Kochnov Oleg Władimirowicz
Kierownik działu szkoleń i produkcji firmy ESCORT GROUP
Intensywne przemiany gospodarcze zachodzące w naszym kraju oraz ulepszone i wzmocnione ramy regulacyjne przyczyniają się do ożywienia przemysłu i wzrostu liczby przedsiębiorstw produkcyjnych. Zgodnie z ustawą federalną z dnia 22 lipca 2008 r. - ustawa federalna nr 123-FZ „ Przepisy techniczne o wymaganiach bezpieczeństwo przeciwpożarowe„pomieszczenia produkcyjne w przedsiębiorstwach przemysłowych, w których pracują ludzie, muszą być chronione systemami przeciwpożarowymi. Najważniejszą częścią zapewniającą kompleksowe bezpieczeństwo budynków i budowli są środki organizacyjne, których elementem są obliczenia elektroakustyczne. Celem artykułu jest zapoznanie czytelnika z metodą obliczeń elektroakustycznych (EAC), przedstawienie uzasadnienia zarówno normatywnego, jak i faktycznego – przedstawienie specyfiki obliczeń w warunkach dużego hałasu, charakterystycznego dla przedsiębiorstw przemysłowych, zademonstrować przykłady obliczeń.
W przypadku wystąpienia pożaru (lub innej sytuacji awaryjnej) na terenie zakładu produkcyjnego (lub na terenie chronionego przedsiębiorstwa) następuje uruchomienie (automatyczne włączenie) systemu ostrzegania, emitującego specjalnie zaprojektowane teksty niezbędne do skutecznej ewakuacji ludzi bezpieczne miejsce.
W przedsiębiorstwach przemysłowych stosowane są następujące rodzaje systemów ostrzegawczych:
▪ systemy ostrzegania i kontroli ewakuacji (SOEC), zaprojektowane w oparciu o;
▪ systemy ostrzegania terenowego (OSO) i lokalnego (LSO) w sytuacjach awaryjnych oraz systemy nagłośnieniowe zaprojektowane w oparciu o . Podstawą regulacyjną projektowania scentralizowanych, lokalnych i zlokalizowanych na miejscu systemów ostrzegania jest ustawa federalna nr 68-FZ „W sprawie ochrony ludności i terytoriów przed katastrofami naturalnymi i spowodowanymi przez człowieka” z dnia 21 grudnia 1994 r.
W szczególnie dużych obiektach, takich jak elektrownie jądrowe czy wodne, stosuje się systemy (kompleksy) dowodzenia i poszukiwań.
O niezawodności transmisji komunikatu alarmowego decydują cechy, funkcjonalność i niezawodność środki techniczne systemów ostrzegawczych, ale wiarygodność percepcji można potwierdzić jedynie obliczeniami.
Obliczenia elektroakustyczne umożliwiają określenie poziomu z odpowiednio dużą dokładnością ciśnienie akustyczne w tzw. punkcie projektowym (RT) – punkt (lokalizacja) możliwego umiejscowienia ludzi. Punkty takie wybierane są w miejscach najbardziej krytycznych zarówno pod względem usuwania, jak i występującego w nich hałasu. Znając odległość obliczonego punktu od źródła dźwięku, łatwo jest określić stopień spadku ciśnienia akustycznego na odległość, ale to wcale nie jest wystarczające. Zgodnie z wymaganiami dokumentacja regulacyjna konieczne jest zapewnienie warunków, w których uzyskany poziom mieści się w określonych granicach.
W specyfice przedsiębiorstw przemysłowych najważniejszym zadaniem jest określenie dokładnej wartości poziomu hałasu w miejscu pracy. Należy zaznaczyć, że przyrządy pomiarowe w tego typu zadaniach mogą być stosowane wyłącznie jako środki pomocnicze ze względu na stale zmieniające się warunki. Zatem warunki wyraźnej percepcji można osiągnąć rozwiązując dwa problemy - efektywne rozmieszczenie głośników i środki ochrony akustycznej.
W każdym z tych systemów końcowym elementem wykonawczym jest głośnik – urządzenie przetwarzające sygnał elektryczny na wejściu na sygnał akustyczny (słyszalny) na wyjściu. W zależności od wymagań dotyczących charakteru transmitowanej (rozgłaszanej) informacji, głośnikowi stawiane są różne wymagania. Zatem zgodnie z wymogami określonymi w, jeżeli liczba osób pracujących w zakładzie produkcyjnym: w warsztacie, magazynie, laboratorium itp. przekracza 100 osób, wówczas w celu zabezpieczenia takiego obiektu należy zastosować typ 3 SOUE stosowany jest - dźwiękowy system ostrzegawczy, emitujący specjalnie opracowane teksty. W tym przypadku głośnik musi skutecznie działać w zakresie od 200 Hz do 5 kHz. Przez efektywność należy rozumieć zarówno wartość ciśnienia akustycznego (głośności), jak i sprawność głośnika. Aby zwiększyć poziom zawartości informacyjnej SOUE, obejmują one również metodę ostrzegania świetlnego.
