Системы оповещения, профессиональное звуковое оборудование, конференц-системы

Содержание:

Расчет звукового давления

Для расчета звукового давления в критической (расчетной) точке, необходимо:

  1. Выбрать расчетную точку
  2. Оценить расстояние от громкоговорителя до расчетной точки
  3. Рассчитать уровень звукового давления в расчетной точке

В качестве расчетной точки выберем место возможного (вероятного) нахождения людей, наиболее критичное с точки зрения положения или удаления. Расстояние от громкоговорителя до расчетной точки (r) можно рассчитать или измерить прибором (дальномером).

Рассчитаем зависимость звукового давления от расстояния:

Р20 = 20lg(r-1)
(2)
  • r
    – расстояние от громкоговорителя до расчетной точки, м;
  • 1

ВНИМАНИЕ: формула (2) справедлива при r > 1. Зависимость (2) называется правилом «обратных квадратов” или правилом “шести децибел”

Физическая интерпретация данного правила – при каждом удвоении удаления от источника, уровень звука уменьшается на 6дБ. Данную зависимость можно представить таблично и графически, рис.2:

Зависимость (2) называется правилом «обратных квадратов” или правилом “шести децибел”. Физическая интерпретация данного правила – при каждом удвоении удаления от источника, уровень звука уменьшается на 6дБ. Данную зависимость можно представить таблично и графически, рис.2:

Рис.2. Зависимость звукового давления от расстояния

Уровень звукового давления в расчетной точке:

  • N
    – Уровень шума в помещении, дБ (N от англ. Noise – шум),
  • ЗД
    – Запас звукового давления, дБ.

При ЗД=15дБ:

Р > N + 15
(5)

Если звуковое давление в расчетной точке выше уровня среднестатистического шума в помещении на 15дБ – расчет выполнен правильно.

Расчет давления звукового громкоговорителя

Зная номинальную мощность Рвт (громкоговорителя) и его чувствительность SPL (SPL от Sound. англ Pressure Level – уровень звукового громкоговорителя давления измеренного на мощности 1Вт, на расстоянии 1м), рассчитать можно звуковое давление громкоговорителя, развиваемое на излучателя 1м от расстоянии.

Рдб = SPL + 10lg(Pвт) (1)

SPL:

  • где – чувствительность громкоговорителя, дБ,
  • Рвт – мощность Второе, Вт.

громкоговорителя слагаемое в (1) называется правилом «удвоения или» мощности правилом «трех децибел». Физическая данного интерпретация правила – при каждом удвоении источника мощности, уровень его звукового давления 3дБ на увеличивается. Данную зависимость можно представить графически и таблично (см. рис.1).

Рис.1. Зависимость звукового мощности от давления

Электроакустический расчет

Электроакустический расчет является наиважнейшей частью организационных мероприятий, выполняемых на начальном этапе проектирования СОУЭ. В Приложении 1 указаны требования пожарной безопасности к звуковому и речевому оповещению и управлению эвакуацией людей.

Основная цель электроакустического расчета состоит в обеспечении следующего требования:

Количество звуковых и речевых пожарных оповещателей (громкоговорителей), их параметры и расстановка должны обеспечивать надлежащий уровень звука во всех местах постоянного или временного пребывания людей.

В процессе электроакустического расчета оцениваются параметры помещения, рассчитываются уровни звукового давления в расчетных точках, выбираются типы и параметры оповещателей, определяются схемы их расстановки. Параметры оповещателей определяют мощности нагрузки и, как следствие, состав и параметры технических средств СОУЭ. Грамотный электроакустический расчет позволяет оптимизировать выбор технических средств СОУЭ и обеспечить решение основной задачи – своевременного информирования людей, находящихся в защищаемом здании.

Особенности электроакустического, акустического расчета, выбора и расстановки оповещателей будут подробно рассматриваться в следующих главах.

Расстановка громкоговорителей

Задачу оптимальной расстановки громкоговорителей можно связать с результатами, полученными в предыдущей главе. Дадим определение:

Определение 2

Расстановку громкоговорителей необходимо осуществлять таким образом, чтобы любая потенциальная расчетная точка обязательно попадала в пределы, охватываемые диаграммой направленности ближайшего громкоговорителя.

В предыдущем разделе мы получили три основные геометрические фигуры — круг, сектор и эллипс. Задачу расстановки можно свести к равномерному покрытию всей рабочей плоскости.

