Особенности акустического расчета на промышленных предприятиях

Организация технических средств СОУЭ, обеспечивающая длительное резервирование

Наиболее жестким с точки зрения существующих нормативов является требование по обеспечению резервного питания технических средств СОУЭ в течение дежурного режима. Для обеспечения данного требования технические средства СОУЭ необходимо разбить на 2 группы (Независимо от режима работы, резервированию подлежат только блоки, выполняющие функции СОУЭ):

• средства, работающие в дежурном режиме;
• средства, работающие в тревожном режиме.

На рис.3 представлена схема организации технических средств СОУЭ при резервировании от АКБ.

Рис. 3 — Организация технических средств СОУЭ при резервировании от АКБ

Контроллер питания следит за напряжением на основном вводе и при его пропадании выдает команду на подключение блоков, работающих в дежурном режиме, к резервному вводу, к которому подключены АКБ и зарядное устройство.

Под дежурным режимом будем понимать режим функционирования, в котором задействовано минимальное количество узлов системы (с минимальным энергопотреблением каждого узла) находящихся на дежурстве. Данные блоки (узлы) активируются от автоматической установки пожарной сигнализации АУПС и должны иметь возможность оперативного включения технических средств, отвечающих за тревожный режим. В дежурном режиме все крупные потребители, например, усилители должны находиться в режиме минимального потребления и оперативной готовности к включению в режиме тревоги.

Тревожный режим активируется командным сигналом, поступающим от пожарной станции. В тревожном режиме задействуются все технические средства, необходимые для решения основной задачи (см. основные требования).

Входные параметры для расчета

Входные параметры для расчетов берутся из технического задания (ТЗ) (предоставляемого заказчиком) и технических характеристик на проектируемое оборудование. Список и количество параметров может варьироваться в зависимости от ситуации. Примерные входные данные приведены ниже.

Параметры громкоговорителей:

• SPL
  
• Pгр
  – мощность громкоговорителя, Вт,
• ШДН
  – Ширина диаграммы направленности, град.

Параметры помещения:

• N
  – Уровень шума в помещении, дБ,
• Н
  – Высота потолков, м,
• a
  – Длина помещения, м,
• b
  – Ширина помещения, м,
• Sп
  – Площадь помещения, м2.

Дополнительные данные:

• ЗД
  – Запас звукового давления, дБ
• r
  – Расстояние от громкоговорителя до расчетной точки.

Площадь озвучиваемого помещения:

Sп = a * b

Организационные мероприятия

Приведем некоторые рекомендации (организационные мероприятия), способствующие повышению достоверности восприятия речевой информации в производственных помещениях с высоким шумом .

Защита от шума строительно-акустическими методами должна обеспечиваться:

• рациональным с акустической точки зрения решением генерального плана объекта, рациональным архитектурно-планировочным решением зданий;
• применением ограждающих конструкций зданий с требуемой звукоизоляцией;
• применением звукопоглощающих конструкций (звукопоглощающих облицовок, кулис, штучных поглотителей);
• применением звукоизолирующих кабин наблюдения и дистанционного управления;
• применением звукоизолирующих кожухов на шумных агрегатах;
• применением акустических экранов;
• применением глушителей шума в системах вентиляции, кондиционирования воздуха и в аэрогазодинамических установках;
• виброизоляцией технологического оборудования.

В проектах должны быть предусмотрены мероприятия по защите от шума:

• в разделе «Технологические решения» (для производственных предприятий) при выборе технологического оборудования следует отдавать предпочтение малошумному оборудованию;
• размещение технологического оборудования должно осуществляться с учетом снижения шума на рабочих местах в помещениях и на территориях путем применения рациональных архитектурно-планировочных решений;
• в разделе «Строительные решения» (для производственных предприятий) на основе акустического расчета ожидаемого шума на рабочих местах должны быть, в случае необходимости, рассчитаны и запроектированы строительно-акустические мероприятия по защите от шума;
• шумовые характеристики технологического и инженерного оборудования должны содержаться в его технической
• документации и прилагаться к разделу проекта «Защита от шума»;
• следует учитывать зависимость шумовых характеристик от режима работы, выполняемой операции, обрабатываемого материала и т. п.;
• возможные варианты шумовых характеристик должны быть отражены в технической документации оборудования.

