Какой должен быть уровень звукового давления
Содержание статьи
Звуковое давление
Звуково́е давле́ние — переменное избыточное давление, возникающее в упругой среде при прохождении через неё звуковой волны. Единица измерения в Международной системе единиц (СИ) — паскаль (Па).
Мгновенное значение звукового давления в точке среды изменяется как со временем, так и при переходе к другим точкам среды, поэтому практический интерес представляет среднеквадратичное значение данной величины, связанное с интенсивностью звука:
где
— интенсивность звука, Вт/м²; — звуковое давление, Па; — удельное акустическое сопротивление среды; — усреднение по времени.
При рассмотрении периодических колебаний иногда используют амплитуду звукового давления; так, для синусоидальной волны
где — амплитуда звукового давления.
Уровень звукового давления (англ. SPL, sound pressure level) — измеренное в логарифмических единицах значение звукового давления, отнесённое к опорному (исходному) давлению = 20 мкПа, соответствующему порогу слышимости синусоидальной звуковой волны частотой 1 кГц:
дБ.
При необходимости указать исходное давление его значение помещают в скобках после обозначения уровня, например: LP (исх. 20 мкПа) = 20 дБ, или LP (re 20 µPa) = 20 dB (re — сокращение от англ. reference); также возможна краткая форма записи — LP/20 мкПа = 20 дБ. Допускается указывать значение исходного давления после значения уровня, в скобках после обязательного пробела, например: 20 дБ (исх. 20 мкПа); причём на практике используется и краткая форма записи, например: 20 дБ (20 мкПа)[1][2].
Примеры звукового давления[править | править код]
Приведены уровни звукового давления в дБ (исх. 20 мкПа):
- 0 — ничего не слышно — порог слышимости для синусоидальной волны с частотой 1 кГц;
- 5 — почти ничего не слышно — безмолвие в горах;
- 10 — почти не слышно — шёпот, тиканье часов, тихий шелест листьев, звук падающей иголки;
- 15 — едва слышно — шелест листьев;
- 20 — едва слышно — уровень фона на открытой местности;
- 25 — тихо — сельская местность вдали от дорог, мурлыканье кота на расстоянии 0,5 м;
- 30 — тихо — настенные часы, максимально разрешённый шум для источников постоянного шума, расположенных в жилых помещениях, ночью с 21:00 до 7:00;
- 35 — хорошо слышно — приглушённый разговор, тихая библиотека, шум в лифте;
- 40 — хорошо слышно — тихий разговор, учреждение (офис), шум кондиционера, шум телевизора в соседней комнате;
- 50 — отчётливо слышно — разговор средней громкости, тихая улица, стиральная машина;
- 60 — умеренно шумно — громкий разговор, норма для контор;
- 65 — весьма шумно — громкий разговор на расстоянии 1 м;
- 70 — шумно — громкие разговоры на расстоянии 1 м, шум пишущей машинки, шумная улица, пылесос на расстоянии 3 м;
- 75 — шумно — крик, смех с расстояния 1 м, шум в старом железнодорожном вагоне;
- 80 — очень шумно — громкий будильник на расстоянии 1 м, крик, мотоцикл с глушителем, шум работающего двигателя грузового автомобиля, длительный звук вызывает ухудшение слуха;
- 85 — очень шумно — громкий крик, мотоцикл с глушителем;
- 90 — очень шумно — громкие крики, пневматический отбойный молоток, тяжёлый дизельный грузовик на расстоянии 7 м, грузовой вагон на расстоянии 7 м, звук почти невозможно не замечать;
- 95 — очень шумно — вагон метро на расстоянии 7 м, громкая игра на фортепиано на расстоянии 1 м;
- 100 — крайне шумно — громкий автомобильный сигнал на расстоянии 5-7 м, кузнечный цех, очень шумный завод;
- 110 — крайне шумно — шум работающего трактора на расстоянии 1 м, громкая музыка, вертолёт;
- 115 — крайне шумно — пескоструйный аппарат на расстоянии 1 м, мощный автомобильный сабвуфер, пневмосигнал для велосипеда;
- 120 — почти невыносимо — болевой порог, гром, отбойный молоток, вувузела на расстоянии 1 м, шум на стадионе, кислородная горелка;