Учет отражений

На практике расстановку громкоговорителей осуществляют с учетом отражений от поверхностей )].

Учет отражений будем осуществлять, опираясь на геометрическо-лучевую теорию, в которой звуковая энергия отождествляется с геометрическим лучом, отражающимся от поверхности под тем же углом и в той же плоскости, рис.2.

При столкновении с поверхностью часть звуковой энергии теряется. Долю поглощенной звуковой энергии Pпогл, дБ, можно определить, зная коэффициент поглощения Kпогл поверхности:

При учете отражений необходимо проверять следующее граничное условие, рис.2:

При выполнении условия (8) расстановку громкоговорителей можно осуществлять с учетом отражений.

Большинство поверхностей таких, как паркет, ламинат, дерево, бетон практически не поглощают [Так, например, для деревянной обшивки на частоте 4кГц, Кпогл=0,11, Pпогл=0,5дБ]. В дальнейших примерах расстановки громкоговорителей в качестве упрощения примем, что звуковая энергия от поверхности отражается полностью.

Критический Шаг расстановки громкоговорителей

Громкоговорители нельзя удалять друг от друга на большое расстояние, так как в этом случае возникает неблагоприятный эффект, называемый эхо , существенно ухудшающий восприятие речевой информации. Эхо начинает проявляться при задержке между прямым и запаздывающим звуком более, чем на 50мс. Определим максимально допустимый шаг расстановки Ш, м, при котором этот эффект начинает проявляться, рис.3.

Из рис.3 видно, что звук в РТ поступает от 2-х громкоговорителей. Зная скорость звука в воздухе v=340м/с и время задержки t=0,05c, легко получить критическое расстояние Rкр, м, при котором эхо становится возможным: Rкр = vt = 340*0,05=17м, где v – скорость распространения звука в воздухе (340м/с).

Из рис.3, разность хода должна быть:

В зависимости от направленности громкоговорителей и их ШДН, шаг расстановки можно определить геометрически:

СОУЭ типа

Еще более сложная техническая система с возможностью более четко управлять эвакуацией, для чего дополнительно к требованиям для СОУЭ предыдущего типа предусмотрены:

  • Световые указатели с направлением движения, с возможностью по команде с диспетчерской изменять их смысловое значение (динамические).
  • Обязательная разработка различных вариантов эвакуации из любой зоны оповещения в зависимости от складывающейся ситуации во время пожара.
  • Координация/централизованное управление всеми инженерными системами противопожарной защиты здания/сооружения из помещения диспетчерской или пожарного поста.

Пример СОУЭ 5-го типа с комплексом обратной связи в составе ИСО Орион

Отличия преимущества и недостатки

СОУЭ 5, а также 4 типа за счет обязательного разделения на отдельные зоны тревожного оповещения позволяют:

  • Передавать первоочередную служебную информацию для дежурного технического/обслуживающего персонала, сотрудников охраны/безопасности, членов ДПД, находящихся в разных частях здания/комплекса строений; что на практике способствует предотвращению паники, исключает столкновение эвакуационных потоков, скопление людей у одного из выходов, т.е. всего того, что может нарушить/усложнить организованный процесс.
  • Передавать исчерпывающие, актуальные сведения о необходимых направлениях движения группам людей, находящихся в разных зонах оповещения, к ближайшему эвакуационному выходу, последовательности прохождения маршрута.

Речевые СОУЭ 4, 5 видов часто используются для трансляции музыкальных программ, объявлений, рекламных текстов, что не противоречит нормам, в то же время повышая ценность наличия этих довольно дорогих технических систем для собственников зданий, руководителей предприятий/организаций.

Важно: любой тип СОУЭ должен быть сблокирован/интегрирован с установками АПС, АУПТ для включения при подаче командного импульса от приемно-контрольных приборов, устройств управления этих систем активной огнезащиты

Расчет эффективной площади, потолочным озвучиваемой громкоговорителем

Потолочные громкоговорители – класс характеризующихся, громкоговорителей способом излучения, в котором излучаемая энергия звуковая направлена перпендикулярно полу. Эффективная озвучиваемая площадь громкоговорителем – круг, являющийся пересечением звукового (конуса поля сконцентрированного в конусе), с плоскостью параллельно проведенной полу на высоте 1,5м.