Примеры звукового давления

Примеры звукового давления в воздухе при стандартном атмосферном давлении

Источник звука	Расстояние	Уровень звукового давления
( Па )	( дБ SPL )
Ударная волна (искаженные звуковые волны> 1 атм ; впадины формы волны отсекаются при нулевом давлении)		> 1,01 × 10 5	> 191
Простое термоакустическое устройство открытого типа		1,26 × 10 4	176
1883 извержение Кракатау	164 км		172
Винтовка .30-06 ведется стрельба	1  м в сторону стрелка	7,09 × 10 3	171
Фейерверк	0,5 м	7,09 × 10 3	171
Светошумовая граната	Окружающий	1,60 × 10 3 … 8,00 × 10 3	158–172
9-дюймовый (23 см) баллон для вечеринок, надутый до разрыва	0 мес.	4,92 × 10 3	168
Баллон диаметром 9 дюймов (23 см) раздавлен до разрыва	0 мес.	1,79 × 10 3	159
9-дюймовый (23 см) баллон для вечеринок, надутый до разрыва	0,5 м	1,42 × 10 3	157
Воздушный шар диаметром 9 дюймов (23 см), надетый булавкой	0 мес.	1,13 × 10 3	155
LRAD 1000Xi Акустическое устройство дальнего действия	1 мес.	8,93 × 10 2	153
9-дюймовый (23 см) баллон для вечеринок, надутый до разрыва	1 мес.	731	151
Реактивный двигатель	1 мес.	632	150
Баллон диаметром 9 дюймов (23 см) раздавлен до разрыва	0,95 м	448	147
Воздушный шар диаметром 9 дюймов (23 см), надетый булавкой	1 мес.	282,5	143
Самый громкий человеческий голос	1 дюйм	110	135
Труба	0,5 м	63,2	130
Вувузела рог	1 мес.	20,0	120
Порог боли	Слеза	20–200	120–140
Риск мгновенной потери слуха из-за шума	Слеза	20,0	120
Реактивный двигатель	100–30 м	6.32–200	110–140
Двухтактная бензопила	1 мес.	6,32	110
Отбойный молоток	1 мес.	2,00	100
Движение на оживленной проезжей части	10 м	0,20–0,63	80–90
Нарушение слуха (при длительном воздействии, не обязательно непрерывно)	Слеза	0,36	85
Легковой автомобиль	10 м	0,02–0,20	60–80
Установленный EPA максимум для защиты от потери слуха и других негативных последствий шума, таких как нарушение сна, стресс, нарушение обучения и т. Д.	Окружающий	0,06	70
Телевизор (установлен на бытовом уровне)	1 мес.	0,02	60
Нормальный разговор	1 мес.	2 × 10 −3 –0,02	40–60
Очень спокойная комната	Окружающий	2,00 × 10 −4 … 6,32 × 10 −4	20–30
Легкий шелест листьев, спокойное дыхание	Окружающий	6,32 × 10 −5	10
Слуховой порог на 1 кГц	Слеза	2,00 × 10 −5
Безэховая камера , Orfield Labs, A-взвешенная	Окружающий	6,80 × 10 −6	-9,4
Безэховая камера , Солфордский университет , A-взвешенная	Окружающий	4,80 × 10 −6	-12,4
Безэховая камера , Microsoft, A-взвешенная	Окружающий	1,90 × 10 −6	−20,35

Нормативные требования

1. Резервное электропитание технических средств оповещения должно осуществляться:
   • от второго независимого ввода сети переменного тока;
   • от источника питания постоянного тока;
   • автономным электроагрегатом переменного тока.

   Примечание. В качестве резервного источника постоянного тока могут быть использованы сухие гальванические элементы или аккумуляторные батареи.

2. Время работы технических средств оповещения от резервного источника постоянного тока в дежурном режиме должно быть не менее 24 часов.
3. Время работы технических средств оповещения от резервного источника постоянного тока в тревожном режиме должно быть не менее 1 часа.
   Не всегда имеется возможность обеспечить независимый ввод сети переменного тока. На этот случай приведем более подробные рекомендации:
4. При невозможности по местным условиям осуществлять питание СОУЭ от двух независимых источников допускается организовать питание от одного источника: от разных трансформаторов, двухтрансформаторной или двух однотрансформаторных подстанций, подключенных к разным питающим линиям, проложенным по разным трассам, с устройством АВР на стороне низкого напряжения.
5. При отсутствии в системе электроснабжения здания источников питания, оговоренных в пунктах 1-3, для резервного питания СОУЭ используются аккумуляторные батареи на напряжение, указанное в технических условиях на КТС СОУЭ. При этом устройства СОУЭ в нормальном режиме подключаются через понижающие трансформаторы соответствующего напряжения.
   Аккумуляторные батареи находятся на постоянной подзарядке от основного ввода питания.
6. Емкость аккумуляторных батарей обеспечивает питание электроприемников в течение 24 ч в дежурном режиме и не менее времени эвакуации в режиме «Тревога».