- 130 — боль — сирена, шум клёпки котлов, рекорд по самому громкому крику, мотоцикл (без глушителя);
- 140 — травма внутреннего уха — взлёт реактивного самолёта на расстоянии 25 м, максимальная громкость на рок-концерте;
- 150 — контузия, травмы — взлёт лунной ракеты на расстоянии 100 м[3], реактивный двигатель на расстоянии 30 м, соревнования по автомобильным звуковым системам, ухудшается зрение;
- 160 — шок, травмы, возможен разрыв барабанной перепонки — выстрел из ружья близко от уха, соревнования по автомобильным звуковым системам, ударная волна от сверхзвукового самолёта или от взрыва давлением 0,002 МПа;
- 165-185 — светошумовая граната[4];
- 194 — воздушная ударная волна давлением 0,1 МПа, равным атмосферному давлению, возможен разрыв лёгких;
- 200 — воздушная ударная волна давлением 0,2 МПа, возможна быстрая смерть;
- 250 — максимальное давление воздушной ударной волны при взрыве тринитротолуола — 60 МПа[5];
- 282 — максимальное давление воздушной ударной волны при ядерном взрыве — 2500 МПа[6];
- 300 — среднее давление детонации обычных взрывчатых веществ — 20 000 МПа;
- 374 — максимальное давление продуктов реакции в момент ядерного взрыва — 100 000 000 МПа;
- 2367 — планковское давление — 4,63309·10113 Па.
Давление свыше 140 дБ (исх. 20 мкПа) может вызвать разрыв барабанной перепонки, баротравмы и даже смерть.
Примечания[править | править код]
См. также[править | править код]
- Интенсивность звука
- Громкость звука
- Давление звукового излучения
Источник
Звуковое давление и его уровни (spl)
В настоящее статье поговорим о том, что такое звуковое давление, рассмотрим понятие (импеданс) — удельное акустическое сопротивление среды. Также поговорим об уровнях звукового давления и интенсивности звука.
Чтобы лучше понимать о чём сегодня пойдёт речь, советую прочитать предыдущую статью по этой теме (звуковые волны, виды, длина волны и скорость звука).
Звуковое давление
Звуковая волна, как мы уже рассматривали в прошлой статье, распространяется в среде в виде волн сжатия и разряжения плотности.
В газах (в том числе и воздухе) плотность и давление связаны между собой:
p = RTp
T — температура среды, R — газовая постоянная среды, p — плотность.
А поскольку у волны имеются области сжатия и разряжения, то в первой области давление будут выше статического атмосферного. А в случае разряжения — ниже.
Вот как это выглядит:
Разность между мгновенным значением давления в данной точке среды и атмосферным давлением называется звуковым давлением.
Звуковое давление измеряется в паскалях (Па): 1 Па = 1 Н/м².
Наша слуховая система может определять очень большой диапазон разностей между мгновенным значением звукового давления и атмосферным.
На рисунке ниже представлено, различное звуковое давление от звуковых источников в децибелах (про децибелы подробнее читай далее):
Импеданс
Рассматривая звук, в прошлой статье (читать) мы выяснили, что звуковая волна зависит от частоты и амплитуды звукового давления. Если тело оказывает большое сопротивление приложенному звуковому давлению, то частицы приобретают малую скорость.
Поэтому импеданс — это удельное акустическое сопротивление среды. Представляет из себя отношение звукового давления к скорости колебаний частиц среды:
Z = p/v
Измеряется в (Па · с)/м или кг/(с · м²).
Удельное акустическое сопротивление для воздуха составляет (при температуре 20 С°) 413 кг/(с · м²). В металле, к примеру, оно составляет 47,7 × 10 кг/(с · м²). Так как в воздухе импеданс достаточно мал, то и излучаемая полезная энергия также мала.
Если рассматривать КПД (коэффициент полезного действия) музыкальных инструментов, голосового аппарата, громкоговорителей и т. п., то оно в воздухе находится в пределах 0,2-1%.
