Общие принципы системы звуковой сигнализации

Актуальная информация

Задача оповещения персонала решается посредством установки световой и звуковой сигнализации. Для того чтобы помочь подобрать оптимальное количество звуковых оповещателей (сигнализаторов) и определиться с их параметрами, обратимся к понятию звука.С точки зрения физики, звук — это механические колебания, которые распространяются в упругой среде: газообразной, жидкой или в твёрдом теле. Однако, в разрезе решения поставленной задачи, нас больше интересует определение звука с точки зрения акустики:звук — это ощущение, воспринимаемое органом слуха человека при ударе о его барабанную перепонку продольных звуковых волн (ряд последовательных сгущений и разрежений воздуха), которые вызывают соответственные вибрационные колебания слуховых нервов.Говоря о физической стороне явления, мы характеризуем звук прежде всего его силой; имея же в виду звуковые ощущения, мы говорим о высоте звука.Сила звука (или уровень звукового колебания) зависит от амплитуды звуковых колебаний, чем больше амплитуда колебаний, тем сильнее звук и наоборот. Измеряют ее в децибелах (дБ).

Действие звуковых волн превышающих 145дБ приводит к нарушениям слуха.Высота звука зависит от частоты колебаний звучащего тела. Единицей измерения высоты звука является герц (Гц). Гц — это число периодических колебаний в 1 сек. Чувствительность человеческого уха лежит в среднем в пределах от 16 до 20000Гц.Громкость звука – величина субъективная. Она зависит от силы, высоты и длительности звучания. Громкость увеличивается с ростом звукового давления, длительности (пока она не превышает 0,3 с) и высоты. Для оценки данной величины можно обратиться к нижеприведенному графику.

Громкость звука оценивают, сравнивая её с громкостью высоты звука в 1000 Гц. Шкала децибел звукового давления и фон (единица уровня громкости звука) совпадают именно при данной высоте. Итак, заданный природой диапазон восприятия человеком разных высот звука напрямую влияет на силу звукового давления, необходимую для аварийного сигнала. Получается, что для обеспечения одинаковой субъективной громкости для сигнала высотой 1000 Гц нужно звуковое давление 80 дБ, в то же время для сигнала 400 Гц - 75 дБ, если же речь пойдет о 50 Гц, то необходимая сила звука составит уже 92 дБ.

Здесь же нужно упомянуть о фоновом уровне шума, который в свою очередь тоже приходится учитывать при выборе количества и мощности звуковых сигнализаторов. Уровень сигнала предупреждения должен быть хотя бы на 5 дБ выше этого уровня.

Важной величиной становится и площадь зоны охвата сигнализации. Поскольку существуют потери на пути передачи сигнала ввиду затухающего характера волнового колебания, происходит ослабление уровня звукового давления в зависимости от удаления от источника звука. Причем при удвоении расстояния от сирены звуковое давление падает на 6 дБ. Наглядно эту зависимость можно изобразить в виде графика, приведенного ниже:

Отсюда видно, что удаление в любом направлении на 40 метров от оповещателя, установленного на открытом пространстве, приведет к потере силы звука на 32 дБ. Делаем вывод, что с подобным уровнем фонового шума звуковой сигнализатор не потеряет своей функциональности при удалении от него на 40 м в том случае, если его мощность будет не менее 112 дБ. При удалении на 100 м, потеря силы звука составит приблизительно 40 дБ, а значит его мощность должна быть не менее 120дБ. Что касается сигнализатора мощностью 105 дБ, то о его эффективность будет ограничена лишь 18-ю метрами.

Очевидно, что при установке в шумных местах, занимающих большую площадь, наиболее целесообразным решением станет установка меньшего числа сигнализаторов, но с наибольшей возможной максимальной мощностью. Это решение тем более оправдано, что уменьшает затраты на само оборудование, его монтаж, а так же существенно сокращает время монтажа.С другой стороны, их применение на максимальной громкости в небольших закрытых помещениях, а также при низком фоновом шуме становится недопустимо, т. к. вместо обеспечения безопасности персонала, можно спровоцировать панику, вызвать дезориентацию и, вследствие резкого повышения фонового шума, затруднить передачу сигналов эвакуации. Уровень звукового давления не должен превышать от 15 до 20 дБ по отношению к окружающему фоновому шуму.

С такой оговоркой возникает мысль об увеличении зоны охвата с помощью увеличения числа синхронизированных сигнализаторов. Уровни шума являются величинами логарифмическими и непосредственно напрямую они не складываются. Рассчитывается суммарный уровень (Ls) при одновременном действии двух источников (L1 и L2 (дБ)) так:

где L1 - наибольший из двух суммируемых уровней, ΔL - поправка, зависящая от разности уровней.