PODSTAWY OBLICZEŃ ELEKTROAKUSTYCZNYCH
Sama koncepcja „obliczeń akustycznych” (AC) jest dość pojemna. W kontekście zapewnienia bezpieczeństwa ludzi wewnątrz obiektów przemysłowych przeprowadza się tzw. obliczenia elektroakustyczne (EAC), podczas których:
▪ analizowane są chronione pomieszczenia;
▪ wybrane punkty projektowe (PT);
▪ obliczane jest ciśnienie akustyczne w RT;
▪ wyznaczane są poziomy hałasu (NL) w charakterystyce RT danego pomieszczenia;
▪ zidentyfikowano dodatkowe źródła hałasu;
▪ sprawdzane są warunki brzegowe obliczeń;
▪ dobiera się parametry głośników i określa sposób ich rozmieszczenia;
▪ w przypadku niespełnienia warunków brzegowych opracowywane są rozwiązania organizacyjne zwiększające niezawodność przekazu informacji.
Wymagania dotyczące EAR można znaleźć w, a metodologię w Załączniku A; należy jednak zauważyć, że metodologia dostępna w tym dodatku jest całkowicie nieodpowiednia do jakichkolwiek poważnych obliczeń.
Nazwę obliczeń - elektroakustyczną - określa się biorąc pod uwagę parametry elektryczneścieżki dźwiękowej, które są danymi wejściowymi do obliczeń akustycznych. Należy zauważyć, że wymagania obliczeniowe określone w nie są całkowicie wystarczające, jednak są konieczne, dlatego w tym artykule skupimy się na spełnieniu tych wymagań. Jeśli chodzi o specyfikę tych obliczeń, w szczególności wysoki poziom hałasu, będziemy polegać na SNiP for Noise, który wystarczająco szczegółowo określa zarówno środki projektowe, jak i organizacyjne do obliczania, rejestrowania i zwalczania wysokiego hałasu.
Rozważmy podstawowe pojęcia niezbędne do wykonania EAR.
PODSTAWOWE PARAMETRY GŁOŚNIKA
Zgodnie z dokumentacją regulacyjną głośniki muszą odtwarzać sygnał audio lub mowę w zakresie: 200 Hz - 5 kHz.
Ciśnienie akustyczne głośnika mierzy się w decybelach (dB) i określa zarówno jego czułość P 0, dB, jak i moc elektryczną P W, W dostarczoną na jego wejście:
R db = R o + 10log (R w / P por), (1)
R o - czułość głośnika, dB; P W - moc głośnika, W; Por P - moc progowa = 1W.
Czułość głośnika, dB - poziom ciśnienia akustycznego mierzony na osi roboczej głośnika w odległości 1 m od środka roboczego przy częstotliwości 1 kHz przy mocy 1 W. Moc głośnika pobierana jest z karty katalogowej dostarczonej przez producenta lub dostawcę, przy czym należy zwrócić uwagę na następujące okoliczności:
1) Jeżeli w paszporcie nie ma żadnych specjalnych wzmianek ani instrukcji, to (w większości przypadków) tzw Moc RMS mierzona przy 1 kHz.
2) Na tzw „stopnie włączenia”.
Tutaj wymagany jest komentarz. Faktem jest, że głośniki stosowane w systemach nagłośnieniowych są oparte na transformatorach. Uzwojenie pierwotne transformatora z reguły ma kilka zaczepów, które mają różne impedancje i umożliwiają pracę przy różnych mocach, dlatego we wzorze (1) konieczne jest wskazanie konkretnej mocy przełączania.
Wykonanie. Sporo ważny parametr głośników, charakterystyczny dla obiektów przemysłowych, to parametr zwany „wydajnością”. Dla różnych warunków pracy (temperatura, wilgoć, zapylenie, środowisko agresywne) można zastosować głośniki o różnych klasach wydajności (ochrony). Na niskie temperatury Zastosowano głośniki mrozoodporne. W przypadku zwiększonego stężenia wilgoci i kurzu - głośniki o różnym stopniu ochrony, określonym współczynnikiem IP:
■ IP-41 – pomieszczenia zamknięte;
■ IP-54 – wersja uliczna;
■ IP-67 – wysoki stopień ochrony przed kurzem i wilgocią. Dodatkowe parametry głośników zostaną omówione poniżej.