Энергетические параметры
Звуковая волна переносит энергию механических колебаний, значит она имеет энергетические параметры. Среди которых: акустическая энергия P (Дж); мощность W — энергия, переносимая в единицу времени (Вт); интенсивность I — количество энергии, проходящее в единицу времени через единицу площади, перпендикулярной к направлению распространения волны (Вт/м²); плотность — количество звуковой энергии в единице объёма (Дж/м²).
Уровни звукового давления (анг. SPL, sound pressure level)
Восприятие громкости человеком происходит не по линейному закону, пропорционально амплитуде колебаний, а по логарифмическому. Поэтому для определения параметров звука применяют логарифмические шкалы.
Человек различает огромный диапазон изменения звукового давления от тихого 2 × 10 ⁻⁵ Па до очень громкого 20 Па. Разница составляет 10⁶.
Использовать такую школу очень неудобно. Поэтому в измерительных приборах пользуются логарифмическими единицами — децибелами (дБ). Эта единица происходит от другой — бел, который равен десятикратному изменению интенсивности звука. Однако бел — единица крупная и неудобная для измерений. Поэтому применяется её десятая часть — децибел.
Уровень звукового давления определяется как:
L = 20 lg p/p₀
Например, если звуковое давление p = 2 Па, то уровень звукового давления равен: L = 20 lg (2 Па/(2 × 10 ⁻⁵) Па) = 20 lg (1 × 10⁺⁵) = 20 × 5 = 100 дБ.
Один децибел — примерно та наименьшая разница в громкости, которую человеческое ухо может почувствовать.
Полезно запомнить следующее. Изменение громкости в 3 дБ равно отношению 2:1. Поэтому если мы берем два одинаковых источника звука, т. е. удваиваем мощность, то громкость увеличиться на 3 дБ. Например, если к голосу присоединяется ещё один, равный по громкости, то уровень звука увеличится на 3 дБ. Если нужно ещё увеличить на 3 дБ, потребуется вдвое увеличить имеющийся состав.
Также можно обратиться к следующей таблице (в ней показано на сколько дБ нужно убавить, чтобы получить звучание в 2 раза тише, в 3 и т. д.):
| 1% | 10% | 25% | 33% | 50% | 100% |
| 1/100 (в 100 раз тише) | 1/10 (в 10 раз тише) | 1/4 (в 4 раза тише) | 1/3 (в 3 раза тише) | 1/2 (в 2 раза тише) | 1/1 |
| -40дБ | -20дБ | -12 дБ | -10 дБ | — 6 дБ | 0 дБ |
Для определения суммарного уровня давления нескольких инструментов их никогда не складывают. Вначале необходимо рассчитать значение звукового давления каждого инструмента. Допустим играют две скрипки. Одна с уровнем 80 дБ, другая 86 дБ. У первой звуковое давление равно — 0,2 Па, второй — 0,4 Па.
Рассчитывается так: L = 20 lg p/p₀, значит 80 дБ = 20 lg p / (2 × 10 ⁻⁵), далее lg p / (2 × 10 ⁻⁵) = 4. Следовательно 10⁴ = p / (2 × 10 ⁻⁵), отсюда значение звукового давления будет p = 0,2 Па.
После этого определяется суммарное звуковое давление
В нашем случае суммарное давление равно p = 0, 447 Па. Затем определяется суммарный уровень звукового давления. Который равен 86,98 дБ.
Уровень интенсивности звука
Уровень интенсивности звука также измеряется в децибелах по формуле:
L₁ = 10 lg I/I₀
I₀ — нулевой уровень, равный 10⁻¹² Вт/м².
