХУНОЧНОЇ ТОЧЦІ, ФОРМУЄМО ДЖЕРЕЛОМ ШУМУ

З малюнку 1видно, що джерело звуку знаходиться на певній відстані, r 3 м від РТ. Для розрахунку УШ і, дБ, скористаємося результатами, викладеними в:

УШ і = Ріст + 10log (ΧΦ н /Ω r 2 2 + 4Ψ/ У), (7)

Pіст - октавний (на частоті 1 кГц) рівень звукової потужності звукового джерела, дБ, береться зі специфікацій чи технічних характеристик устаткування;

Χ - коефіцієнт, що враховує вплив ближнього поля в тих випадках, коли відстань від джерела шуму до РТ, r 3таблиці 2, );

Φ н - фактор спрямованості джерела шуму (для джерел із рівномірним випромінюванням Ф = 1);

Ω – просторовий кут випромінювання джерела, рад. (Приймають по таблиці 3, );

r 2 - відстань від гучномовця до РТ, м;

Ψ - коефіцієнт, що враховує порушення дифузності звукового поля в приміщенні, Таблиця 1;

У- акустична стала приміщення, м 2 .

АКУСТИЧНА ПОСТІЙНА ПРИМІЩЕННЯ

Розрахунок акустичної постійної приміщення Упов'язаний з визначенням основного фонду звукопоглинання або еквівалентної площі звукопоглинання, А, м 2 формула (3), .

Коефіцієнт, що враховує порушення дифузності звукового поля в приміщенні, - залежить від відношення постійного приміщення Bдо площі огороджувальних поверхонь S, таблиця 1:

Табл. 1.Коефіцієнт, що враховує порушення дифузності звукового поля приміщень (Ψ)

Для приблизного визначення Уможна скористатися наступною формулою: У= μ * У 1000 ,

У 1000 - постійне приміщення на частоті 1 кГц; μ - частотний множник, Таблиця 2.

Табл. 2.Частотний множник μ

Об'єм приміщення,м 3

Середньогеометрична частота,кГц

V= 200, 1000

V>> 1000

Постійне приміщення У 1000 для частоти 1 кГц в залежності від об'єму приміщення V, м 3 визначається наступним способом:

У 1000 = V/20 – для приміщень без меблів з невеликою кількістю людей (металообробні цехи, машинні зали, випробувальні стенди тощо);

У 1000 = V/10 – для приміщень з жорсткими меблями або з невеликою кількістю людей та м'якими меблями (лабораторії, кабінети тощо);

У 1000 = V/6 – для приміщень з великою кількістю людей та м'якими меблями (робочі приміщення адміністративних будівель, житлові кімнати тощо);

У 1000 = V/1,5 - для приміщень зі звукопоглинаючим облицюванням стелі та частини стін.

Пояснимо, чому УШ визначає точність розрахунків. Для вибору параметрів гучномовця або схеми їх розміщення використовується наступний підхід (метод):

1. Вибираємо РТ.

2. Визначаємо УШ у РТ.

3. Визначаємо очікуваний рівень звукового тиску РТ.

4. Визначаємо місце встановлення та відстань до передбачуваного гучномовця.

5. Розраховуємо мінімально необхідний рівень звукового тиску передбачуваного гучномовця.

ДОДАТКОВІ ОРГАНІЗАЦІЙНІ ЗАХОДИ

При високих рівнях шумів виникає ситуація, коли використання гучномовця стає нераціональним. І тут першому плані виступають організаційні заходи. Так, на підставі:

У приміщеннях, де люди знаходяться в шумо-захисному спорядженні, а також в приміщеннях з рівнем звуку шуму понад 95 дБА звукові оповіщувачі повинні комбінуватися зі світловими оповіщувачами. Допускається використання світлових миготливих оповіщувачів.

ЕФЕКТИВНА РОЗСТАНОВКА Гучномовців

На виконання повноцінного ЕАР одних нормативних вимог вкрай недостатньо, тому доводиться запроваджувати додаткові характеристики. Продемонструємо деякі з них:

Ширина діаграми спрямованості (ШДН) - кут розкриття, що визначається з (кругової) діаграми спрямованості гучномовця, при якому рівень звукового тиску зменшується на 6 дБ щодо робочої (геометричної) осі гучномовця.