WSTĘPNE DANE DO OBLICZEŃ ELEKTROAKUSTYCZNYCH
Wstępne dane dla EAR (w przedsiębiorstwach produkcyjnych) to:
▪ plan i przekrój pomieszczenia z rozmieszczeniem urządzeń technologicznych i inżynieryjnych w celu wybrania punktów projektowych;
▪ określenie poziomu hałasu w punktach projektowych;
▪ informacje o charakterystyce przegród zewnętrznych budynku (współczynniki absorpcji);
■ właściwości techniczne i wymiary geometryczneźródła hałasu.
Aby obliczyć poziom ciśnienia akustycznego w punkcie projektowym, należy wziąć pod uwagę dwie ważne koncepcje:
s samo pojęcie „punktu projektowego” (RT);
■ koncepcja „poziomu hałasu” (NL) w Republice Tatarstanu.
PUNKT PROJEKTOWY
Punkt projektowy to najbardziej krytyczne miejsce możliwej (prawdopodobnej) lokalizacji osób pod względem położenia i odległości od źródła dźwięku (głośnika). RT wybiera się na płaszczyźnie projektowej – (urojonej) płaszczyźnie narysowanej równolegle do podłogi na wysokości 1,5 m (1,2 m dla osadzenie) w miejscu o najgorszych warunkach - w punkcie najdalej od głośnika lub w punkcie o największym NA.
Według ND, RT wybiera się:
■ w bezpośredniej strefie dźwięku;
■ w obszarze dźwięku odbitego;
■ w środku tłumu (miejsce maksymalnego skupienia ludzi).
Ten wybór (metoda) nie jest odpowiedni dla EAR, z wyjątkiem ostatniego punktu i oto dlaczego. W kontekście bezpośrednia strefa dźwięku odnosi się do odległości nieprzekraczającej dwukrotności wielkości źródła dźwięku. Źródła dźwięku (hałasu) to maszyny, turbiny, agregaty itp. W przypadku wykorzystania nawet największego głośnika jako źródła dźwięku odległość ta nie przekroczy 1 m, co nie ma znaczenia.
W obszarze odbitego dźwięku. Mamy tu na myśli punkt położony, po pierwsze, blisko powierzchni odbijającej, a po drugie, jak najdalej od źródła dźwięku. Wybór RT w pobliżu powierzchni odbijającej wynika ze specyfiki obliczeń akustycznych jako obliczeń specjalnie dla źródeł hałasu, dla których uwzględnia się zarówno bezpośrednią energię dźwięku, jak i energię dyfuzji. W przypadku oddalenia się od źródła hałasu na odległość dwukrotnie większą, wpływ składnika dyfuzyjnego zaczyna gwałtownie przeważać, patrz poniższy wzór (7). Obliczenia elektroakustyczne w swojej specyfice zbliżone są do obliczeń akustycznych wykonywanych dla kin i sal koncertowych, w których charakterystyczną informacją jest muzyka lub mowa. Takie obliczenia, aby zapewnić odpowiednią zrozumiałość, przeprowadza się z wykorzystaniem tzw. teorii promieni geometrycznych, która pozwala na uwzględnienie odbić i określenie poziomów dźwięku bezpośredniego docierającego do RT. Według tej teorii, znanej starożytnym Grekom, energię dźwięku utożsamia się z subtelnym promieniem (światła). Podczas uderzania w przedmioty część energii dźwięku jest pochłaniana, a część odbijana pod tym samym kątem.
W akustyce dźwięk bezpośredni oznacza zarówno dźwięk bezpośredni - dźwięk rozchodzący się bezpośrednio ze źródła do RT, jak i odbicia pierwotne - dźwięk wchodzący do RT, odbijający się od powierzchni (platform) nie więcej niż 1 raz.
POZIOMY HAŁASU
Aby wykonać EAR, musisz wiedzieć Dokładna wartość USH. Z definicją SG wiąże się wiele trudności. Jaką dokładnie wartość poziomu hałasu przyjąć, przy jakiej częstotliwości mierzyć itp.
Wartość UR można określić na kilka sposobów:
■ pomiar bezpośredni;
▪ z tabel normatywnych;
■ dodatkowe obliczenia.