Мощность, напряжение, ток
Перечисленные электрические характеристики также часто приводятся в децибелах и имеют свои специальные обозначения. Приведём несколько примеров:
L dBm = 10 lg WВт/ 1мВт — уровень мощности отнесённый к 1 мВт
L dBv = 20 lg UB/1B — уровень напряжения, отнесённый к 1 В (Америка)
L dBv = 20 lg UB/0,775 B — уровень напряжения, отнесённый к 0,775 В (Европа)
Спасибо, что читаете New Style Sound (подписаться на новости)
Источник
. :0-1.ru
| : | |||
| iovet [20.02.2016 8:28:48] | . 80dB. . 35dB. 60db ( . 22dB ). , , 75 .4.1 ? .4.1 3 , ( , ) 75 3 . | ||
[20.02.2016 9:12:03] | . 35? . — 75 -3. 80 — | ||
[20.02.2016 9:27:08] | iovet 20.02.2016 8:28:48
— —— . | ||
| iovet [20.02.2016 9:49:37] | IDok [20.02.2016 9:12:03] . 35? . — 75 -3. 80 — — —— 35dB 51 .1. , , 3 , «» . [20.02.2016 9:27:08] . — —— + 15dB, 75dB .4.1? | ||
[20.02.2016 10:22:05] | , , , . | ||
[20.02.2016 10:31:42] | , — : — 85 (75,5 3- ) — 70 (61,5 3- ). 3. | ||
[20.02.2016 10:32:22] | , . 35 . ( , , ) 50-55 . 65-70 🙂 35 . | ||
[20.02.2016 10:35:28] | , (1 ) , . , . + , . | ||
[20.02.2016 10:42:56] | Timbu$ » , . 35 . ( , , ) 50-55 . 65-70 🙂 35 .» — — . , 35 . 3 . | ||
[20.02.2016 10:46:05] | , , . | ||
[20.02.2016 10:53:10] | iovet 20.02.2016 10:46:05
— —— , — . — — . . | ||
[20.02.2016 10:54:59] | , . , , . . | ||
[20.02.2016 10:56:01] | iovet 20.02.2016 9:49:37
— —— ? | ||
[20.02.2016 11:48:15] | 51.13330.2011 .1 .6 | ||
[20.02.2016 11:55:31] | , . 1,5-13, , . | ||
[20.02.2016 12:28:37] | , . | ||
[20.02.2016 13:44:21] | Timbu$ [20.02.2016 10:32:22] 65-70 🙂 5 . 12.1.050-86* — 42 . — — . | ||
[20.02.2016 14:08:29] | [20.02.2016 10:53:10] , — . — — . . — 15 . — / . | ||
[20.02.2016 15:31:48] | . , , . 85 , , — 5,6 35 + 15 . , , 5,6 … | ||
[20.02.2016 15:33:52] | 20.02.2016 14:08:29
— —— ? 15 23,5 +20 , 50 109 . | ||
[20.02.2016 15:34:26] | 🙂 | ||
[20.02.2016 15:34:34] | 35 + 15 * 35 + 15 | ||
[20.02.2016 15:37:36] | >>>>> 🙂 ))) , .. … 3 … | ||
[20.02.2016 15:37:49] | kazakru 20.02.2016 15:34:34
— —— 35 + 15 | ||
[20.02.2016 15:39:27] | kazakru 20.02.2016 15:37:36
— —— — . — . , 3 . , . | ||
[20.02.2016 15:41:45] | .. , , )) .. , ))) | ||
[20.02.2016 15:45:30] | , 45 — . , . 15 — 23,5 , — 20 , + 3 . 6 101,5 101,5-23,5-20+3=61 . 45+15=60 | ||
[20.02.2016 15:52:05] | 101 , 35 … 200 % , , …, … | ||
[20.02.2016 15:54:05] | . » » ? 35 . — 75. -3 . | ||
[20.02.2016 15:54:27] | kazakru [20.02.2016 15:52:05] 200 % 101,5 — (94 ) | ||
[20.02.2016 15:56:29] | , … | ||
[20.02.2016 15:57:21] | IDok , 75 .. | ||
[20.02.2016 16:01:06] | , … , BS-678 | ||
[20.02.2016 16:03:15] | 20.02.2016 15:45:30
— —— 6 ( ?) 7,8 , . 1/1 93,7 , ? , ? | ||
[20.02.2016 16:05:52] | . , 94 , 15 , 101 … | ||
