Izračun zvučnog tlaka programa sustava upozorenja. Proračun sustava glasovnog upozorenja: formule, teorijski proračuni, primjer proračuna. Učinkovito postavljanje zvučnika

Dobar dan.

Već smo rekli da su zahtjevi za SOUE (sustavi upozorenja i kontrole evakuacije) regulirani volumenom SP 3.13130.2009. „Skup pravila. Sustavi zaštita od požara. Sustav za dojavu požara i kontrolu evakuacije. Zahtjevi sigurnost od požara».

Glavni zahtjev za zvučne sustave je da moraju osigurati minimalnu razinu zvučnog tlaka na razini od 1,5 m od poda (tj. u visini ušiju prosječne osobe) 15 dB iznad prosječne razine buke u prostoriji, ali ne manje od 75 dB. Istodobno, maksimalna razina zvučnog tlaka koju stvara SOUE ne smije premašiti 120 dB: ovo je prag boli, tada je još uvijek beskoristan - može se učiniti samo šteta. Dakle, ako je razina buke u objektu, recimo, 110 dB, onda vaš SOUE ne bi trebao cviliti ni tiše ni glasnije od 120 dB, a povećanje učinkovitosti treba postići zbog svih vrsta svjetlosnih efekata - na primjer stroboskopskih svjetala. U spavaćim sobama, hotelima, bolničkim sobama itd. Razina zvuka mjeri se u visini glave osobe koja spava.

Postoji mnogo opcija za postavljanje izvora zvuka. Možete u kut hodnika pričvrstiti trubu tipa “zvono” košmarne snage i pustiti je da viče “na cijelu šumu”. Kao rezultat toga, na udaljenom kraju sobe, zvuk će zadovoljiti zahtjeve, a ljudi će se oglušiti u blizini izvora zvuka. Pa sam zaboravio dodati: „Pravilnik“ također zahtijeva ravnomjernu distribuciju zvuka (točka 4.7. Ugradnja zvučnika i drugih glasovnih javljača u zaštićenim prostorijama treba isključiti koncentraciju i neravnomjernu distribuciju reflektiranog zvuka.).

Stoga se u velikim sobama naširoko koriste stropni zvučnici - omogućuju vam da stvorite točno istu ravnomjernu raspodjelu zvučnog tlaka. Postoji mnogo dizajna za ugradnju spušteni stropovi, postoje viseći zvučnici koji izgledaju poput lustera.

U hodnicima i malim sobama, zidni zvučnici su sasvim prikladni, njihovo postavljanje je strogo regulirano: ne manje od 2,3 m od poda, ali ne manje od 15 cm od stropa. Usput, postoje dvosmjerni zvučnici: na sredini hodnika, pričvrstio ga je na zid, govori naprijed-natrag.

Treba dodati da, kako bi se izbjegli veliki gubici snage na žicama, pojačala proizvode visokonaponski signal, 100-120 V. Zvučnici su opremljeni step-down transformatorima.

O izračunu SOUE sa stropnim zvučnicima:

Broj stropnih zvučnika za bodovanje sobe izračunava se bez uzimanja u obzir snage - čista geometrija. Vjerujemo da je uzorak zvučnika 90 stupnjeva, potrebno je da zvuče ravnomjerno, bez preklapanja, u prostorijama na visini od 1,5 m od poda. Tko želi može nacrtati, ja sam previše lijen, pa bez detalja:

b uzimamo visinu prostorije minus 1,5 m, dobiveni broj ponosno nazivamo "h". Zvučnike objesimo jedan od drugog na udaljenosti od 2h, od zida - h.