Jeśli chodzi o USH, w formie istnieje dość poważna dokumentacja, jednak na przykład projektanci SOUE nie opierają się na tym (szczegółowym) SNiP w swoich obliczeniach. Brak jednoznacznych metod EAR nie pozwala dostrzec jednoznacznej zależności pomiędzy dwiema wielkościami – wymaganym poziomem ciśnienia akustycznego w RT i USH, wyznaczonymi w tym samym punkcie. To jest pierwszy. Po drugie, do określenia poziomu energii stosuje się dość specyficzny aparat obliczeniowy, co jest nietypowe dla przeciętnego projektanta SOUE i wiąże się z poziomami oktawowymi i obliczeniem energii dyfuzji. Obliczenia takie z reguły wykonują specjaliści akustyki, przy czym nie ma bezpośredniego wymogu wykonania EAR i przeprowadza się je albo na życzenie (zgodnie ze specyfikacją techniczną) klienta, albo na zlecenie projektanta. Bezpośredni pomiar SG wiąże się z szeregiem trudności. Po pierwsze, do takiego pomiaru potrzebny jest profesjonalny i co najważniejsze certyfikowany miernik poziomu dźwięku (miernik poziomu dźwięku). Po drugie, pomiarów należy dokonywać nie tylko przy różnych częstotliwościach, ale także w różnych odstępach (odcinkach) czasu. Zgodnie z , w przypadku przedsiębiorstw produkcyjnych konieczne jest wykorzystanie okresu zmianowego. Jeżeli wykonanie takich pomiarów nie jest możliwe, należy skorzystać z istniejących danych zaczerpniętych z dokumentacji projektowej lub ze specyfikacji technicznych Klienta, a w przypadku ich braku należy odwołać się do Tablic Szumów np. SP 51.13330.2011 . Ochrona przed hałasem.
SPECYFIKA OKREŚLANIA POZIOMU SZUMU OKTAWOWEGO
B pokazuje poziomy dla pasm 9-oktawowych od 31,5 Hz do 8 kHz. Zgodnie z ust. 5.1 obliczenia przeprowadza się dla pasm 8-oktawowych od 63 Hz do 8 kHz. Zgodnie z tym samym zakres częstotliwości 0,2-5 kHz zawiera tylko 5 pasm o średnich geometrycznych częstotliwościach -0,25/0,5/1/2/4 kHz. Rozbieżność tę przezwycięża wymóg dokonywania obliczeń w dBA – poziomach ciśnienia akustycznego skorygowanych w skali A. Można wykazać, że całkowity efekt percepcji, biorąc pod uwagę korekcję w skali A, wynosi 8 oktaw (hałas). ) pasm jest niemal równoznaczne z percepcją pasm 5-oktawowych, co daje w EAR mamy prawo stosować równoważne poziomy niestałego (przerywanego i zmiennego w czasie) ciśnienia akustycznego /L Aeq, dBA, podane w i jako wartość poziomu hałasu.
Wartości NR wzięte z tabel szumów mają charakter jedynie uogólniający; można je nazwać własnymi szumami. I tak np. wg , dla pomieszczeń ze stałymi miejscami pracy w przedsiębiorstwach produkcyjnych /L Aeq = 80 dBA. Jednakże dla każdego konkretnego przedsięwzięcia wymagane są dodatkowe obliczenia, które uwzględniają hałas dodatkowy, wprowadzony – hałas powstający w wyniku działania jakichkolwiek źródeł hałasu – agregatów, maszyn lub hałasu przedostającego się przez okna, drzwi itp.
PRZYKŁADY OBLICZEŃ AKUSTYCZNYCH W WARUNKACH WYSOKIEGO HAŁASU
Spójrzmy na przykład. NA Rysunek 1 przedstawiona jest elementarna sytuacja - pomieszczenie produkcyjne z dwoma RT i dwoma źródłami dźwięku: głośnikiem i źródłem hałasu.
Rysunek przedstawia dwa punkty konstrukcyjne RT 1 i RT 2. Załóżmy, że w RT 1 wpływ źródła hałasu pokazanego w prawej górnej części rysunku, w wyniku jego usunięcia i osłonięcia przez konstrukcję dźwiękochłonną, nie jest znaczący.
Ryż. 1. Przykład pokazujący możliwości uwzględnienia poziomu hałasu
POZIOM CIŚNIENIA AKUSTYCZNEGO W PUNKCIE PROJEKTOWYM
Obliczmy poziom ciśnienia akustycznego, dB, w RT, generowanego przez głośnik:
L= P o + 10logР tu - 20log ( R 1 - 1), (2)
R 1 - odległość od źródła dźwięku (głośnika) do RT, m R o = 1 m, R> 2 m;
1 - współczynnik uwzględniający, że czułość głośnika mierzona jest w odległości 1 m.
KRYTERIA OBLICZENIOWE
Kryterium poprawności obliczeń będzie spełnienie następujących wymagań:
Sygnały dźwiękowe SOUE muszą zapewniać ogólny poziom dźwięku (poziom dźwięku stałego hałasu wraz ze wszystkimi sygnałami wytwarzanymi przez syreny) co najmniej 75 dBAw odległości 3 m od sygnalizatora, jednak nie większej niż 120 dBA w dowolnym miejscu chronionego pomieszczenia. Sygnały dźwiękowe SOUE muszą zapewniać poziom dźwięku co najmniej 15 dBA powyżej dopuszczalnego poziomu dźwięku stałego hałasu w chronionym pomieszczeniu.