На рис.3 изображена геометрическая элементарная интерпретация данного представления.

Рис.3. представление Геометрическое диаграммы направленности потолочного громкоговорителя

озвучиваемая, Площадь потолочным громкоговорителем – площадь круга:

S = 3,14 R 2 (8)

радиус: R – где круга, м.

R = (H – 1,5) * tg (ШДН / 2) (9)

где:

  • H – высота ЩДН, м,
  • потолков – ширина диаграммы направленности, град.

потолочного Для громкоговорителя, дополнительным критерием правильности расчета электроакустического, является проверка условия:

L > C (10)

где: С – образующая – гипотенуза конуса, рис.2, м.

С = (Н — 1,5) / cos (ШДН/2) (11)

данного Смысл условия: звук (звуковое поле) вдоль распространяющийся гипотенузы (вдоль образующей звукового должен) конуса достигать до плоскости, проведенной параллельно высоте на полу 1,5 м.

Основные расчеты

Уменьшение звукового давления в зависимости от расстояния

Для расчета уровня звукового давления в расчетной точке остается определить еще один важный параметр – величину уменьшения звукового давления в зависимости от расстояния — дивергенции, Р20, дБ. В зависимости от того, где устанавливается громкоговоритель – во внутренних помещениях или на открытых площадках, используются различные формулы (подходы).

Расчет уровня звукового давления в РТ

Зная параметры громкоговорителя – его чувствительность- P, дБ, подводимую звуковую мощность Pвт, Вт, и расстояние до РТ, r, м, вычислим уровень звукового давления L1, дБ, развиваемого им в РТ:

Звуковое давление в РТ при одновременной работе n громкоговорителей:

Расчет эффективной дальности

Эффективная дальность звучания громкоговорителя – расстояние от громкоговорителя до точки, в которой звуковое давление, не превышает значения (УШ+15) дБ:

Эффективную дальность звучания (громкоговорителя) D, м, можно рассчитать:

Работа с шаблонами

Разобьем все громкоговорители на три основных класса, различающихся по направлению излучения звуковой энергии.

Потолочные – громкоговорители, звуковая энергия которых направлена перпендикулярно расчетной плоскости (полу) .

Настенные – громкоговорители, звуковая энергия которых параллельна расчетной плоскости (полу).

Рупорные – громкоговорители, звуковая энергия которых направлена под некоторым углом к расчетной плоскости (полу).

Под шаблонами будем понимать геометрическую область, являющуюся проекцией звукового поля громкоговорителя на расчетную плоскость:

  • для потолочных громкоговорителей – круг;
  • для настенных – сектор;
  • для рупорных – эллипс.

Громкоговоритель является широкополосным устройством. Для нижней частоты нормативного диапазона f=200Гц, громкоговоритель можно рассматривать как звуковой излучатель сферической волны. С увеличением частоты ДН громкоговорителя начинает сужаться и концентрироваться внутри шарового конуса с углом раскрыва , определяемым величиной ШДН. Данное представление не вполне соответствует устоявшейся практике, согласно которой звуковое поле на выходе громкоговорителя принято аппроксимировать полуэллипсом. В показано, что для (среднестатистической) ШДН=90

количественные оценки для конуса и эллипса совпадают.

Оценку эффективной площади, озвучиваемой громкоговорителями различных типов, можно связать с задачей нахождения площади, образуемой пересечением данного шарового конуса с рабочей плоскостью. Воспользуемся известным геометрическим представлением, согласно которому результатом пересечения плоскости и конуса под различными углами являются различные эллиптические поверхности — гипербола, парабола, эллипс и круг, рис.1.

Рис.1 — Результат пересечения шарового сектора с рабочей плоскостью

Гипербола получается в результате пересечения конуса и плоскости, пересекающей одну из его образующих.

Парабола получается в результате пересечения конуса и плоскости, параллельной одной из его образующих.

Эллипс получается в результате пересечения конуса и плоскости, пересекающей обе его образующие.

Круг получается в результате пересечения конуса и плоскости, параллельной его основанию.

Определение 1

Эффективная площадь, озвучиваемая громкоговорителем, – область на рабочей плоскости, в пределах которой звуковое давление остается в границах, определяемых диаграммой направленности громкоговорителя.

Рассчитаем эффективные площади, озвучиваемые различными типами громкоговорителей.