Područje koje pokriva jedan stropni zvučnik je otprilike:

Sada uzmemo površinu sobe i podijelimo je s ovim S (op), dobivamo broj zvučnika. Na primjer, imamo veliko skladište od 7000 m2, visine 6 m. U ovom slučaju h=6m-1,5m=4,5m. S (op) ispada da je otprilike 2x4,5x2x4,5 \u003d 81 kvadratni metar. m. Broj zvučnika:

N=7000:81=86

Sada o snazi. Svaki normalan zvučnik (razglas) na broju tehnički podaci ima tako zanimljiv parametar kao osjetljivost, mjeren u W/m. Istina, kasnije, radi praktičnosti izračuna, ovo se prevodi u dB, oni koji žele mogu sami potražiti kako pretvoriti vate u decibele, ovo je već teorija, ne želim ulaziti u detalje. Ukratko, osjetljivost je zvučni tlak koji zvučnik stvara na udaljenosti od 1 m uz rasipanje snage od 1 W.

Moramo stvoriti zvučni tlak veći za 15 dB od razine buke u prostoriji. Kako ne bismo trčali s mjeračem razine buke, poslužit ćemo se tablicom tipičnih razina buke u sobama:

Budući da imamo skladište, uzimamo razinu buke od 70 dB. Uzmite LPA-6 zvučnik od Louis Plus, ima osjetljivost od 94 dB, tj. pri snazi od 1 W na udaljenosti od 1 m od njega stvara zvučni tlak = 94 dB. Trebamo dobiti zvučni tlak na udaljenosti od 4,5 m (naša udaljenost "h")

70dB+15dB = 85dB

Upotrijebimo grafikon slabljenja zvučnog tlaka c ovisno o udaljenosti od zvučnika, koji daje ista tvrtka Louis-Plus:

Na udaljenosti od 1 m prigušenje = 0, a na udaljenosti koja nam je potrebna 4,5 m je oko 13 dB. Oni. od izvornih 94 dB (osjetljivost zvučnika ili zvučni tlak na udaljenosti od 1 m), trebamo oduzeti 13 dB. Dobijamo da će nas pri snazi od 1 W naš zvučnik zanjihati na razini od 1,5 m od poda uz pritisak od 81 dB. A treba vam 85 dB.

Pogledajmo karakteristike našeg zvučnika:

Pogledajte, u stupcu "Snaga uključivanja" postoje 3 mogućnosti povezivanja: 6 W, 3 W i 1,5 W. Oni. postoji nekoliko slavina na njegovom transformatoru za usklađivanje, što omogućuje da se, pri naponu od 100 V na transformatoru, razvije snaga od 6 W, 3 W ili 1,5 W.

I, za potpunu sreću, još jedna ploča - dobitak u dB ovisno o snazi koja se rasipa na zvučniku:

Trebamo zanjihati 85 dB na udaljenosti "h" od zvučnika. Dobili smo procijenjenih 81 dB, tj. dodajte 4 db. Gledamo - pri snazi od 3 W, pojačanje zvučnog tlaka bit će 4,8 dB, što znači da spojimo zvučnik snage 3 W, imat ćemo 85 dB s nekom marginom.

Snagu zvučnika pomnožimo s njihovim brojem i dobijemo minimalno dovoljnu snagu pojačala. U našem slučaju to je 3W x 86 = 258W.

Sve u svemu, isprva prilično zbunjujuće, ali rezimiramo.

Bez vezivanja za bilo kakvu snagu, glupo na temelju geometrije, uzimamo u obzir područje u kojem bi jedan zvučnik trebao zvučati na određenoj visini prostorije. Zatim, na temelju površine sobe, računamo broj zvučnika.
Odaberemo zvučnik i na temelju njegove osjetljivosti procijenimo kakav zvučni tlak može stvoriti na visini od 1,5 m od poda pri snazi od 1 W
I, na kraju, razmislimo koliku snagu trebamo razviti na zvučniku da bismo dobili potreban zvučni tlak na toj magičnoj visini od 1,5 m. Naravno, ako je ta snaga veća od maksimalne snage zvučnika, morat će izabrati drugi model.