[20.02.2016 16:08:22] | . kazakru 94 | ||
[20.02.2016 16:09:30] | 1 — 94 2 — 97 4 — 100 6 — 101,2 | ||
[20.02.2016 16:11:51] | 6 — 101,5 | ||
[20.02.2016 16:14:36] | … .. , , … | ||
[20.02.2016 16:20:04] | 20.02.2016 16:11:51
— —— , ? 10*Lg() | ||
[20.02.2016 16:22:52] | 3 | ||
[20.02.2016 16:59:11] | , 6- , . | ||
[20.02.2016 17:02:00] | 🙂 | ||
[20.02.2016 17:18:35] | — 2 )) | ||
[20.02.2016 17:29:42] | , 20 … ) | ||
[20.02.2016 18:04:00] | |||
[20.02.2016 18:23:43] | .kazakru , -3 «4.1 ( , ) 75 3 , 120 « , , «35+15». | ||
[20.02.2016 20:45:40] | ? : SPL 20.02.2016 10:31:42
— —— ( ), 3- 75 , , 75 ? | ||
[20.02.2016 20:55:31] | ? » 75″, . , . 🙂 » , 75 ?» — , , 75 . 65 ( ) | ||
[20.02.2016 21:03:46] | — 🙂 70 . » 75 » . 75 3- , 120 , 15 , . | ||
[20.02.2016 21:27:47] | @ 70 @ , , 11 🙁 , . — , | ||
[20.02.2016 21:43:15] | >>>> ))), … . , 80 , 75 3 . | ||
[20.02.2016 22:15:14] | @ ))), …@ , -46 , -, () 🙂 | ||
[20.02.2016 22:16:22] | kazakru 20.02.2016 21:43:15
— —— ! 85. https://www.security-bridge.com/bibli… | ||
[20.02.2016 22:34:46] | , . kazakru , . puzzle , , : 20.02.2016 10:31:42
— —— , 70 , — 75 3- ? | ||
[20.02.2016 22:39:32] | . puzzle, , , 85 , )), — ))) | ||
[20.02.2016 23:44:02] | 20lgL 2 -6 , 3 -9,5 , 4 -12 … https://www.security-bridge.com/bibli… 2. | ||
[21.02.2016 3:33:46] | , 70 … | ||
[21.02.2016 15:03:12] | 5 . 12.1.050-86* — 42 . . , .. , . ? ? , . , . , , .. 1 . , 106 (!!!)+-3 , .. 103 100. https://npfpol.ru/cat.php?f=178 96 ( 1 )? . 1 , ? 0,3-3,4 , . , . , . , . 55 , 50 . | ||
[21.02.2016 16:03:13] | Timbu$ [21.02.2016 15:03:12] , . ? , . 10 , . — ( ) — 3 . — — . , , . . — 0,75 … , 20 . Timbu$ — — . «» 60 . , — 42 ( ). . 1 — … , , Fire Scooter . | ||
[21.02.2016 19:04:14] | … https://pojproject-spb.ru/on-line-kal… , … 20Log(L) | ||
[21.02.2016 19:10:36] | , , » .» . , 123 , . , .. , .. . . , . . 1 -. 0,3-3,4. Scooter»a , 11 . , .. . | ||
[21.02.2016 22:21:30] | Timbu$ , , ? , . , .3-3.4, … | ||
[22.02.2016 4:58:55] | Timbu$ [21.02.2016 19:10:36] . . . , , , , , — . : , . — , . 12.1.050-86* . » 1 -. 0,3-3,4.» , https://ency./materiya-i-dvigenie… «.. .» . ? ( ) . | ||
[22.02.2016 5:54:45] | https://tehnorma.ru/gosttext/gost/gos… | ||
[22.02.2016 6:17:14] | Viss | ||
[22.02.2016 15:39:30] | . , . 1 , .. 8,5 . . — . . | ||
[22.02.2016 19:05:29] | » 1 , .. 8,5 « … ?! | ||
[22.02.2016 19:46:39] | — , 17 🙂 | ||
[22.02.2016 19:54:30] | = 8,5 | ||
[22.02.2016 20:00:55] | , , 8,5 , . , .. 3- . ? | ||
[22.02.2016 20:35:53] | , , 🙂 , 🙂 | ||
[22.02.2016 21:25:50] | puzzle [22.02.2016 15:39:30] . , . | ||
[22.02.2016 22:01:46] | , » » , .. , . .. , . 42 50-55 ? slow , 42. , , . , , 40- . , , . | ||