Расстановка потолочных громкоговорителей

Расстановку потолочных громкоговорителей в коридорах с высокими потолками без учета отражений от пола, следует вести с шагом, рис.5:

Рис.5 — Расстановка потолочных громкоговорителей в коридорах с высокими потолками без учета отражений от пола

При ШДН=90

, R=h–1,5:

Проверочное условие 1

Громкоговоритель, с учетом ШДН должен добивать до рабочей плоскости. Эффективная дальность, для произвольной ШДН:

При ШДН=90

Расстановку потолочных громкоговорителей в коридорах с низкими (менее 4м) потолками допустимо вести с учетом отражений (от пола) с шагом, рис.6:

Рис.6 — Расстановка потолочных громкоговорителей в коридорах с низкими потолками или в случае учета отражений

При ШДН=90

Проверочное условие 2

Громкоговоритель, с учетом ШДН должен добивать до пола и, отразившись от него, до рабочей плоскости. Эффективная дальность, для произвольной ШДН:

При ШДН=90

, без учета поглощения:

Классификация помещений

Будем рассматривать два основных типа помещений:

• коридоры;
• прямоугольные помещения.

Под коридорами будем понимать узкие протяженные помещения с соотношениями длины a (м) и ширины b (м): a/b≥4.

Помещения с соотношениями a/b<4 будем считать прямоугольными.

Разобьем помещения на следующие группы:

• коридоры с низкими потолками (высотой h ≤ 4м);
• коридоры с высокими (h > 4м) потолками;
• коридоры узкие (b ≤ 3м);
• коридоры широкие (b > 3м и h ≤ 6м);
• средние прямоугольные помещения (b > 6м и b ≤ 12м);
• объемные прямоугольные помещения (b > 12м).

Для определения численного значения предлагаемых коэффициентов (b, h) было использовано усредненное значение эффективной дальности звучания D (м), которое для P_дб=95дБ, УШ=60дБ, будет составлять ~ 10м и ШДН=90

Способ расстановки громкоговорителей с учетом отражений или без них определяется двумя факторами:

• высотой потолков (при высоких потолках эффект отражения можно не учитывать);
• типом отражающей поверхности.

Коридоры с низкими или высокими потолками

Понятия “низкие/высокие” потолки будем рассматривать относительно способов размещения потолочных громкоговорителей.

При размещении громкоговорителей на низких потолках желательно учитывать и отражения от пола. В этом случае, для определения численного значения шага расстановки громкоговорителей используется следующий критерий:

Звуковая энергия, излучаемая потолочным громкоговорителем, должна ‘добить’ до пола и, отразившись от него, до ‘расчетной плоскости’.

При размещении громкоговорителей на высоких потолках отражения от пола можно не учитывать или обязательно проверять критерий (8).

Узкие или широкие коридоры

Понятие “узкие/широкие” коридоры будем рассматривать относительно способов размещения как потолочных, так и настенных громкоговорителей. В обоих случаях нам придется учитывать отражения от пола или стен.

Для настенных громкоговорителей

Для определения численного значения шага расстановки настенных громкоговорителей в случае учета отражений будем использовать следующий критерий:

Звуковая энергия, излучаемая настенным громкоговорителем, должна “добить” до противоположной стены и, отразившись от нее, до стены, на которой громкоговоритель установлен.

При размещении громкоговорителей в широких коридорах отражения от стен можно не учитывать или обязательно проверять критерий (8).

Для потолочных громкоговорителей

Для разъяснения смысла узкие/широкие коридоры в случае применения потолочных громкоговорителей рассмотрим понятие цепочка громкоговорителей.

На рис.4 изображен широкий коридор, в котором установлены две цепочки потолочных громкоговорителей.