Pa, općenito, i svi užasi. Iz drugog pristupa, nije tako strašno.

I evo prve formule:

Preporučujem da zapamtite napamet, korist je jednostavna. Zamislite da pregledavate objekt, kupac pita koliko će koštati dojava. S ovom formulom možete na prste izbrojati broj stropnih zvučnika i plus ili minus cipela, dodajući im troškove pojačala i kabela, barem naznačite ljestvicu cijena. Kupcu se sviđa ova učinkovitost.

Pitanja - u komentarima ili mailom [e-mail zaštićen], obrazac za pretplatu na newsletter nalazi se u nastavku.

Oni su najvažnija komponenta protupožarnih sustava. U procesu projektiranja sustava upozorenja provodi se elektroakustički proračun. Osnova za elektroakustički proračun je skup pravila izrađenih u skladu s člankom 84 savezni zakon FZ-123 SP 3.13130.2009 od 22. srpnja 2008. Ovaj se članak temelji na sljedećim glavnim točkama skupa pravila.

4.1. Zvučni signali SOUE trebaju osigurati ukupnu razinu zvuka (razinu zvuka stalne buke zajedno sa svim signalima koje proizvode javljači) od najmanje 75 dBA na udaljenosti od 3 m od javljača, ali ne više od 120 dBA. na bilo kojem mjestu štićenog prostora
4.2. Zvučni signali SOUE trebaju osigurati razinu zvuka najmanje 15 dBA iznad dopuštene razine zvuka stalne buke u štićenoj prostoriji. Mjerenje razine zvuka treba provesti na udaljenosti od 1,5 m od razine poda
4.7. Ugradnja zvučnika i drugih glasovnih javljača u štićenim prostorijama treba isključiti koncentraciju i neravnomjernu distribuciju reflektiranog zvuka.
4.8. Broj zvučnih i govornih dojavljivača požara, njihov položaj i snaga moraju osigurati razinu zvuka u svim mjestima stalnog ili privremenog boravka ljudi u skladu s normama ovog pravilnika.

Smisao elektroakustičkog proračuna svodi se na određivanje razine zvučnog tlaka na izračunatim točkama - na mjestima stalnog ili privremenog (vjerojatnog) boravka ljudi i usporedbu te razine s preporučenim (normativnim) vrijednostima.

U ozvučenoj prostoriji postoji drugačija vrsta buke. Ovisno o namjeni i karakteristikama prostorije, kao io dobu dana, razina buke varira. Najvažniji parametar u proračunu je vrijednost prosječne buke. Buka se može mjeriti, ali je ispravnije i praktičnije uzeti je iz gotovih tablica buke:

stol 1

Čuti zvuk ili govorne informacije, trebao bi biti 3dB glasniji od buke, tj. 2 puta. Vrijednost 2 naziva se granica zvučnog tlaka. U stvarnim uvjetima šum se mijenja, dakle za jasnu percepciju korisna informacija na pozadini buke, granica tlaka trebala bi biti najmanje 4 puta - 6 dB, prema standardima - 15 dB.

Zadovoljavanje uvjeta navedenih u točkama 4.6., 4.7. pravilnika postiže se organizacijskim mjerama - ispravno postavljanje zvučnici, predračun:

zvučni pritisak zvučnika,
zvučni tlak u izračunatoj točki,
efektivno područje koje ozvučava jedan zvučnik,
ukupan broj zvučnika potrebnih za ozvučenje određenog područja.

Kriterij ispravnosti elektroakustičkog proračuna je ispunjenje sljedećih uvjeta:

Zvučni pritisak odabranog zvučnika mora biti "najmanje 75 dBA na udaljenosti od 3 m od sirene", što odgovara razini zvučnog tlaka zvučnika od najmanje 85 dB.
Tlak zvuka u projektiranoj točki d.b. iznad prosječne razine buke u prostoriji za 15dB.
Za stropne zvučnike potrebno je uzeti u obzir visinu ugradnje (visina stropa).