Wymaganie to zawiera 3 warunki:
1. Wymagany poziom minimalny. Poziom ciśnienia akustycznego głośnika musi wynosić co najmniej 85 dB:
Rdb > 85 dB (3)
Jeśli ten warunek nie jest spełniony, należy wybrać głośnik o wysokim ciśnieniu akustycznym.
2. Wymóg maksymalnego poziomu. Poziom ciśnienia akustycznego w RT nie powinien być wyższy niż 120 dB:
(R db - 20log ( R min - 1))
r min- odległość głośnika od najbliższego słuchacza.
Jeżeli ten warunek nie jest spełniony, można zmniejszyć ciśnienie akustyczne głośnika lub zastosować rozproszony układ głośników.
3. Warunek poprawności UCHA:
L>USH + 15, (5)
УШ - poziom hałasu w pomieszczeniu, dB;
15 - rezerwa ciśnienia akustycznego, zgodnie z , dB.
Jeśli ten warunek nie jest spełniony, możesz:
■ wybierz głośnik o większej czułości R o , dB;
s wybierz głośnik o większej mocy R W, W;
s zwiększyć liczbę głośników;
■ zmienić układ głośników.
OBLICZANIE DODATKOWEGO HAŁASU
W RT 2 wpływ źródła hałasu jest oczywisty. Jeżeli poziom hałasu wytwarzany przez źródło hałasu, USH i dB w RT, przekracza USH, dB w pomieszczeniu USH i ≥ USA muszą wziąć pod uwagę całkowity wpływ dwóch dźwięków Suma US, dB:
suma USA = 10log (10 0,1 USA + 10 0,1 USA), (b)
a następnie wynikowy wynik podstawiamy do wzoru (5), przyrównując sumę УШ = УШ.
OBLICZANIE CIŚNIENIA AKUSTYCZNEGO W PUNKCIE OBLICZENIOWYM TWORZONYM PRZEZ ŹRÓDŁO HAŁASU
Z rysunek 1 jasne jest, że źródło dźwięku znajduje się w pewnej odległości, R 3, m, od RT. Do obliczenia poziomu hałasu i dB skorzystamy z wyników przedstawionych w:
USH i = R ist + 10log (ΧΦ n /Ω R 2 2 + 4Ψ/ W), (7)
Pźródło - oktawa (przy częstotliwości 1 kHz) poziom mocy akustycznej źródła dźwięku, dB, pobrany ze specyfikacji lub właściwości techniczne na sprzęt;
Χ – współczynnik uwzględniający wpływ pola bliskiego w przypadkach, gdy odległość źródła hałasu od RT, r 3 Tabela 2, );
Φ n - współczynnik kierunkowości źródła hałasu (dla źródeł o promieniowaniu równomiernym Ф = 1);
Ω - kąt przestrzenny promieniowania źródła, rad. (przyjęte zgodnie z tabelą 3, );
R 2 - odległość od głośnika do RT, m;
Ψ jest współczynnikiem uwzględniającym naruszenie rozproszenia pola dźwiękowego w pomieszczeniu, Tabela 1;
W- stała akustyczna pomieszczenia, m2.
STAŁA AKUSTYCZNA POMIESZCZENIA
Obliczanie stałej akustycznej pomieszczenia W wiąże się z określeniem głównego funduszu pochłaniania dźwięku lub równoważnej powierzchni pochłaniania dźwięku, A, m 2, wzór (3), .
Współczynnik uwzględniający naruszenie rozproszenia pola dźwiękowego w pomieszczeniu - Ψ zależy od stosunku stałej pomieszczenia B do obszaru otaczających powierzchni S, tabela 1:
Tabela 1. Współczynnik uwzględniający naruszenie rozproszenia pola dźwiękowego pomieszczeń (Ψ)
Do przybliżonego ustalenia W możesz użyć następującej formuły: W= μ * V 1000,
W 1000 - stała pokojowa przy częstotliwości 1 kHz; μ - mnożnik częstotliwości, Tabela 2.
Tabela 2. Mnożnik częstotliwości μ
|
Objętość pomieszczenia, m 3 |
średnia geometryczna częstotliwość, kHz |
|||||||
|
V= 200, 1000 |
||||||||
|
V>> 1000 |
||||||||
Lokal stały W 1000 dla częstotliwości 1 kHz w zależności od objętości pomieszczenia V, m 3, ustala się w następujący sposób:
W 1000 = V/20 - dla pomieszczeń nieumeblowanych z małą liczbą osób (zakłady ślusarskie, maszynownie, stanowiska probiercze itp.);
W 1000 = V/10 - dla pomieszczeń z meblami twardymi lub z małą liczbą osób i meblami miękkimi (laboratoria, biura itp.);
W 1000 = V/6 - dla pomieszczeń o dużej liczbie osób i mebli tapicerowanych (pracownie budynki administracyjne, salony itp.);
W 1000 = V/1,5 - dla pomieszczeń z dźwiękochłonną wykładziną sufitu i części ścian.