[23.02.2016 8:55:13] | Timbu$ [22.02.2016 22:01:46] » , » » » ? — . — , , — . , — » » — 5 , 15… — . » 50-55 » + 5 , . » .» — — ??? , … , 6 120 . » , , 40- .» — » «, . | ||
[23.02.2016 10:51:57] | 23.02.2016 8:55:13
— —— 1/8 , 55 . | ||
[23.02.2016 11:13:53] | + 5 , , . — , .. , » » . . — , . , , . 42 , . — » «, . — 123, . — . | ||
[23.02.2016 14:31:33] | Timbu$ [23.02.2016 11:13:53] » , .» ? ? 3 4.2 15 . 1,5 . 23337-78* . 2.3. 3 . 3 ( ). 2.10. , . ? | ||
[23.02.2016 18:12:27] | , — : «… + 5 , ….» «… 15 ….»? | ||
[24.02.2016 4:37:11] | Timbu$ , 55 + 5 = 60 , 45 + 15 = 60 . | ||
[24.02.2016 10:28:58] | … 20 30 ? | ||
[24.02.2016 14:42:20] | 30970-2002 2 , , 26 31173-2003 4 , , 20 . | ||
[24.02.2016 18:00:07] | , , 50 … … | ||
[24.02.2016 20:03:14] | , , … 20 30 , , — — . , , . : » ?». . , , , () — 🙁 | ||
[24.02.2016 20:30:30] | . , 20 30 . — , :
— —— https://www.security-bridge.com/bibli… | ||
[24.02.2016 20:39:33] | — : https://books.google.ru/books?id=GJOq… . | ||
[24.02.2016 20:45:32] | , . : » 25 «. Section 8 Testing for Intelligibility …There are some rules of thumb that may be helpful in achieving audibility and intelligibility. In apartment buildings and hotels, there should be no more than one door between an occupant and a speaker. The average attenuation of a door is roughly 25 dB. https://www.systemsensor.com/en-us/Do… | ||
[25.02.2016 4:31:03] | , 12354-32012 .2.2 , ( ), . . . , , . , . . , . . , , , — . | ||
[25.02.2016 7:54:43] | . , ???? , , , — — ? , , ? ! !!! , : » ?». «» «-«? , . — ( ). . ( ) | ||
[25.02.2016 8:01:36] | 4867-84 » . «, , . | ||
[25.02.2016 9:42:01] | Nike 24.02.2016 20:39:33
— —— , () https://www.ess.ru/sites/default/file… | ||
[25.02.2016 12:20:44] | . puzzle, | ||
[25.02.2016 12:52:54] | 24.02.2016 4:37:11
— —— . 66 , 60 — . https://www.security-bridge.com/bibli… | ||
[25.02.2016 13:28:18] | . 66 , 60 — . . , — 42 🙂 55-60. | ||
[25.02.2016 14:16:19] | . puzzle Timbu$ : 100% , 66 , . , , , , . , . — — , , ; , , .. — — , . ? | ||
[25.02.2016 15:30:45] | , — 2.10. , . | ||
[26.02.2016 0:18:50] | , , 80% — , . , . , 42 . . — , . | ||
[26.02.2016 1:02:01] | 25.02.2016 14:16:19
— —— ? 66 — , — — 60 , . = 66 — 6 70 — = 66 + 4 70 — . 60 . — . | ||
[26.02.2016 5:28:55] | puzzle [26.02.2016 1:02:01] «66 — , — — 60 , . = 66 — 6 » — ? 66 , . , . 2-3 , .. 6 — 9,5 . , 61,5 , . , ( 60 ). — BS-678 — 15 — . , , — . Timbu$ [26.02.2016 0:18:50] , 42 . ? . ? . ? . ? ? !!! , . , , . . . .4.2. 3 15 . Timbu$ [26.02.2016 0:18:50] , . — . ( ). | ||
[26.02.2016 9:42:33] | ? | ||
[26.02.2016 9:42:49] | 26.02.2016 9:40:24
— —— 51 1. , . 1,5-13, , . | ||
[26.02.2016 9:45:33] | — . | ||
Источник
Расчет звукового давления для систем оповещения, количество и мощность
Ed Valitov
08.11.2018 
Доброго времени, дорогие читатели блога.