Ефективна дальність D, м, звучання гучномовця - відстань від гучномовця до точки, звуковий тиск r, дБ, в якій перевищуєтьсяУШ на 15 дБ.

Ефективну дальність можна визначити як:

D= 10 1/20 (Рдб - УШ -15) + 1, (8) де

Р дб - звуковий тиск, що розвивається гучномовцем на певній потужності, дБ.

1 – коефіцієнт, що враховує, що чутливість гучномовця визначається на 1 метрі.

Оперування наведеними характеристиками (параметрами) дозволяє залежно від типів гучномовців - стельовий, настінний, рупорний - будувати різні діаграми - контури площ, що озвучуються. Так, наприклад, для стельового гучномовця ефективною площею, що озвучується (контуром) є площа кола. Для ШДН = 90° радіус такого кола: R= H- 1,5 м, де Н-висота стелі . Для настінних або рупорних гучномовців актуальним параметром є ефективна дальність D, М.

ПРИКЛАД АКУСТИЧНОГО РОЗРАХУНКУ ДЛЯ СКЛАДСЬКОГО ПРИМІЩЕННЯ

на малюнку 2зображено спрощену схему складського приміщення, для озвучування якого використовуються три рупорні гучномовці.

Рупорні гучномовці в порівнянні з іншими типами мають ряд переваг:

■ клас захисту не нижче IP54 і можуть використовуватися в неопалюваних приміщеннях;

■ високий звуковий тиск, що дозволяє працювати за умов високих шумів;

■ універсальне кріплення, що дозволяє варіювати результуючу діаграму спрямованості. Розташування гучномовців по одній стіні (Рис. 2),

має практичну основу, проте його необхідно підтвердити розрахунками.

МОЖЛИВІ АЛГОРИТМИ РОЗРАХУНКУ

Алгоритм ЕАР (перевірки) для РТ 1 може бути наступним:

1. Розрахункова точка РТ 1 обрана правильно - у місці, максимально віддаленому від другого гучномовця ГР 2 .

2. Перевіримо, що РТ 1 потрапляє в дію діаграми спрямованості (ШДН) другого гучномовця (ГР 2).

3. Визначимо УШ у РТ 1 .

4. Розрахуємо рівень звукового тиску РТ 1 , L 1 , дБ, за формулою (2).

5. Перевіримо виконання граничних умов (3), (4), (5).

6. У разі виконання умов (3), (4), (5) розрахунок для РТ 1 виконано.

7. У разі невиконання умов (3), (4), (5) обирається інший гучномовець, змінюється схема розміщення гучномовців, виконуються додаткові організаційні заходи.

Однак, обґрунтувати ЕАР для РТ 1 можна більш простим способом:

■ визначаємо ефективну дальність D, м, для другого гучномовця;

■ порівнюємо отримане значення D, м, на відстані r 1 ,м;

■ якщо D> r 1 ,ЕАР для РТ 1 виконаний.

Для РТ 2 алгоритм ЕАР може бути таким:

1. Розрахункова точка РТ 2 обрана правильно - у місці, найбільш критичному з точки зору розташування гучномовців.

2. Визначимо УШ у РТ 2 .

3. Перевіримо, що РТ 2 потрапляє в дію діаграм спрямованостей другого (ГР 2) або третього (ГР 3) гучномовців.

4. Так як РТ 2 не потрапляє в жодну з областей діаграм, звернемося до геометрично-променевої теорії.

5. З малюнку 2видно, що в РТ 2 потрапляють 2 промені звукової енергії, що формуються ГР 2 і ГР 3 і відбиті від другого стелажу.

Мал. 2.Приклад розміщення гучномовців для складського приміщення

б. Рівень звукового тиску L 2 дБ в РТ 2 може бути розрахований наступним способом:

■ розрахуємо рівень звукового тиску в точці А, L А, дБ за формулою (2);

■ розрахуємо рівень звукового тиску в точці Б, L Б, дБ, за такою формулою:

L Б = L А - 20log r 3 + 10log(1 - До погл),

До погл - коефіцієнт поглинання поверхні, що відбиває;

■ аналогічним чином розрахуємо рівень звукового тиску, який формується третім гучномовцем (ГР 3) у точках В, L B , дБ, та Г, L Г, дБ;

■ розрахуємо рівень звукового тиску РТ 2 , L 2 , дБ: L 2 = 10log (10 0,1LБ + 10 0,1Lг).