Wyjaśnijmy, dlaczego USH określa dokładność obliczeń. Do doboru parametrów głośników lub ich rozmieszczenia stosuje się następujące podejście (metodę):
1. Wybierz opcję RT.
2. Określ USH w Republice Tatarstanu.
3. Określ oczekiwany poziom ciśnienia akustycznego w RT.
4. Określ miejsce montażu i odległość od planowanego głośnika.
5. Obliczamy minimalny wymagany poziom ciśnienia akustycznego proponowanego głośnika.
DODATKOWE WYDARZENIA ORGANIZACYJNE
Przy wysokim poziomie hałasu dochodzi do sytuacji, w której użycie głośnika staje się irracjonalne. W tym przypadku na pierwszy plan wysuwają się działania organizacyjne. Zatem na podstawie:
Na obszarach chronionych, gdzie ludzie noszą sprzęt chroniący przed hałasem, a także na obszarach chronionych, w których poziom hałasu przekracza 95 dBA, alarmy dźwiękowe muszą być połączone z alarmami świetlnymi. Dozwolone jest używanie sygnalizatorów świetlnych.
EFEKTYWNE ROZMIESZCZENIE GŁOŚNIKÓW
Aby wykonać pełnoprawne EAR samodzielnie wymogi regulacyjne jest skrajnie niewystarczająca, dlatego należy wprowadzić dodatkowe cechy. Zademonstrujmy niektóre z nich:
Szerokość charakterystyki kierunkowej (PW) to kąt otwarcia wyznaczony na podstawie (kołowej) charakterystyki promieniowania głośnika, przy którym poziom ciśnienia akustycznego zmniejsza się o 6 dB w stosunku do roboczej (geometrycznej) osi głośnika.
Efektywny zasięg D, m dźwięku głośnika - odległość głośnika od punktu, ciśnienie akustyczne r, dB, przy którym zostaje przekroczone USH o 15 dB.
Efektywny zasięg można zdefiniować jako:
D= 10 1/20 (Rdb – USH -15) + 1, (8) gdzie
R db - ciśnienie akustyczne wytwarzane przez głośnik przy określonej mocy, dB.
1 - współczynnik uwzględniający, że czułość głośnika określa się na 1 metr.
Praca z zadanymi charakterystykami (parametrami) pozwala, w zależności od rodzaju głośników – sufitowy, ścienny, tubowy – na budowanie różnych diagramów – konturów dźwięcznych obszarów. Na przykład w przypadku głośnika sufitowego efektywnym obszarem dźwięku (konturem) jest obszar koła. Dla ShDN = 90° promień takiego okręgu wynosi: R= H- 1,5 m, gdzie N-wysokość sufitu . W przypadku głośników ściennych lub tubowych istotnym parametrem jest zasięg skuteczny D, M.
PRZYKŁAD OBLICZEŃ AKUSTYCZNYCH DLA MAGAZYNU
NA Rysunek 2 pokazano uproszczony schemat magazyn, do wybrzmiewania którego służą trzy głośniki tubowe.
Głośniki tubowe mają szereg zalet w porównaniu do innych typów:
▪ stopień ochrony nie niższy niż IP54 i możliwość stosowania w pomieszczeniach nieogrzewanych;
▪ wysokie ciśnienie akustyczne, umożliwiające pracę w warunkach zwiększonego hałasu;
■ uniwersalny uchwyt umożliwiający zmianę uzyskanego rozkładu promieniowania. Umieszczenie głośników na jednej ścianie (ryc. 2),
ma podstawę praktyczną, należy ją jednak potwierdzić obliczeniami.
MOŻLIWE ALGORYTMY OBLICZEŃ
Algorytm EAR (sprawdzający) dla RT 1 może wyglądać następująco:
1. Wyliczony punkt RT 1 został wybrany prawidłowo – w miejscu jak najdalej od drugiego głośnika GR 2.
2. Upewnijmy się, że RT 1 mieści się w zakresie charakterystyki promieniowania (DP) drugiego głośnika (GR 2).
3. Zdefiniujmy USA w RT 1.
4. Oblicz poziom ciśnienia akustycznego w RT 1, L 1 , dB, zgodnie ze wzorem (2).
5. Sprawdźmy spełnienie warunków brzegowych (3), (4), (5).
6. Jeżeli spełnione są warunki (3), (4), (5), obliczenia dla RT 1 są zakończone.
7. W przypadku niespełnienia warunków (3), (4), (5) wybierany jest inny głośnik, zmieniany jest układ głośników i podejmowane są dodatkowe działania organizacyjne.