Рис.4 — Пример расстановки потолочных громкоговорителей в широких коридорах

Количество цепочек, К_ц, шт, будет определяться из соотношения:

Рассмотрим примеры размещения громкоговорителей для разных типов помещений (случаев) и условия определения шага расстановки Ш, м.

Расстановка потолочных громкоговорителей

Расстановку потолочных громкоговорителей в коридорах с высокими потолками без учета отражений от пола, следует вести с шагом, рис.5:

При ШДН=90, R=h–1,5:

Проверочное условие 1

Громкоговоритель, с учетом ШДН должен добивать до рабочей плоскости. Эффективная дальность, для произвольной ШДН:

При ШДН=90:

Расстановку потолочных громкоговорителей в коридорах с низкими (менее 4м) потолками допустимо вести с учетом отражений (от пола) с шагом, рис.6:

При ШДН=90:

Проверочное условие 2

Громкоговоритель, с учетом ШДН должен добивать до пола и, отразившись от него, до рабочей плоскости. Эффективная дальность, для произвольной ШДН:

При ШДН=90, без учета поглощения:

Действующие нормативные документы

«Основными нормативными документами при разработке АСПТ, их проектировании, монтаже, наладке, сервисном обслуживании являются: требования Технического регламента, Приказ МЧС России от 25 марта 2009 г. № 175, утвердивший свод правил СП 5.13130.2009 «Система противопожарной защиты. Установки пожарной сигнализации и пожаротушения автоматические. Нормы и правила проектирования», Постановление Правительства РФ от 25.04.2012 № 390 «О противопожарном режиме», национальные стандарты (ГОСТы)».

В Федеральном законе от 22.07.2008 г. № 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» следует отметить несколько статей главы 19 раздела III:

• Статья 83. «Требования к системам автоматического пожаротушения и системам пожарной сигнализации»;
• Статья 84. «Требования пожарной безопасности к системам оповещения людей о пожаре и управления эвакуацией людей в зданиях и сооружениях»;
• Статья 85. «Требования к системам противодымной защиты зданий и сооружений»;
• Статья 86. «Требования к внутреннему противопожарному водоснабжению»;
• Статья 91. «Оснащение помещений, зданий и сооружений, оборудованных системами оповещения и управления эвакуацией людей при пожаре, автоматическими установками пожарной сигнализации и (или) пожаротушения».

Постановление Правительства РФ от 25.04.2012 № 390 «О противопожарном режиме» ввело в действие «Правила противопожарного режима в Российской Федерации», заменяющие ранее действовавшие Правила пожарной безопасности в РФ, утвержденные Приказом МЧС России от 18.06.2003 № 313 «Об утверждении Правил пожарной безопасности в Российской Федерации (ППБ 01-03)».

Кроме федеральных норм пожарной безопасности, существуют также городские нормы. В Москве, к примеру, действуют Московские городские строительные нормы МГСН 5.01-01 «Стоянки легковых автомобилей» и МГСН 4.04-94 «Многофункциональные здания и комплексы».

Так, согласно нормам пожарной безопасности, АСПТ в обязательном порядке оснащаются:

• Серверные комнаты, дата-центры, ЦОД – центры обработки данных, иные помещения для хранения и обработки информации, а также музейных ценностей;
• Подземные автостоянки закрытого типа, а также надземные, имеющие более 1-го этажа (СНиП 21-02-99);
• Здания складов категории пожарной опасности «В» с хранением на стеллажах высотой 5,5 м и более, или имеющий более 1-го этажа;
• Здания высотой от 30 метров (кроме жилых зданий и производственных зданий категорий пожарной опасности «Г» и «Д»);
• Одноэтажные здания из легких металлических конструкций с горючими утеплителями: свыше 800 квадратных метров – общественного назначения, свыше 1200 квадратных метров – административно-бытового назначения;
• Здания торговых предприятий (кроме занимающихся торговлей и складированием изделий из негорючих материалов: металла, стекла и пр. и продукты питания): свыше 200 квадратных метров – в подвальном или цокольном этажах, более 3500 квадратных метров – в наземной части здания;
• Все здания по торговле горючими и легковоспламеняющимися материалами и жидкостями (кроме торгующих фасовками до 20 литров);
• Все выставочные залы выше двух этажей, одноэтажные – свыше 1000 квадратных метров;
• Кабельные сооружения: электростанций – все, подстанций – напряжением свыше 500 киловольт, промышленных и общественных зданий – свыше 100 квадратных метров, в комбинированных тоннелях этих зданий – объемом свыше 100 кубических метров, дизельгенераторные комнаты – свыше 24 квадратных метров;
• Концертные и киноконцертные здания с вместимостью свыше 800 мест;
• Другие здания и сооружения в соответствии с СП.