ОРГАНІЗАЦІЙНІ ЗАХОДИ

Захист від шуму будівельно-акустичними методами повинен забезпечуватися:

■ раціональним з акустичної точки зору рішенням генерального плану об'єкта, раціональним архітектурно-планувальним рішенням будівель;

■ застосуванням огороджувальних конструкцій будівель із необхідною звукоізоляцією;

■ застосуванням звукопоглинаючих конструкцій (звукопоглинаючих облицювань, лаштунків, штучних поглиначів);

■ застосуванням звукоізолюючих кабін спостереження та дистанційного керування;

■ застосуванням звукоізолюючих кожухів на шумних агрегатах;

■ застосуванням акустичних екранів;

■ застосуванням глушників шуму в системах вентиляції, кондиціювання повітря та в аерогазодинамічних установках;

■ віброізоляцією технологічного обладнання.

У проектах мають бути передбачені заходи щодо захисту від шуму:

■ у розділі «Технологічні рішення» (для виробничих підприємств) при виборі технологічного обладнання слід віддавати перевагу малошумному устаткуванню;

■ розміщення технологічного обладнання має здійснюватися з урахуванням зниження шуму на робочих місцях, у приміщеннях та на територіях шляхом застосування раціональних архітектурно-планувальних рішень;

■ у розділі «Будівельні рішення» (для виробничих підприємств) на основі акустичного розрахунку очікуваного шуму на робочих місцях мають бути, у разі потреби, розраховані та запроектовані будівельно-акустичні заходи щодо захисту від шуму;

■ шумові характеристики технологічного та інженерного обладнання повинні міститися у його технічній документації та додаватися до розділу проекту «Захист від шуму»;

■ слід враховувати залежність шумових характеристик від режиму роботи, операції, оброблюваного матеріалу тощо;

■ можливі варіанти шумових характеристик повинні бути відображені у технічній документації обладнання.

В ЯКОСТІ ВИСНОВОК

Ми розглянули лише частину питань щодо акустичних розрахунків. Окремого розгляду вимагають питання розміщення гучномовців, визначення часу реверберації приміщення, розрахунку розбірливості. Наведемо деякі рекомендації щодо підвищення загальної розбірливості мови.

1. Найбільший вплив на розбірливість мови надають природні шуми.

2. Істотний вплив на розбірливість промови надають ревербераційні перешкоди, зниження яких досягається додатковими (спеціальними) заходами.

3. Хороша розбірливість у реверберуючих приміщеннях з обмеженим звуковим трактом може бути досягнута за різниці між звуковим тиском в РТ і рівнем шуму не менше 6 дБ.

4. На розбірливість істотно впливає якість обраних гучномовців. При нерівномірності АЧХ гучномовця, що наближається до 10%, перебірливість погіршується на 7%.

5. Істотне підвищення мовної розбірливості може бути досягнуто збільшенням частки прямого звуку сумарної звукової енергії всередині приміщення, за рахунок:

■ підвищення локалізації звукових джерел;

■ грамотного розміщення звукових джерел (гучномовців), що враховує їх спрямованості та розташування, при якому РТ-точка не сильно віддалена від джерела і не перебуває в тіні.

ЛІТЕРАТУРА

1. ФЗ № 123, зведення правил СП 3.13130.2009. Вимоги пожежної безпеки до звукового та мовного сповіщення та управління евакуацією людей.

2. ФЗ № 123, зведення правил СП 133.13330.2012. (Додаток А. Спрощений розрахунок кількості гучномовців у системах оповіщення).

3. Кочнов О. В. Електроакустичний розрахунок, що виконується при проектуванні СОУЕ // Матеріали XV науково-практичної конференції «Інтеграція науки та практики як механізм розвитку сучасного суспільства». 8-9 квітня 2015 року.

4. СП 51.13330.2011. Захист від шуму. Актуалізована редакція СНіП 23-03-2003. М., 2011.

5. БНіП 23-03-2003. Захист від шуму (Sound protection) від 01.01.2004.

6. Кочнов О. В. Розрахунок розбірливості мови // Матеріали XVIII науково-практичної конференції «Інтеграція науки та практики як механізм розвитку сучасного суспільства». 28-29 грудня 2015 року.

Будівлю, що проектується, потрібно обладнати пристроями оповіщення людей про пожежу по 2 типу.

