Jednou z hlavných úloh riešených v procese elektroakustického výpočtu, vykonávaného v počiatočnej fáze projektovania požiarnych varovných systémov - SOUE, je úloha výberu a umiestnenia hlasových hlásičov (ďalej len reproduktory). Reproduktory môžu byť inštalované v otvorených priestoroch aj v uzavretých (chránených) miestnostiach. Účelom tohto článku je navrhnúť a zdôvodniť možnosti optimálneho umiestnenia hlásičov (ďalej len reproduktory) v uzavretých (chránených) miestnostiach.
V uzavretých priestoroch sa odporúča inštalovať vnútorné reproduktory, pretože sú parametrami a kvalitou najoptimálnejšie. V závislosti od konfigurácie miestnosti to môžu byť stropné alebo stenové typy. Správne umiestnenie reproduktorov umožňuje rovnomerné rozloženie zvuku v miestnosti, čím sa dosahuje dobrá zrozumiteľnosť. Ak hovoríme o kvalite zvuku, tá bude určená najmä kvalitou zvolených reproduktorov. Takže napríklad pri použití stropných reproduktorov je potrebné počítať s tým, že zvuková vlna z reproduktora sa šíri kolmo k podlahe, preto ozvučená plocha vo výške uší poslucháčov je kruh, polomer ktorá sa považuje za rovnajúcu sa rozdielu medzi výškou inštalácie (upevnenia) reproduktora a vzdialenosťou k značke 1,5 m od podlahy (podľa regulačnej dokumentácie). Vo väčšine problémov pre výpočet stropnej akustiky sú zvukové vlny identifikované geometrickými lúčmi, zatiaľ čo smerový vzor (DP) reproduktora určuje parametre (uhly) správny trojuholník Preto na výpočet polomeru kruhu (strany trojuholníka) stačí Pytagorova veta. Na zabezpečenie rovnomerného zvuku v celej miestnosti by mali byť reproduktory inštalované tak, aby sa výsledné oblasti navzájom dotýkali alebo sa mierne prekrývali. V najjednoduchšom prípade sa potrebný počet reproduktorov získa z pomeru veľkosti ozvučovanej plochy k ploche ozvučovanej jedným reproduktorom.
Jedným z hlavných parametrov, ktorý treba pri výpočtoch určiť, je rozstup reproduktorového reťazca. Bude to určené veľkosťou miestnosti, výškou inštalácie reproduktorov a ich smerovým vzorom (PDP).
Pri umiestňovaní nástenných reproduktorov v chodbách pozdĺž jednej steny je odporúčaný rozstup:
berúc do úvahy odrazy od stien:
(krok usporiadania, m) = (šírka chodby, m) x 4
s výnimkou odrazov od stien:
(krok usporiadania, m) = (šírka chodby, m) x 2Pri umiestnení nástenných reproduktorov v obdĺžnikových miestnostiach pozdĺž dvoch stien v šachovnicový vzor krok umiestnenia:
(Rozstup, m) = (šírka miestnosti, m) x 2Pri umiestňovaní nástenných reproduktorov chrbtom k sebe v obdĺžnikových miestnostiach pozdĺž dvoch stien je krok umiestnenia:
(krok usporiadania, m) = (polovica šírky miestnosti, m) x 2Primárne požiadavky
Tu je hlavná požiadavka regulačnej dokumentácie (ND):
Počet zvukových a rečových (reproduktorových) požiarnych poplachov, ich umiestnenie a výkon musí zabezpečiť hladinu zvuku vo všetkých miestach trvalého alebo prechodného pobytu osôb v súlade s normami tohto súboru pravidiel.
Návrh varovných systémov je sprevádzaný elektroakustickým výpočtom (EAC). Dôsledkom kompetentného EAR je optimalizácia – minimalizácia technické prostriedky, zlepšenie kvality vnímania. Kvalita vnímania sa zase vyznačuje zvukovou pohodou pre hudbu na pozadí a zrozumiteľnosťou pre rečové správy. Kritériom správnosti EAR sú požiadavky regulačnej dokumentácie (ND), ktoré možno rozdeliť na:
požiadavky na hlasový oznamovač (reproduktor);
požiadavky na úrovne zvukového signálu;
požiadavky na umiestnenie hlásičov (reproduktorov).
Je potrebné poznamenať, že RD stanovuje iba nevyhnutné (minimálne) požiadavky, pričom dostatočné (maximálne) požiadavky sú zabezpečené prítomnosťou kompetentných techník a v prípade ich absencie gramotnosťou a zodpovednosťou projektanta.