Możliwe jest jednak dalsze uzasadnienie EAR dla RT 1 w prosty sposób:
■ określić efektywny zasięg D, m, dla drugiego głośnika;
■ porównać uzyskaną wartość D, m, z odległością r 1, M;
■ jeśli D> r 1, EAR dla RT 1 jest zakończone.
Dla RT 2 algorytm EAR może wyglądać następująco:
1. Wyliczony punkt RT 2 został wybrany prawidłowo – w miejscu najbardziej krytycznym z punktu widzenia umiejscowienia głośników.
2. Zdefiniujmy USA w RT 2.
3. Upewnij się, że RT 2 mieści się w zakresie charakterystyki promieniowania drugiego (GR 2) lub trzeciego (GR 3) głośnika.
4. Ponieważ RT 2 nie należy do żadnego z obszarów diagramów, przejdźmy do teorii promieni geometrycznych.
5. Od Rysunek 2 widać, że RT 2 odbiera 2 wiązki energii dźwiękowej, utworzone przez GR 2 i GR 3 i odbite od drugiej zębatki.
Ryż. 2. Przykład rozmieszczenia głośników w magazynie
B. Poziom ciśnienia akustycznego L 2, dB, w RT 2 można obliczyć w następujący sposób:
▪ obliczyć poziom ciśnienia akustycznego w punkcie A, LA, dB, korzystając ze wzoru (2);
■ obliczyć poziom ciśnienia akustycznego w punkcie B, L B, dB, korzystając ze wzoru:
L B = L A - 20log R 3 + 10log(1 - K absorbuje),
Kabs - współczynnik absorpcji powierzchni odbijającej;
▪ w podobny sposób obliczyć poziom ciśnienia akustycznego generowanego przez trzeci głośnik (GR 3) w punktach B, L B, dB i G, L G, dB;
■ obliczyć poziom ciśnienia akustycznego w RT 2, L 2, dB: L 2 = 10log (10 0,1LB + 10 0,1Lg).
WYDARZENIA ORGANIZACYJNE
Ochronę hałasu metodami konstrukcyjnymi i akustycznymi należy zapewnić poprzez:
▪ racjonalne rozwiązanie planu ogólnego obiektu z punktu widzenia akustycznego, racjonalne rozwiązanie architektoniczne i planistyczne budynków;
▪ zastosowanie przegród budowlanych o wymaganej izolacji akustycznej;
▪ zastosowanie konstrukcji dźwiękochłonnych (okładziny dźwiękochłonne, skrzydełka, elementy pochłaniające);
▪ stosowanie dźwiękoszczelnych kabin obserwacyjnych i zdalnie sterowanych;
▪ zastosowanie osłon dźwiękochłonnych w hałaśliwych jednostkach;
▪ zastosowanie ekranów akustycznych;
▪ zastosowanie tłumików hałasu w instalacjach wentylacji, klimatyzacji i instalacjach aerogazodynamicznych;
▪ wibroizolacja urządzeń procesowych.
Projekty muszą obejmować środki ochrony przed hałasem:
▪ w części „Rozwiązania technologiczne” (dla przedsiębiorstw produkcyjnych) przy wyborze urządzeń procesowych należy preferować urządzenia o niskim poziomie hałasu;
▪ rozmieszczenie urządzeń technologicznych powinno odbywać się z uwzględnieniem redukcji hałasu w miejscach pracy, lokalach i terenach, poprzez zastosowanie racjonalnych rozwiązań architektonicznych i planistycznych;
▪ w części „Rozwiązania konstrukcyjne” (dla przedsiębiorstw produkcyjnych) na podstawie obliczeń akustycznych przewidywanego hałasu na stanowiskach pracy, w razie potrzeby należy obliczyć i zaprojektować rozwiązania konstrukcyjne i akustyczne służące ochronie przed hałasem;
▪ charakterystyka hałasu urządzeń technologicznych i inżynieryjnych musi być zawarta w jego dokumentacja techniczna i dołączony do części projektu „Ochrona przed hałasem”;
▪ należy uwzględnić zależność charakterystyki hałasu od trybu pracy, wykonywanej operacji, obrabianego materiału itp.;
■ możliwe opcje charakterystyka hałasu musi być odzwierciedlona w dokumentacji technicznej sprzętu.
JAKO PODSUMOWANIE
Rozpatrzyliśmy tylko część zagadnień związanych z obliczeniami akustycznymi. Szczególnego rozważenia wymagają kwestie rozmieszczenia głośników, określenia czasu pogłosu pomieszczenia i obliczenia zrozumiałości. Oto kilka zaleceń dotyczących poprawy ogólnej zrozumiałości mowy.