Расчет дальности эффективной

Эффективная дальность звучания (L) – расстояние от звука источника (громкоговорителя) до геометрического места расположения точек расчетных, находящихся в пределах ШДН, звуковое которых в давление остается в пределах (N+15дБ). На техническом расстояние — “сленге, которое громкоговоритель пробивает”.

В англоязычной эффективная литературе дальность звучания (effective acoustical EAD (distance)) – расстояние, при котором сохраняется разборчивость и четкость речи (1).

Рассчитаем разность между давлением звуковым громкоговорителя, уровнем шума и запасом Рдб.

р = давления – (N + ЗД) (6)

где:

  • Pдб – звуковое давление уровень, дБ,
  • N – громкоговорителя шума в помещении, дБ,
  • ЗД – запас звукового Эффективную, дБ.

давления дальность громкоговорителя можно получить (обратной) из вывести зависимости (2), подставив вместо P20 формулы p из величину (6):

L = 10 p/20 + 1 (7)

где:

  • p – разность звукового давления уровня, громкоговорителя шума и запаса давления, дБ.
  • 1 – коэффициент что, учитывающий чувствительность громкоговорителя измеряется на 1м.

СОУЭ 1 типа

Любые типы таких систем неразрывно связаны с установками АПС, смонтированных в зданиях, из которых необходимо организовать эвакуацию в случае возникновения пожара. Автоматическая сигнализация – это первичная система, побуждающая к срабатыванию/включению приборов управления и контроля, различных устройств СОУЭ; точно так же как для запуска: насосных станций пожаротушения АУПТ с дренчерными оросителями/противопожарного водопровода зданий/сооружений, а также газовых, порошковых установок пожаротушения.

В несложных по схеме построения и составу установках АПС, что защищают одно/несколько помещений/строений элементы СОУЭ – это ее неотъемлемая/обязательная часть. Напротив, сложные, многофункциональные системы оповещения, а также управлением эвакуационными потокам, защищающие крупные объекты/комплексы зданий различного назначения, как правило, спроектированы/смонтированы отдельно, но всегда имеют связь/блокировку, интеграцию с АПС.

Пример СОУЭ 1-го типа на базе прибора Сигнал-10

СОУЭ первого типа – это только оповещение звуком: сигналами пожарной тревоги, различными по тональности сиренами, ревунами, звонками, сообщающими о срабатывании датчиков дыма, тепловых извещателей; необходимости срочно эвакуироваться из помещений, которые защищает установка АПС, а затем из здания или сооружения.

Все звуковые извещатели, входящие в состав СОУЭ этого типа не должны иметь регулировку громкости, подключаются к кабелям/проводам линий электропитания и управления оповещением пайкой или «под винт» для обеспечения надежного контакта.

Важно: при выборе видов/типов звуковых извещателей необходимо, чтобы по тону узнаваемо они отличались от других сигналов громкой связи, технологического, аварийного извещения. Особенно это относится к производственным цехам, зданиям промышленных предприятий, складских комплексов, спортивных, зрелищных сооружениям

Отличия преимущества и недостатки

В плюс от других типов СОУЭ такие установки отличаются своей простотой, незначительными затратами на приобретение звуковых извещателей/сирен, монтажные работы по их установке, подсоединению к приборам АПС, выдающих управляющий сигнал на их включение/работу.

К минусам СОУЭ первого типа относятся:

  • Низкая информативность о происходящем.
  • Отсутствие четкого понимания у находящихся в помещениях здания о том, что происходит на самом деле.
  • Нет световых или голосовых подсказок о необходимости тех или иных действий, направлении эвакуации, путях и выходах для успешной безопасной эвакуации.

Поэтому говорить о большой эффективности первого типа СОУЭ не приходится. По сути, это просто продублированный по помещениям, где находятся люди; а также по основным путям, у эвакуационных выходов сигнал пожарной тревоги, реализованный в составе установки АПС.

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):

Классификация помещений

Будем рассматривать два основных типа помещений:

  • коридоры;
  • прямоугольные помещения.

Под коридорами будем понимать узкие протяженные помещения с соотношениями длины a (м) и ширины b (м): a/b≥4.