Я думаю, Вы уже слышали о том, что не так давно законодательством
были ужесточены меры в области производства , монтажа и проектирования громкоговорящих устройств.
Конкретно, речь идет о том, чтобы правильно выполнять расчет звукового давления для систем оповещения о пожаре.
Наверное, всем хотя бы раз доводилось слышать о том, как диспетчер объявляет о приближении поезда на железнодорожной станции.
Помехи, которые создает рупор при разговоре, почти не позволяют разобрать, когда и на какую платформу прибудет пассажирский состав.
Тем более строгие требования должны предъявляться к устройствам, которые обычно работают в критической ситуации, порой,
при массовом скоплении людей с возникновением паники.
Давайте с Вами узнаем, как правильно рассчитать звуковое давление, которое
позволяет четко слышать голос говорящего для такого прибора, определим способ расчета создаваемого давления.
Для этого произведем типовой акустический расчет. Поехали.
Характеристики устройств
Сначала определим характеристики громкоговорителей, которые определяют качество их работы.
К ним относятся:
- диапазон рабочих частот;
- направленность;
- давление на дистанции 1 метра от источника звука.
Диапазон частоты зависит от назначения комплекса в целом.
Например, диспетчерская трансляция или просто акустический фон могут работать на частоте 200-5000 Гц.
Но для озвучки более высокого качества необходима частота 100-10000 Гц.
По второй опции выделяют направленные и ненаправленные оповещатели.
К первому типу относим излучатели рупорного типа.
Они имеют высокий уровень давления и угол направленности звука, равный приблизительно 30 ° и работают на узкой частотной полосе.
Другой тип — это различные колонки, потолочные громкоговорители, динамики.
Звуковое давление здесь имеет невысокий показатель, а область распространения звука равна примерно 60 °.
Что касается самого уровня звукового давления, то это расчетная характеристика.
Ее-то нам и предстоит посчитать.
Между ней и электрической мощностью прибора есть некая зависимость.
Так как чем мощнее устройство, тем громче звук, который создается звуковым давлением.
Лишь часть электроэнергии, определяющаяся КПД излучателя, преобразуется в звук.
Кроме того, некоторые производители измеряют величину уровня
звукового давления в Паскалях, а другие устанавливают значение давления в децибелах.
Кроме того, верность электроакустического расчета определяется следующими дополнительными критериями.
- Давление звука от оповещателя должно равняться величине не менее 75 дБ на расстоянии 3 м от излучателя.
- Величина того же давления в определенной точке должна находиться на отметке выше величины среднестатистического шума помещения на 15 дБ.
- Если монтаж разговорного устройства ведется на потолке, необходимо учесть высоту стен.
Нормирование
Все основные положения, регламентирующие порядок расчета и монтажа систем СОУЭ приведены в СП 3.13130.2009
Там же приведены все требования к звуковым противопожарным системам.
В нем изложены уровни шума для разных типов помещений, порядок расчета верного
расположения громкоговорителей, их количества, способы установки системы и пр.
Очень важной характеристикой является максимальный шум помещения, который
определяется соответствующим ГОСТом.
Приведем здесь таблицу шумов согласно ГОСТ 12.1.036-81 Система стандартов безопасности труда. ШУМ.
Допустимые уровни в жилых и общественных зданиях.
| Помещение | Максимальный шум (дБА) |
| Операционные кабинеты, палаты клиник и санаториев | 35 |
| Кабинеты для лечебной профилактики | 40 |
| Учебные кабинеты, классовые, учительские комнаты, конференц-залы, аудитории учебных заведений | 40 |
| Жилые, спальные комнаты, детские учреждения, пансионаты | 40 |
| Общежития и гостиницы | 45 |
| Холлы отелей, общежитий и других учреждений | 50 |
| Залы столовых, ресторанов и кафе | 55 |
| Залы вокзалов и предприятий торговли, торговые залы ожиданий | 60 |
В случае, когда у нас используются разные типы громкоговорителей на всей площади объекта,
целесообразно знать угол, под которым звук распределяется равномерно.