1. Największy wpływ na zrozumiałość mowy ma naturalny hałas.
2. Zakłócenia pogłosowe mają istotny wpływ na zrozumiałość mowy, której redukcję uzyskuje się za pomocą dodatkowych (specjalnych) działań.
3. Dobrą zrozumiałość w pomieszczeniach pogłosowych o ograniczonej ścieżce dźwięku można osiągnąć przy różnicy pomiędzy ciśnieniem akustycznym w RT a poziomem hałasu wynoszącym co najmniej 6 dB.
4. Jakość wybranych głośników ma znaczący wpływ na zrozumiałość. Gdy charakterystyka częstotliwościowa głośnika jest nierówna i zbliża się do 10%, zrozumiałość pogarsza się o 7%.
5. Znaczący wzrost zrozumiałości mowy można osiągnąć poprzez zwiększenie udziału dźwięku bezpośredniego w całkowitej energii akustycznej pomieszczenia, dzięki:
▪ zwiększenie lokalizacji źródeł dźwięku;
▪ właściwe rozmieszczenie źródeł dźwięku (głośników) z uwzględnieniem ich kierunkowości i umiejscowienia, w którym punkt RT nie znajduje się zbyt daleko od źródła i nie znajduje się w cieniu.
LITERATURA
1. Ustawa federalna nr 123, zbiór zasad SP 3.13130.2009. Wymagania bezpieczeństwa przeciwpożarowego dotyczące ostrzegania dźwiękowego i głosowego oraz zarządzania ewakuacją.
2. Ustawa federalna nr 123, zbiór zasad SP 133.13330.2012. (Załącznik A. Uproszczone obliczenia liczby głośników w systemach nagłośnieniowych).
3. Kochnov O.V. Obliczenia elektroakustyczne wykonane w projekt SOUE// Materiały XV konferencji naukowo-praktycznej „Integracja nauki i praktyki jako mechanizm rozwoju nowoczesne społeczeństwo" 8-9 kwietnia 2015 r.
4. SP 51.13330.2011. Ochrona przed hałasem. Zaktualizowana wersja SNiP 23.03.2003. M., 2011.
5. SNiP 23.03.2003. Ochrona akustyczna od 01.01.2004.
6. Kochnov O. V. Obliczanie zrozumiałości mowy // Materiały XVIII konferencji naukowo-praktycznej „Integracja nauki i praktyki jako mechanizm rozwoju współczesnego społeczeństwa”. 28-29 grudnia 2015 r.
Brak ogólnie przyjętych metod obliczania ciśnienia akustycznego przy projektowaniu systemów ostrzegawczych często prowadzi do błędów projektowych (niewystarczający poziom ciśnienia akustycznego), ponieważ Liczbę i miejsce montażu sygnalizatorów ustala projektant „na oko”. Odpowiednio, jeśli poziom sygnału dźwiękowego jest niewystarczający, konieczne jest ponowne wykonanie już zainstalowanego systemu.
Staraliśmy się ułatwić projektantom i instalatorom zadanie - opracowaliśmy oprogramowanie do obliczania wymaganej liczby alarmów dźwiękowych w pomieszczeniu, które można pobrać. Program automatycznie oblicza minimum wymagana ilość sygnalizatory i miejsca ich montażu w przypadku opcji montażu na ścianie i suficie.
Oprócz braku metod, trudnością w obliczeniach jest brak parametrów technicznych - charakterystyk amplitudowo-częstotliwościowych i wzorców promieniowania dla zdecydowanej większości alarmów dźwiękowych i słownych. Dlatego też oprogramowanie to jest przeznaczone wyłącznie dla czujek dźwiękowych, gdyż dla większości z nich poziom ciśnienia akustycznego przy odchyleniu od osi alarmu o 90° jest znany i wynosi -5 ÷ -10 dB (można go zmienić w programie).
Metoda obliczeniowa
Znając ciśnienie akustyczne źródła dźwięku w zadanym kierunku P 0 , można wyznaczyć ciśnienie akustyczne w tym kierunku w punkcie obliczeniowym P 1 położonym w odległości L>1 m od tego źródła, korzystając ze wzoru:
Sygnały dźwiękowe SOUE muszą zapewniać poziom dźwięku co najmniej 15 dB powyżej dopuszczalnego poziomu dźwięku stałego hałasu (N) w chronionym pomieszczeniu. Pomiary poziomu dźwięku należy wykonywać w odległości 1,5 m od poziomu podłogi.
gdzie P 0 i P 90 to ciśnienie akustyczne syreny w odległości 1 m odpowiednio pod kątem 0° i 90°.
Zgodnie z (1) i (2) otrzymujemy następującą nierówność:
Rozważ równoważną nierówność
| (6) |
Funkcja po lewej stronie nierówności (6) na interesującym nas przedziale φ°)