Помещения с соотношениями a/b

Разобьем помещения на следующие группы:

  • коридоры с низкими потолками (высотой h ≤ 4м);
  • коридоры с высокими (h > 4м) потолками;
  • коридоры узкие (b ≤ 3м);
  • коридоры широкие (b > 3м и h ≤ 6м);
  • средние прямоугольные помещения (b > 6м и b ≤ 12м);
  • объемные прямоугольные помещения (b > 12м).

Комментарий:

Для определения численного значения предлагаемых коэффициентов (b, h) было использовано усредненное значение эффективной дальности звучания D (м), которое для Pдб=95дБ, УШ=60дБ, будет составлять ~ 10м и ШДН=90.

Способ расстановки громкоговорителей с учетом отражений или без них определяется двумя факторами:

  • высотой потолков (при высоких потолках эффект отражения можно не учитывать);
  • типом отражающей поверхности.

Коридоры с низкими или высокими потолками

Понятия “низкие/высокие” потолки будем рассматривать относительно способов размещения потолочных громкоговорителей.

При размещении громкоговорителей на низких потолках желательно учитывать и отражения от пола. В этом случае, для определения численного значения шага расстановки громкоговорителей используется следующий критерий:

Звуковая энергия, излучаемая потолочным громкоговорителем, должна ‘добить’ до пола и, отразившись от него, до ‘расчетной плоскости’.

При размещении громкоговорителей на высоких потолках отражения от пола можно не учитывать или обязательно проверять критерий (8).

Узкие или широкие коридоры

Понятие “узкие/широкие” коридоры будем рассматривать относительно способов размещения как потолочных, так и настенных громкоговорителей. В обоих случаях нам придется учитывать отражения от пола или стен.

Для настенных громкоговорителей

Для определения численного значения шага расстановки настенных громкоговорителей в случае учета отражений будем использовать следующий критерий:

Звуковая энергия, излучаемая настенным громкоговорителем, должна “добить” до противоположной стены и, отразившись от нее, до стены, на которой громкоговоритель установлен.

При размещении громкоговорителей в широких коридорах отражения от стен можно не учитывать или обязательно проверять критерий (8).

Для потолочных громкоговорителей

Для разъяснения смысла узкие/широкие коридоры в случае применения потолочных громкоговорителей рассмотрим понятие цепочка громкоговорителей.

На рис.4 изображен широкий коридор, в котором установлены две цепочки потолочных громкоговорителей.

Количество цепочек, Кц, шт, будет определяться из соотношения:

Рассмотрим примеры размещения громкоговорителей для разных типов помещений (случаев) и условия определения шага расстановки Ш, м.

освещен эффективной площади, озвучиваемой настенным Настенные

громкоговорителем громкоговорители – класс громкоговорителей, характеризующихся излучения способом, в котором излучаемая звуковая энергия параллельно направлена полу. Эффективная площадь озвучиваемая громкоговорителем настенным – сектор, являющийся пересечением образующей и конуса основания (звукового поля сконцентрированного в конусе), с проведенной плоскостью параллельно полу на высоте 1,5м. (1).

На рис.4 элементарная изображена геометрическая интерпретация данного представления.

Геометрическое.4. Рис представление диаграммы направленности настенного Площадь

громкоговорителя, озвучиваемая настенным громкоговорителем – площадь ШДН:

S = сектора * (3,14 L2) / 360 (12)

где:

  • ЩДН – ширина направленности диаграммы, град,
  • L – эффективная дальность, м.

Расчет звукового давления громкоговорителя

Зная номинальную мощность громкоговорителя (Рвт) и его чувствительность SPL (SPL от англ. Sound Pressure Level – уровень звукового давления громкоговорителя измеренного на мощности 1Вт, на расстоянии 1м), можно рассчитать звуковое давление громкоговорителя, развиваемое на расстоянии 1м от излучателя.

Рдб = SPL + 10lg(Pвт)
(1)
  • SPL
    – чувствительность громкоговорителя, дБ,
  • Рвт
    – мощность громкоговорителя, Вт.

Второе слагаемое в (1) называется правилом «удвоения мощности» или правилом «трех децибел». Физическая интерпретация данного правила – при каждом удвоении мощности источника, уровень его звукового давления увеличивается на 3дБ. Данную зависимость можно представить таблично и графически (см. рис.1).