Для оповіщення людей про пожежу використовуватимуться оповіщувачі типу «Маяк-12-3М» (ТОВ «Електротехніка та Автоматика», Росія, м. Омськ) та світлові оповіщувачі «ТС-2 СВТ1048.11.110» (табло «Вихід»), підключені до приладу С2000-4 (ЗАТ НВП «Болід»).

Для мережі оповіщення під час пожежі застосовується вогнестійкий кабель КПСЕнг(А)-FRLS-1х2х0,5.

Для ел. живлення обладнання за напругою U=12 застосовується джерело резервованого ел. живлення "РІП-12" ісп.01 з акумуляторною батареєю ємк. 7 А ч. Акумуляторна батарея джерела ел. живлення забезпечують роботу обладнання протягом не менше 24 годин у черговому режимі та 1 годину в режимі «Пожежа» при відключенні основного джерела електроживлення.

Основні вимоги до СОУЕвикладено у НПБ 104-03 «Системи оповіщення та управління евакуацією людей при пожежах у будівлях та спорудах»:

3. Прийняті розрахункові припущення

Виходячи з геометричних розмірів приміщень, всі приміщення діляться лише на три типи:

  • "Коридор" -довжина перевищує ширину в 2 і більше разів;
  • «Зал» - площа понад 40 кв. (У цьому розрахунку не застосовується).

У приміщенні типу «Кімната» розміщуємо один оповіщувач.

4. Таблиця значень ослаблення звукового сигналу

У повітряному середовищі звукові хвилі згасають внаслідок в'язкості повітря та молекулярного згасання. Звуковий тиск слабшає пропорційно до логарифму відстані (R) від оповіщувача: F (R) = 20 lg (1/R). На рис.1 показаний графік ослаблення звукового тиску залежно від відстані до джерела звуку F(R) =20 lg(1/R).


Мал. 1 — Графік ослаблення звукового тиску в залежності від відстані до джерела звуку F(R) =20 lg (1/R)

Для спрощення розрахунків нижче наведено таблицю реальних значень рівнів звукового тиску від оповіщувача «Маяк-12-3М» на різних відстанях.

Таблиця - Звуковий тиск, створюваний одиночним оповіщувачем, при його включенні на 12В на різній відстані від оповіщувача.

5. Вибір кількості оповіщувачів у конкретному типі приміщень

На поверхових планах позначені геометричні розміри та площа кожного приміщення.

Відповідно до прийнятого раніше припущення, ділимо їх на два типи:

  • "Кімната" - площа до 40 кв.м;
  • Коридор - довжина перевищує ширину в 2 і більше разів.
  • У приміщенні типу «Кімната» допускається розміщення одного оповіщувача.

    У приміщенні типу «Коридор» – розміщуватимуться кілька оповіщувачів, які рівномірно розташовані по приміщенню.

    Як результат – визначення кількості оповіщувачів у конкретному приміщенні.

    Вибір «розрахункової точки» — точки на площині озвучування в даному приміщенні, максимально віддаленому від оповіщувача, в якій необхідно забезпечити рівень звуку не менше ніж на 15 дБА вище за допустимий рівень звуку постійного шуму.

    Як результат – визначення довжини прямої, що з'єднує точку кріплення оповіщувача з «розрахунковою точкою».

    Розрахункова точка — точка на площині озвучування в даному приміщенні, максимально віддаленій від оповіщувача, в якій необхідно забезпечити рівень звуку не менше ніж на 15 дБА вище за допустимий рівень звуку постійного шуму, згідно з НПБ 104-03 п.3.15.

    На підставі СНІП 23-03-2003 пункту 6 «Норми допустимого шуму» та наведеної там же «Таблиці 1» виводимо значення допустимого рівня шуму для гуртожитку робочих фахівців 60 дБ.

    При розрахунках слід враховувати ослаблення сигналу під час проходження через двері:

    • протипожежні -30 дБ(А);
    • стандартні -20 дБ(А)

    Умовні позначення

    Приймемо такі умовні позначення:

    • Н під. - Висота підвісу оповіщувача від підлоги;
    • 1,5 м - рівень 1,5 метра від підлоги, на цьому рівні знаходиться площина озвучування;
    • h1 - перевищення над рівнем 1,5 м до точки підвісу;
    • Ш - ширина приміщення;
    • Д - Довжина приміщення;
    • R - відстань від оповіщувача до "розрахункової точки";
    • L - проекція R (відстань від оповіщувача до рівня 1,5 м на протилежній стіні);
    • S – площа озвучування.