В дополнение к исполнению указанного закона премьер-министром было подписано Распоряжение Правительства РФ от 10.03.2009 г. № 304-р «Об утверждении перечня национальных стандартов, содержащих правила и методы исследований (испытаний) и измерений, в том числе правила отбора образцов, необходимые для применения и исполнения Федерального закона «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» и осуществления оценки соответствия».

Основные расчеты

Уменьшение звукового давления в зависимости от расстояния

Для расчета уровня звукового давления в расчетной точке остается определить еще один важный параметр – величину уменьшения звукового давления в зависимости от расстояния — дивергенции, Р₂₀, дБ. В зависимости от того, где устанавливается громкоговоритель – во внутренних помещениях или на открытых площадках, используются различные формулы (подходы).

Расчет уровня звукового давления в РТ

Зная параметры громкоговорителя – его чувствительность- P, дБ, подводимую звуковую мощность P_вт, Вт, и расстояние до РТ, r, м, вычислим уровень звукового давления L₁, дБ, развиваемого им в РТ:

Звуковое давление в РТ при одновременной работе n громкоговорителей:

Расчет эффективной дальности

Эффективная дальность звучания громкоговорителя – расстояние от громкоговорителя до точки, в которой звуковое давление, не превышает значения (УШ+15) дБ:

Эффективную дальность звучания (громкоговорителя) D, м, можно рассчитать:

Работа с шаблонами

Разобьем все громкоговорители на три основных класса, различающихся по направлению излучения звуковой энергии.

Потолочные – громкоговорители, звуковая энергия которых направлена перпендикулярно расчетной плоскости (полу) .

Настенные – громкоговорители, звуковая энергия которых параллельна расчетной плоскости (полу).

Рупорные – громкоговорители, звуковая энергия которых направлена под некоторым углом к расчетной плоскости (полу).

Под шаблонами будем понимать геометрическую область, являющуюся проекцией звукового поля громкоговорителя на расчетную плоскость:

• для потолочных громкоговорителей – круг;
• для настенных – сектор;
• для рупорных – эллипс.

Громкоговоритель является широкополосным устройством. Для нижней частоты нормативного диапазона f=200Гц, громкоговоритель можно рассматривать как звуковой излучатель сферической волны. С увеличением частоты ДН громкоговорителя начинает сужаться и концентрироваться внутри шарового конуса с углом раскрыва , определяемым величиной ШДН. Данное представление не вполне соответствует устоявшейся практике, согласно которой звуковое поле на выходе громкоговорителя принято аппроксимировать полуэллипсом. В показано, что для (среднестатистической) ШДН=90 количественные оценки для конуса и эллипса совпадают.

Оценку эффективной площади, озвучиваемой громкоговорителями различных типов, можно связать с задачей нахождения площади, образуемой пересечением данного шарового конуса с рабочей плоскостью. Воспользуемся известным геометрическим представлением, согласно которому результатом пересечения плоскости и конуса под различными углами являются различные эллиптические поверхности — гипербола, парабола, эллипс и круг, рис.1.

Гипербола получается в результате пересечения конуса и плоскости, пересекающей одну из его образующих.

Парабола получается в результате пересечения конуса и плоскости, параллельной одной из его образующих.

Эллипс получается в результате пересечения конуса и плоскости, пересекающей обе его образующие.

Круг получается в результате пересечения конуса и плоскости, параллельной его основанию.

Определение 1

Эффективная площадь, озвучиваемая громкоговорителем, – область на рабочей плоскости, в пределах которой звуковое давление остается в границах, определяемых диаграммой направленности громкоговорителя.

Рассчитаем эффективные площади, озвучиваемые различными типами громкоговорителей.

Классификация помещений

Будем рассматривать два основных типа помещений:

• коридоры;
• прямоугольные помещения.

Под коридорами будем понимать узкие протяженные помещения с соотношениями длины a (м) и ширины b (м): a/b≥4.