Ako su ispunjena sva 3 uvjeta, elektroakustički proračun je završen, ako nisu, tada su moguće sljedeće opcije:

odaberite zvučnik veće osjetljivosti (zvučni tlak, dB),
odaberite zvučnik veće snage (W),
povećati broj govornika
promijeniti raspored zvučnika.

2. Ulazni parametri za proračun

Ulazni parametri za izračune preuzeti su iz projektni zadatak(TZ) (obavlja naručitelj) i tehničke specifikacije za projektiranu opremu. Popis i broj parametara može varirati ovisno o situaciji. Uzorak ulaznih podataka prikazan je u nastavku.

Opcije zvučnika:

SPL
Pgr– snaga zvučnika, W,
SDN– Širina snopa, stup.

Mogućnosti soba:

N– Razina buke u prostoriji, dB,
H– Visina stropa, m,
a– Duljina prostorije, m,
b– širina prostorije, m,
Sp– Površina prostorije, m2.

Dodatne informacije:

ZD– Granica zvučnog tlaka, dB
r– Udaljenost od zvučnika do izračunate točke.

Ozvučeno područje prostorije:

Sp \u003d a * b

3. Proračun zvučnog tlaka zvučnika

Poznavajući nazivnu snagu zvučnika (PW) i njegovu osjetljivost SPL (SPL od engleskog Sound Pressure Level - razina zvučnog tlaka zvučnika mjerena pri snazi od 1W, na udaljenosti od 1m), moguće je izračunati zvučni tlak zvučnika razvijen na udaljenosti od 1 m od emitera.

Rdb = SPL + 10lg(Pvt)

(1)

SPL– osjetljivost zvučnika, dB,
rvt- snaga zvučnika, W.

Drugi član u (1) naziva se pravilo "udvostručenja snage" ili pravilo "tri decibela". Fizička interpretacija ovog pravila je da se za svako udvostručenje snage izvora, razina njegovog zvučnog tlaka povećava za 3 dB. Ova se ovisnost može prikazati tablično i grafički (vidi sliku 1).

Sl. 1. Tlak zvuka u odnosu na snagu

4. Proračun zvučnog tlaka

Za izračunavanje zvučnog tlaka u kritičnoj (izračunatoj) točki potrebno je:

Odaberite izračunatu točku
Procijenite udaljenost od zvučnika do izračunate točke
Izračunajte razinu zvučnog tlaka u izračunatoj točki

Kao izračunatu točku biramo mjesto mogućeg (vjerojatnog) položaja ljudi, najkritičnije u smislu položaja ili udaljenosti. Udaljenost od zvučnika do izračunate točke (r) može se izračunati ili izmjeriti instrumentom (daljinomjer).

Izračunajte ovisnost zvučnog tlaka o udaljenosti:

P20 \u003d 20lg (r-1)

(2)

r– udaljenost od zvučnika do izračunate točke, m;
1

PAŽNJA: formula (2) vrijedi za r > 1.

Ovisnost (2) naziva se pravilo "obrnutog kvadrata" ili pravilo "šest decibela". Fizička interpretacija ovog pravila je da se za svako udvostručenje udaljenosti od izvora razina zvuka smanjuje za 6 dB. Ova ovisnost može se prikazati tabelarno i grafički, sl. 2:

sl.2. Tlak zvuka u odnosu na udaljenost

Razina zvučnog tlaka u projektiranoj točki:

N- Razina buke u prostoriji, dB (N od engleskog Noise - buka),
ZD– Granica zvučnog tlaka, dB.

Na AP=15dB:

P > N + 15

(5)

Ako je zvučni tlak u izračunatoj točki veći od prosječne razine buke u prostoriji za 15 dB, izračun je točan.