Эта величина для разных видов оповещателей составляет следующие значения:
- потолочный: 80-90 °;
- настенный: 75-90°;
- прожекторный: 30-45 °;
- рупорный: 30-45 °.
Кроме того, уровень нашей трансляции через речевые устройства обязательно должен
превышать шум помещения или открытой площади для разных типов транслирования на соответствующие значения.
- Высококачественная музыка, звуки: на 15-20 дБ.
- Аварийное оповещение: на 7-10 дБ.
- Фоновая музыка, звуки, сигналы: на 5-6 дБ.
При расчете давления звука всегда допускается некая погрешность.
Все помещения по своим размерам условно делятся на три вида:
- «Коридор»: его длина больше, чем ширина в 2 и более раз;
- «Комната»: площадь такого помещения не превышает 40 кв. м;
- «Зал»: здесь площадь должна быть более 40 кв. м.
Учет и соблюдение этих норм при проектировании, расчете, установки системы СОУЭ
позволит построить устойчивый комплекс вещания за разумные деньги.
Расчет необходимого количества громкоговорителей
Приводим общую формулу для расчета количества оповещателей, которые необходимы для озвучивания помещения определенной площади.
Вычисление выполняем, заранее зная размеры территории, которую может озвучить один прибор.
Итак:
K = int(Sп / Sгр),
где:
- Sп — размер площади, которую надо озвучивать, кв. м;
- Sгр — размер эффективной площади для озвучивания одним оповещателем, кв. м;
- Int — округление результата до целого значения.
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 %.
Вывод
Отдельно заметим, что инспекторы по пожарной безопасности не ищут легких путей и
довольно часто замеряют звуковое давление в самом дальнем уголке помещения.
При обнаружении какого-либо несоответствия, оно тут же берется на карандаш, что
впоследствии может обернуться неприятностями.
Поэтому электроакустический расчет при проектировании СОУЭ всегда следует
прорабатывать очень внимательно.
Требования пожарной безопасности к системам СОУЭ
Не забудем, что для того чтобы правильно выполнить расчет необходимо знать и выполнять все требования,
предъявляемые службой к помещению или отдельно стоящему зданию.
Приведем эти требования здесь.
- Сигналы звуковой системы должны показывать уровень звука от 75 дБА на дистанции 3 м от излучателя до 120 дБА в любом месте замера.
- Также звук от оповещателя должен превышать установленный шум в помещении не менее чем на 15 дБА.
- Замер звука должен производиться в 1,5 м от пола.
- Для спальных помещений верхняя планка уровня звука ограничивается 70 дБА.
- В этом случае замер производится для лежащего человека на уровне его головы.
- Верхняя часть настенного громкоговорителя должна находиться на дистанции не менее 2,3 м от пола, длина от верхней части оповещателя до потолка — не менее 150 мм.
- В помещениях с шумом более 95 дБА звуковые сирены должны устанавливаться и работать вместе со световыми оповещателями (монотонными или мигающими).
- Для речевых оповещателей звуковые частоты должны лежать в отрезке от 200 до 5000 Гц.
- Недопустима чрезмерная концентрация, а также неравномерное распределение звука по пространству объекта.
- Звуковые и речевые сирены должны выдавать уровень звука, удовлетворяющий требованиям пожарной безопасности.
Что следует запомнить
Дорогие читатели, на этом можем закончить наш типовой расчет.
Приведенная здесь методика вычисления звукового давления системы СОУЭ дает
пространное представление о самом понятии систем звукового оповещения, количественных характеристиках таких систем, о том,
как не ошибиться в расчете, чтобы избежать проблем с пожарной инспекцией.
Читайте наш блог, совершайте подписки в социальных сетях и будьте здоровы!
Источник