Помещения с соотношениями a/b

Разобьем помещения на следующие группы:

• коридоры с низкими потолками (высотой h ≤ 4м);
• коридоры с высокими (h > 4м) потолками;
• коридоры узкие (b ≤ 3м);
• коридоры широкие (b > 3м и h ≤ 6м);
• средние прямоугольные помещения (b > 6м и b ≤ 12м);
• объемные прямоугольные помещения (b > 12м).

Комментарий:

Для определения численного значения предлагаемых коэффициентов (b, h) было использовано усредненное значение эффективной дальности звучания D (м), которое для P_дб=95дБ, УШ=60дБ, будет составлять ~ 10м и ШДН=90.

Способ расстановки громкоговорителей с учетом отражений или без них определяется двумя факторами:

• высотой потолков (при высоких потолках эффект отражения можно не учитывать);
• типом отражающей поверхности.

Коридоры с низкими или высокими потолками

Понятия “низкие/высокие” потолки будем рассматривать относительно способов размещения потолочных громкоговорителей.

При размещении громкоговорителей на низких потолках желательно учитывать и отражения от пола. В этом случае, для определения численного значения шага расстановки громкоговорителей используется следующий критерий:

Звуковая энергия, излучаемая потолочным громкоговорителем, должна ‘добить’ до пола и, отразившись от него, до ‘расчетной плоскости’.

При размещении громкоговорителей на высоких потолках отражения от пола можно не учитывать или обязательно проверять критерий (8).

Узкие или широкие коридоры

Понятие “узкие/широкие” коридоры будем рассматривать относительно способов размещения как потолочных, так и настенных громкоговорителей. В обоих случаях нам придется учитывать отражения от пола или стен.

Для настенных громкоговорителей

Для определения численного значения шага расстановки настенных громкоговорителей в случае учета отражений будем использовать следующий критерий:

Звуковая энергия, излучаемая настенным громкоговорителем, должна “добить” до противоположной стены и, отразившись от нее, до стены, на которой громкоговоритель установлен.

При размещении громкоговорителей в широких коридорах отражения от стен можно не учитывать или обязательно проверять критерий (8).

Для потолочных громкоговорителей

Для разъяснения смысла узкие/широкие коридоры в случае применения потолочных громкоговорителей рассмотрим понятие цепочка громкоговорителей.

На рис.4 изображен широкий коридор, в котором установлены две цепочки потолочных громкоговорителей.

Количество цепочек, К_ц, шт, будет определяться из соотношения:

Рассмотрим примеры размещения громкоговорителей для разных типов помещений (случаев) и условия определения шага расстановки Ш, м.

Допустимые уровни шума в жилых помещениях

Регулируется он законодательными актами, согласно которым время суток делится на периоды и для каждого периода допустимый уровень шума различен.

• 22.00 – 08.00 период тишины, во время которого указанный уровень не должен превышать 35-40 децибел, (именно в них считается данный показатель).
• С восьми утра до десяти вечера по закону относится к светлому времени суток и шуметь можно чуть сильнее – 40-50 дБ.

Стоит сказать, что под нормами понимается тот уровень, который не может нанести никакого вреда человеческому слуху. Но многие не понимают, что означают указанные показатели. Поэтому даем сравнительную таблицу с уровнями шума и с тем, с чем сравнить.

• 0-5 дБ – ничего или почти ничего не слышно.
• 10 – этот уровень можно сравнить с небольшим шелестом листвы на дереве.
• 15 – шелест листвы.
• 20 – еле слышный человеческий шепот (на примерном расстоянии в один метр).
• 25 – уровень, когда человек разговаривает шепотом на расстоянии пары метров.
• 30 децибел с чем сравнить? – громкий шепот, ход часов на стене. Согласно нормативам СНиП, данный уровень является максимально допустимым в ночное время в помещениях, относящихся к жилым.
• 35 – примерно на этом уровне ведется разговор, правда, на приглушенных тонах.
• 40 децибел – обычная речь. СНиП определяет этот уровень как допустимый для дневного времени.
• 45 – также стандартный разговор.
• 50 – звук, который издает пишущая машинка (старшее поколение поймет).
• 55 – с чем можно сравнить этот уровень? Да то же самое, что и верхняя строка. Кстати, согласно евронормам, данный уровень является максимально допустимым для офисов класса А.
• 60 – уровень, определяемый законодательством для обычных офисов.
• 65-70 – громкие разговоры на расстоянии в один метр.
• 75 – человеческий крик, смех.
• 80 – работающий мотоцикл с глушителем, также это уровень работающего пылесоса с двигателем мощностью в 2 кВт и более.
• 90 звук, издаваемый грузовым вагоном при движении по железке и слышный на расстояний в семь метров.
• 95 – это звук вагона метро при движении.
• 100 – на этом уровне играет оркестр духовых, работает бензопила. Звук такой же мощности издает гром. По евростандартам это максимально допустимый уровень для наушников плеера.
• 105 – такой уровень допускался в пассажирских авиалайнерах до 80-х гг. прошлого столетия.
• 110 – шум, издаваемый летящим вертолетом.
• 120-125 –звук работающего на расстоянии в один метр отбойника.
• 130 – столько децибел выдает стартующий самолет.
• 135-145 – с таким шумом взлетает реактивный самолет либо ракета.
• 150-160 – сверхзвуковой самолет пересекает звуковой барьер.