5. Izračun efektivnog raspona

Efektivni raspon zvuka (L) udaljenost je od izvora zvuka (zvučnika) do geometrijske lokacije izračunatih točaka unutar granica SRP-a, u kojem zvučni tlak ostaje unutar (N + 15dB). U tehničkom žargonu, "udaljenost koju probija zvučnik".

U engleskoj literaturi efektivna akustična udaljenost (EAD) je udaljenost na kojoj se održava jasnoća i razumljivost govora (1).

Izračunajte razliku između zvučnog tlaka zvučnika, razine buke i granice tlaka.

str- razlika između zvučnog tlaka zvučnika, razine buke i granice tlaka, dB.
1 - koeficijent koji uzima u obzir da se osjetljivost zvučnika mjeri na 1 m.

6. Izračun površine koju oglašava jedan zvučnik

Osnova za procjenu veličine sondiranog područja je sljedeća postavka:

Proračun će se provesti na temelju sljedećih pretpostavki: Uzorak zračenja (zračenje) zvučnika može se prikazati kao stožac (zvučno polje koncentrirano u stošcu) s prostornim kutom na vrhu stošca jednakim širina uzorka zračenja.

Područje koje ozvučuje zvučnik je projekcija zvučnog polja ograničenog kutom otvora na ravninu povučenu paralelno s podom na visini od 1,5 m. Po analogiji s efektivnim rasponom: Efektivno područje koje ozvučuje zvučnik je područje zvučnog tlaka unutar kojeg ne prelazi vrijednost N + 15dB (obrazac 5).

NAPOMENA: Zvučnik zrači u svim smjerovima, ali ćemo se oslanjati na ulazne podatke - razine zvučnog tlaka unutar uzorka zračenja. Ispravnost ovog pristupa potvrđuje statistička teorija.

Podijelimo zvučnike u 3 klase (vrste):

strop,
zid,
rog.

8. Izračun efektivne površine koju oglašava zidni zvučnik

9. Izračun efektivne površine koju oglašava truba

10. Izračun broja zvučnika potrebnih za ozvučenje određenog prostora

Izračunavši efektivnu površinu ozvučenu jednim zvučnikom, znajući ukupne dimenzije ozvučene teritorije, izračunavamo ukupno zvučnici:

K \u003d int (Sp / Sgr)

(16)

Sp– ozvučena površina, m2,
Sgr– efektivna površina koju ozvučava jedan zvučnik, m2,
int je rezultat zaokruživanja na cjelobrojnu vrijednost.

11. Elektroakustički kalkulator

Ukupni rezultat dobiven u obliku dijagrama toka:

sl.6. Blok dijagram elektroakustičkog kalkulatora

Primjer programiranja

Ovaj kalkulator (napisan u Microsoft Excelu) implementira jednostavnu kratku metodu - gore opisani algoritam elektroakustičkog izračuna. Ovaj program možete preuzeti s naše web stranice.

sl.7. Elektroakustički kalkulator u programu Microsoft Excel

Na temelju razvijenog algoritma izračuna radi i ON-LINE elektroakustički kalkulator na našoj web stranici.