    5.1 Розрахунок для приміщення типу «Кімната»

    Визначимо «розрахункову точку» — точку, максимально віддалену від оповіщувача.

    Для підвісу вибираються «менші» стіни, що протистоять довжині приміщення, відповідно до НПБ 104-03 у п. 3.17.

    Мал. 2 — Вертикальна проекція кріплення настінного оповіщувача НПБ

    Оповіщувач маємо в середині «Кімнати» — по центру короткої сторони, як зображено на рис.3

    Мал. 3 — Розташування оповіщувача посередині «Кімнати»

    Для того щоб обчислити розмір R, необхідно застосувати теорему Піфагора:

    • Д - Довжина кімнати, відповідно до плану дорівнює 6,055 м;
    • Ш – ширина кімнати, відповідно до плану дорівнює 2,435 м;
    • Якщо оповіщувач розміщуватиметься вище 2,3 м, то замість 0,8 м, потрібно взяти розмір h1, що перевищує висоту підвісу над рівнем 1,5 м.

    5.1.1 Визначаємо рівень звукового тиску в розрахунковій точці:

    Р = Рдб + F (R) = 105 + (-15,8) = 89,2 (дБ)

    • Pдб - звуковий тиск гучномовця, відповідно до тих. інформації на оповіщувач «Маяк-12-3М» дорівнює 105 дБ;
    • F(R) – залежність звукового тиску від відстані, що дорівнює -15,8 дБ відповідно до рис.1 коли R=6,22 м.

    5.1.2 Визначаємо величину звукового тиску відповідно до НПБ 104-03 п.3.15:

    5.1.3 Перевірка правильності розрахунку:

    Р = 89,2 > Р р.т. = 75 (умова виконується)

    СОУЕв приміщенні, що захищається.

    5.2 Розрахунок для приміщення типу «Коридор»

    Сповіщувачі розміщуються на одній стіні коридору з інтервалом у 4 ширини. Перші розміщуються на відстані ширини від входу. Загальна кількість оповіщувачів обчислюється за такою формулою:

    N = 1 + (Д - 2 * Ш) / 3 * Ш = 1 + (26,78-2 * 2,435) / 3 * 2,435 = 4 (шт.)

    • Д – довжина коридору, відповідно до плану дорівнює 26,78 м;
    • Ш – ширина коридору, відповідно до плану дорівнює 2,435 м-коду.

    Кількість округляється до цілого значення у бік. Розміщення оповіщувачів подано на рис. 4.

    Рис.4 — Розміщення оповіщувачів у приміщенні типу «Коридор» за шириною менше 3-х метрів і відстань «до розрахункової точки»

    5.2.1 Визначаємо розрахункові точки:

    «Розрахункова точка», що знаходиться на протилежній стіні на відстані в дві ширини від осі оповіщувача».

    5.2.2 Визначаємо рівень звукового тиску в розрахунковій точці:

    Р = Рдб + F (R) = 105 + (-14,8) = 90,2 (дБ)

    • Pдб - звуковий тиск гучномовця, відповідно до тих. інформації на оповіщувач "Маяк-12-3М" дорівнює 105 дБ;
    • F(R) – залежність звукового тиску від відстані, що дорівнює -14,8 дБ відповідно до рис.1 коли R=5,5 м.

    5.2.3 Визначаємо величину звукового тиску відповідно до НПБ 104-03 п.3.15:

    Р р.т. = N + ЗД = 60 +15 = 75 (дБ)

    • N – допустимий рівень звуку постійного шуму, для гуртожитків дорівнює 75 дБ;
    • ЗД - запас звукового тиску, що дорівнює 15 дБ.

    5.2.4 Перевірка правильності розрахунку:

    Р=90,2 > Р р.т=75 (умова виконується)

    Таким чином, в результаті розрахунків обраний тип оповіщувача «Маяк-12-3М» забезпечує і перевищує значення звукового тиску, тим самим забезпечуючи чітку чутність звукових сигналів. СОУЕв приміщенні, що захищається.

    Відповідно до розрахунку, виконаємо розстановку звукових оповіщувачів див. рис.5.

    Рис.5 - План розміщення оповіщувачів на відм. 0.000