Požiadavky na reproduktor
Uvádzajú sa nasledujúce požiadavky. Sirény musia poskytovať hladinu akustického tlaku takú, aby:
Zvukové signály SOUE poskytovali celkovú hladinu zvuku (zvuková hladina konštantného hluku spolu so všetkými signálmi produkovanými sirénami) najmenej 75 dBA vo vzdialenosti 3 m od sirény, ale nie viac ako 120 dBA v žiadnom prípade. bod v chránených priestoroch.
Tento odsek obsahuje dve požiadavky – požiadavku na minimálny a maximálny akustický tlak.
Minimálny akustický tlak
Reproduktor musí poskytovať (minimálnu) úroveň zvukového signálu vo vzdialenosti 1 m od geometrického stredu:
Maximálny akustický tlak
Definujme bod návrhu:
Výpočtový bod (PT) - miesto možnej (pravdepodobnej) polohy osôb, najkritickejšie z hľadiska polohy a vzdialenosti od zdroja zvuku (reproduktora). RT sa volí na návrhovej rovine - (imaginárnej) rovine vedenej rovnobežne s podlahou vo výške 1,5 m.
Požiadavky na úrovne zvukového signálu
Hlavná požiadavka na (nevyhnutnú) úroveň zvukového signálu je stanovená v ND:
Zvukové signály SOUE musia poskytovať hladinu zvuku najmenej o 15 dBA nad povolenou hladinou zvuku konštantného hluku v chránenej miestnosti. Meranie hladiny zvuku by sa malo vykonávať vo vzdialenosti 1,5 m od úrovne podlahy.
Požiadavky na usporiadanie
Hlavná požiadavka na umiestnenie reproduktorov je stanovená v ND:
Inštalácia reproduktorov a iných hlasových hlásičov (reproduktorov) v chránených priestoroch musí vylúčiť koncentráciu a nerovnomerné rozloženie odrazeného zvuku.
Hlasové hlásiče (reproduktory) musia byť umiestnené tak, aby na akomkoľvek mieste chráneného objektu, kde je potrebné upozorniť osoby na požiar, bola zabezpečená zrozumiteľnosť prenášanej rečovej informácie.
Berúc do úvahy hlavné charakteristiky reproduktorov
Umiestnenie reproduktorov je podľa slov súčasťou organizačných opatrení realizovaných počas dizajn SOUE a nazýva sa elektroakustický výpočet. Najdôležitejšie nie je len usporiadanie, ale optimálne usporiadanie reproduktorov, ktoré umožňuje minimalizovať množstvo predpokladaných zdrojov (času) a materiálnych zdrojov.
Spôsoby umiestnenia reproduktorov úzko súvisia s ich konštrukčnými vlastnosťami. Najvšeobecnejšia klasifikácia je:
exekúciou;
podľa konštrukčných prvkov;
podľa vlastností;
podľa spôsobu zosúladenia so zosilňovačom.
Berúc do úvahy typ a konštrukčné vlastnosti reproduktorov
Reproduktory možno na základe ich konštrukcie rozdeliť na interné a externé. Charakteristickým znakom vnútorný dizajn je trieda ochrany IP. Pre vnútorné reproduktory postačuje IP-41, pre externé reproduktory aspoň IP-54. Pre vnútorné použitie, predovšetkým pre účely úspory nákladov, sa používajú vnútorné reproduktory.
V závislosti od riešených úloh je možné použiť reproduktory rôznych konštrukcií. Napríklad v závislosti od konfigurácie miestnosti je možné použiť stropné alebo nástenné reproduktory. Na ozvučenie otvorených priestorov sa používajú klaksónové reproduktory, a to vďaka svojim vlastnostiam, triede ochrany, vysokému stupňu smerovania zvuku a vysokej účinnosti.
Špecifiká zohľadnenia hlavných parametrov reproduktorov
Pre správne umiestnenie reproduktorov potrebujeme nasledujúce charakteristiky (základné parametre) reproduktora:
Výpočet akustického tlaku reproduktora
Hlasitosť reproduktora sa nedá merať priamo, preto sa v praxi vyjadruje hladinami akustického tlaku, meranými v decibeloch, dB.