Все перечисленное условно делится по уровню воздействия на человеческий слух:

0-10 – ничего или почти ничего не слышно. 15-20 – еле слышно. 25-30 – тихо. 35-45 – уже довольно шумно. 50-55 – отчетливо слышно. 60-75 – шумно. 85-95 – очень шумно. 100-115 – крайне шумно. 120-125 – почти невыносимый уровень шума для человеческого слуха. Работающие отбойным молотком рабочие в обязательном порядке должны надевать специальные наушники, иначе потеря слуха обеспечена. 130 – это так называемый болевой порог, звук выше для человеческого слуха уже фатален. 135-155 – без защитного снаряжения (наушники, шлемы) у человека наступает контузия, травмы мозга

160-200 – гарантирован разрыв барабанных перепонок и, внимание, легких

Свыше 200 децибел можно даже не рассматривать, так как это смертельный уровень звука. Именно на таком уровне действует так называемое шумовое оружие.

Основные расчеты

Уменьшение звукового давления в зависимости от расстояния

Для расчета уровня звукового давления в расчетной точке остается определить еще один важный параметр – величину уменьшения звукового давления в зависимости от расстояния — дивергенции, Р₂₀, дБ. В зависимости от того, где устанавливается громкоговоритель – во внутренних помещениях или на открытых площадках, используются различные формулы (подходы).

Расчет уровня звукового давления в РТ

Зная параметры громкоговорителя – его чувствительность- P, дБ, подводимую звуковую мощность P_вт, Вт, и расстояние до РТ, r, м, вычислим уровень звукового давления L₁, дБ, развиваемого им в РТ:

Звуковое давление в РТ при одновременной работе n громкоговорителей:

Расчет эффективной дальности

Эффективная дальность звучания громкоговорителя – расстояние от громкоговорителя до точки, в которой звуковое давление, не превышает значения (УШ+15) дБ:

Эффективную дальность звучания (громкоговорителя) D, м, можно рассчитать:

Продолжение статьи «Работа с шаблонами».

Автор Кочнов Олег Владимирович

Это интересно: Приборы управления пожарным оповещением: классификация и функции

Работа, которую мы проделываем при акустическом расчете.

• В первую очередь анализируем все данные по объекту, которые отправил нам заказчик, это чертежи помещения: план и разрез. Чертежи желательно чтоб были в формате AutoCAD. При необходимости, наши специалисты выезжают на объект и производят замеры.
• Вторая очередь это создание 3D-модели помещения в программе EASE, учитывая все размеры, планировку и высоты. При этом учитывается облицовочные материалы. После построение модели указывается места зрителей, на котором будет показаны необходимые расчеты и коэффициенты.
• Следующий этап — это корректировка времени реверберации в зависимости от объема помещения по рекомендации добиваемся необходимые значения в зависимости от объема помещения. Мы корректируем облицовочные материалы, и в отчете предоставляем свои рекомендации.
• После редактирования характеристик помещения мы расставляем в 3D-модели симуляторы акустических систем. При этом подбираем марку и модель акустики под требуемые задачи. Также для каждой системы задаём направление на аудиторию с необходимыми углами. Координаты расставленных акустических систем мы также предоставляем в отчете.
• Завершающий этап расчет звуковых параметров помещения. Далее мы оформляем все ходы акустического расчета в отчёт.