PRILOG 1. Popis i kratke karakteristike ROXTON zvučnika

Zvučnik ROXTON	SPL, dB	R W, W	SDN, gr.	R db, dB
Stropni zvučnici
PA-03T - Stropni zvučnik	88	3	90	93
PC-06T - Stropni zvučnik	90	6	90	100
PA-610T - Stropni zvučnik	88	6	90	96
PA-620T - Stropni zvučnik	90	6	90	96
PA-20T - Stropni zvučnik	92	20	90	101
WP-10T - Stropni zvučnik	92	10	90	98
PA-30T - Stropni dvosmjerni zvučnik	90	30	90	104
T-200 - Viseći zvučnik	92	10	90	102
SP-20T - Viseći zvučnik	92	10	90	104
Zidni zvučnici
WP-03T - zidni zvučnik	86	2	90	91
WP-06T - zidni zvučnik	90	6	90	96
4.2. Zvučni signali SOUE trebaju osigurati razinu zvuka najmanje 15 dBA iznad dopuštene razine stalne buke u štićenoj prostoriji. Mjerenje razine zvuka treba provesti na udaljenosti od 1,5 m od razine poda. 4.3. U prostorijama za spavanje, zvučni signali SOUE-a trebaju imati razinu zvuka najmanje 15 dBA višu od razine zvuka stalne buke u zaštićenoj prostoriji, ali ne manje od 70 dBA. Mjerenja treba izvršiti na razini glave osobe koja spava. 4.4. Zidni zvučni i glasovni javljači trebaju biti postavljeni tako da njihov gornji dio bude najmanje 2,3 m od razine poda, ali udaljenost od stropa do vrha javljača mora biti najmanje 150 mm. 4.5. U zaštićenim prostorima u kojima ljudi nose opremu za zaštitu od buke, kao iu zaštićenim prostorima s razinom buke većom od 95 dBA, zvučni javljači moraju biti kombinirani sa svjetlosnim javljačima. Dopuštena je uporaba svjetlosnih trepćućih javljača. 4.6. Glasovni javljači moraju reproducirati normalno čujne frekvencije u rasponu od 200 do 5000 Hz. Razina zvuka informacija iz glasovnih alarma mora biti u skladu sa standardima ovog skupa pravila u odnosu na zvučne alarme za požar. 4.7. Ugradnja zvučnika i drugih glasovnih javljača u štićenim prostorijama treba isključiti koncentraciju i neravnomjernu distribuciju reflektiranog zvuka. 4.8. Broj zvučnih i govornih dojavljivača požara, njihov raspored i snaga moraju osigurati razinu zvuka u svim mjestima stalnog ili privremenog boravka ljudi u skladu s normama ovog pravilnika.

Nedostatak općeprihvaćenih metoda za izračunavanje zvučnog tlaka pri projektiranju sustava upozorenja često dovodi do grešaka u projektiranju (nedovoljna razina zvučnog tlaka), jer broj i mjesta postavljanja javljača određuje projektant "na oko". Sukladno tome, u slučaju nedovoljne razine zvučnog signala, potrebno je ponoviti već montirani sustav.

Pokušali smo projektantima i instalaterima pojednostaviti zadatak - razvili smo softver za izračun potrebnog broja sirena u prostoriji, koji je dostupan za preuzimanje. Program automatski izračunava minimum potreban iznos sirene i mjesta njihove ugradnje za mogućnosti zidne i stropne montaže.

Osim nedostatka metoda, složenost proračuna je i nedostatak tehničkih parametara - amplitudno-frekvencijske karakteristike i dijagrama zračenja za veliku većinu zvučnih i govornih javljača. Stoga je ovaj softver namijenjen samo za detektori zvuka, budući da većina njih ima razinu zvučnog tlaka s otklonom od osi javljača od 90° i iznosi -5 ÷ -10 dB (može se promijeniti u programu).

Metoda obračuna

Poznavajući zvučni tlak izvora zvuka u zadanom smjeru R 0 , moguće je odrediti zvučni tlak u tom smjeru u izračunatoj točki R 1 koja se nalazi na udaljenosti L>1 m od ovog izvora pomoću formule:

Zvučni signali SOUE trebaju osigurati razinu zvuka najmanje 15 dB iznad dopuštene razine zvuka stalne buke (N) u štićenoj prostoriji. Mjerenje razine zvuka treba provesti na udaljenosti od 1,5 m od razine poda.

gdje su P 0 i P 90 zvučni tlak javljača na udaljenosti od 1 m pri 0 ° odnosno 90 °.
Sukladno (1) i (2) dobivamo nejednakost:

Razmotrimo ekvivalentnu nejednakost

(6)

Funkcija na lijevoj strani nejednadžbe (6) na intervalu φ° koji nas zanima)