Akustický tlak reproduktora je určený jeho citlivosťou a elektrickou energiou dodávanou na jeho vstup:
Citlivosť reproduktora P 0, dB (citlivosť reproduktora sa niekedy nazýva SPL z angličtiny SPL - Sound Pressure Level) - hladina akustického tlaku meraná na pracovnej osi reproduktora, vo vzdialenosti 1 m od pracovného centra pri frekvencii 1 kHz s výkonom 1W.
Výkon reproduktora
Existuje niekoľko hlavných typov energie:
Menovitý výkon reproduktora- elektrický výkon, pri ktorom nelineárne skreslenie reproduktora nepresiahne požadované hodnoty.
Menovitý výkon reproduktora- definovaný ako najvyšší elektrický výkon, pri ktorom môže reproduktor dlho uspokojivo fungujú na skutočnom audio signále bez tepelného a mechanického poškodenia.
Sínusová sila- maximálny sínusový výkon, pri ktorom musí reproduktor fungovať 1 hodinu so skutočným hudobným signálom bez fyzického poškodenia (porovnaj maximálny sínusový výkon).
Vo všeobecnosti by nastavenie výkonu malo zodpovedať hodnote špecifikovanej výrobcom reproduktora.
Odporúča sa vypočítať akustický tlak reproduktora v závislosti od výkonu reproduktora.
Základné výpočty
Zníženie akustického tlaku v závislosti od vzdialenosti
Pre výpočet hladiny akustického tlaku v návrhovom bode zostáva určiť ešte jeden dôležitý parameter - veľkosť zníženia akustického tlaku v závislosti od vzdialenosti - divergencia, P 20, dB. V závislosti od toho, kde je reproduktor nainštalovaný - v vnútorné priestory alebo v otvorených priestoroch sa používajú rôzne vzorce (prístupy).
Výpočet hladiny akustického tlaku v RT
Keď poznáme parametre reproduktora - jeho citlivosť - P 0, dB, vstupný akustický výkon P W, W a vzdialenosť od RT, r, m, vypočítame ním vyvinutú hladinu akustického tlaku L 1, dB. RT:
Akustický tlak v RT so súčasnou prevádzkou n reproduktorov:
Výpočet efektívneho dosahu
Efektívny zvukový rozsah reproduktora je vzdialenosť od reproduktora k bodu, v ktorom akustický tlak neprekročí (US+15) dB:
Efektívny zvukový rozsah (reproduktor) D, m, možno vypočítať:
Nedostatok všeobecne uznávaných metód na výpočet akustického tlaku pri navrhovaní výstražných systémov často vedie k chybám v návrhu (nedostatočná hladina akustického tlaku), pretože Počet a miesta inštalácie sirén určuje projektant „od oka“. Preto, ak je úroveň zvukového signálu nedostatočná, je potrebné prerobiť už nainštalovaný systém.
Snažili sme sa zjednodušiť úlohu pre projektantov a inštalatérov – vyvinuli sme softvér na výpočet požadovaného množstva zvukové alarmy v miestnosti, ktorá je k dispozícii na stiahnutie. Program automaticky vypočíta minimálny požadovaný počet sirén a miesta ich inštalácie na stenu a možnosti stropu upevnenia
Okrem nedostatku metód je problémom vo výpočtoch nedostatok technických parametrov - amplitúdovo-frekvenčných charakteristík a vyžarovacích vzorov pre veľkú väčšinu zvukových a rečových alarmov. Preto je tento softvér určený len pre zvukové detektory, pretože pre väčšinu z nich je hladina akustického tlaku pri odklone od osi alarmu 90° známa a je -5 ÷ -10 dB (dá sa zmeniť v programe).
Metóda výpočtu
Pri znalosti akustického tlaku zdroja zvuku v danom smere P 0 je možné určiť akustický tlak v tomto smere v návrhovom bode P 1 umiestnenom vo vzdialenosti L>1 m od tohto zdroja pomocou vzorca:
Zvukové signály SOUE musia poskytovať hladinu zvuku najmenej o 15 dB nad prípustnou hladinou zvuku konštantného hluku (N) v chránenej miestnosti. Meranie hladiny zvuku by sa malo vykonávať vo vzdialenosti 1,5 m od úrovne podlahy.
kde P 0 a P 90 sú akustický tlak sirény vo vzdialenosti 1 m pri 0° a 90°.
V súlade s (1) a (2) získame nasledujúcu nerovnosť:
Zvážte ekvivalentnú nerovnosť
| (6) |
Funkcia na ľavej strane nerovnosti (6) na intervale φ°, ktorá nás zaujíma)