Алгоритмы расчета

Алгоритм №1 «Расчет сечения жилы провода для равномерно распределенной нагрузки»

1. Рассчитаем коэффициент потерь, формула (19).
2. Рассчитаем коэффициент распределения, Таблица (2).
3. Рассчитаем удельное сопротивление по меди, с учетом температуры, формула (4).
4. Рассчитаем суммарную нагрузку в линии, формула (8).
5. Подставим полученные значения в формулу (20).

Алгоритм №1 «Расчет потерь по напряжению в существующей линии

1. Рассчитаем сопротивление жилы провода, с учетом температуры, формулы (4), (5).
2. Рассчитаем суммарную нагрузку в линии, формула (8).
3. Рассчитаем сопротивление нагрузки, формула (6).
4. Рассчитаем коэффициент распределения, Таблица (2).
5. Рассчитаем потери по напряжению, формула (16).

Эффективная расстановка громкоговорителей

Для выполнения полноценного ЭАР одних нормативных требований крайне недостаточно, поэтому приходится вводить дополнительные характеристики. Продемонстрируем некоторые их них :

Ширина диаграммы направленности (ШДН) – угол раскрыва, определяемый из (круговой) диаграммы направленности громкоговорителя, при котором уровень звукового давления уменьшается на 6 дБ относительно рабочей (геометрической) оси громкоговорителя.

Эффективная дальность D, м, звучания громкоговорителя – расстояние от громкоговорителя до точки, звуковое давление _p, дБ, в которой превышается УШ на 15 дБ.

Эффективную дальность можно определить как:

D = 101/20 (Р_дб – УШ – 15) + 1, гдеР_дб – звуковое давление, развиваемое громкоговорителем на определенной мощности, дБ.1 – коэффициент, учитывающий, что чувствительность громкоговорителя определяется на 1 метре.

Оперирование приведенными характеристиками (параметрами) позволяет в зависимости от типов громкоговорителей – потолочный, настенный, рупорный – строить различные диаграммы – контуры озвучиваемых площадей. Так, например, для потолочного громкоговорителя эффективной озвучиваемой площадью (контуром) является площадь круга. Для ШДН = 90° радиус такого круга: R = H – 1,5 м, где Н – высота потолков . Для настенных или рупорных громкоговорителей актуальным параметром является эффективная дальность D, м.

Выбор типа громкоговорителей

Выбор конкретного типа громкоговорителей зависит от таких факторов: применение в помещении или на открытом пространстве, трансляция сообщений или музыкальных программ, акустических характеристик помещения и его интерьера.Поэтому на данный момент предприятия-изготовители предлагают потребителю громкоговорители во всём многообразии форм, мощностей и размеров. Среди обилия всех предлагаемых вариантов можно выделить следующие основные типы:

По диапазону воспроизводимых частот громкоговорители делятся на узкополосные и широкополосные. Узкополосные громкоговорители, как правило, применяются в составе систем оповещения, задачей которых является передача речевых сообщений. Как правило эти громкоговорители сочетают в себе относительно низкую цену и среднее качество звучания. Однако стоит отметить, что такого среднего качества звучания достаточно для передачи речевых тревожных сообщений и сообщений с микрофона. Широкополосные громкоговорители характеризуются хорошим качеством звучания, но и по стоимости они, как правило, довольно резко отличаются от узкополосных. Такие громкоговорители применяются в составе систем оповещения, которые, кроме своих основных функций, обеспечивают трансляцию музыкальных программ по территории объекта. Такими объектами являются супермаркеты, торгово-развлекательные центры, спорткомплексы.

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:

• 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).
• 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.
• 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.
• Рассчитываем величину гашения звука на дистанции 3 м (согласно СП3.13130.2009): по следующей формуле: lg (3) * 20 = 9,5 Дб. (20 – значение ГОСТа).
• Следовательно, искомое минимальное давление звука громкоговорителя (иначе минимальная мощность пожарной сирены), будет равняться: 15 +55 + lg (0,8) * 20 = 15 + 55 + 0 = 70 Дб.
• 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).
• 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).
• 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).
• Там, где есть препятствия для прохода звука, например, входная или противопожарная дверь, максимальная величина звукового давления понижается на 20-40 %.
• Если есть громоздкие предметы — шкафы, стеллажи, антресоли и пр. – на 10 %.

Скачать калькулятор

Скачать методичку