Рис.1. Зависимость звукового давления от мощности

Расчет времени резервирования технических средств СОУЭ при работе с АКБ

Расчет мощности АКБ

Основными параметрами, необходимыми для расчета мощности, являются его емкость C и напряжение U на его отводах, определяемое параметрами и количеством АКБ. Емкость аккумулятора определяет максимальный ток I и, как следствие, величину нагрузки которую он сможет обеспечивать в течение требуемого времени.

Емкость аккумулятора C измеряется в ампер-часах (Ач, при маленькой емкости – в миллиампер-часах (мАч)). и является произведением постоянного тока разряда аккумулятора на время разряда (в часах):

Энергия W накапливаемая в аккумуляторе, зависит как от его емкости (1), так и от напряжения U:

Аккумуляторные батареи строятся следующим образом. При параллельном соединении нескольких АКБ емкость аккумуляторной батареи C увеличивается пропорционально их количеству (пример последовательного соединения 2-х АКБ изображен на рис.1.). При последовательном соединении нескольких АКБ U на крайних отводах такой составной батареи также увеличивается пропорционально их количеству . Другими словами, при параллельном подключении АКБ суммарная мощность увеличивается за счет увеличения тока, при последовательном соединении, за счет увеличения напряжения. В составных батареях, используемых в блоках бесперебойного питания (UPS), используется последовательно параллельное подключение, рис.4.

Рис. 4 — Пример построения составной аккумуляторной батареи

Мощность составной батареи складывается из мощностей каждого аккумулятора. Общая энергия батареи E_б, составленной из нескольких АКБ одинаковой мощности:

Расчет мощности, потребляемой техническими средствами СОУЭ

По существующим нормативам при пропадании питания СОУЭ должна функционировать в течение 24ч дежурного времени и времени, необходимого до завершения эвакуации людей, в режиме тревоги. Для минимизации средней мощности потребления в течение всего периода технические средства СОУЭ разбиваются на две группы, мощности каждой из которых рассчитываются отдельно.

Суммарная мощность потребления блоков, находящихся в дежурном режиме:

Суммарная мощность потребления блоков, находящихся в тревожном режиме:

Средняя мощность, потребляемая техническими средствами СОУЭ в течение дежурного Tд и тревожного Tтр времени:

Проверка расчета

Допущение: Входные параметры АКБ можно брать непосредственно из технических характеристик, не опираясь на нагрузочные характеристики, так как последние ориентированы на активную нагрузку (например, электрический чайник).

Запишем критерий (правильности) расчета времени резервирования технических средств СОУЭ, при резервировании от АКБ:

Основные расчеты

Уменьшение звукового давления в зависимости от расстояния

Для расчета уровня звукового давления в расчетной точке остается определить еще один важный параметр – величину уменьшения звукового давления в зависимости от расстояния — дивергенции, Р20, дБ. В зависимости от того, где устанавливается громкоговоритель – во внутренних помещениях или на открытых площадках, используются различные формулы (подходы).

Расчет уровня звукового давления в РТ

Зная параметры громкоговорителя – его чувствительность- P, дБ, подводимую звуковую мощность Pвт, Вт, и расстояние до РТ, r, м, вычислим уровень звукового давления L1, дБ, развиваемого им в РТ:

Звуковое давление в РТ при одновременной работе n громкоговорителей:

Расчет эффективной дальности

Эффективная дальность звучания громкоговорителя – расстояние от громкоговорителя до точки, в которой звуковое давление, не превышает значения (УШ+15) дБ:

Эффективную дальность звучания (громкоговорителя) D, м, можно рассчитать:

Работа с шаблонами

Разобьем все громкоговорители на три основных класса, различающихся по направлению излучения звуковой энергии.

Потолочные – громкоговорители, звуковая энергия которых направлена перпендикулярно расчетной плоскости (полу) .

Настенные – громкоговорители, звуковая энергия которых параллельна расчетной плоскости (полу).

Рупорные – громкоговорители, звуковая энергия которых направлена под некоторым углом к расчетной плоскости (полу).

Под шаблонами будем понимать геометрическую область, являющуюся проекцией звукового поля громкоговорителя на расчетную плоскость:

  • для потолочных громкоговорителей – круг;
  • для настенных – сектор;
  • для рупорных – эллипс.

Громкоговоритель является широкополосным устройством. Для нижней частоты нормативного диапазона f=200Гц, громкоговоритель можно рассматривать как звуковой излучатель сферической волны. С увеличением частоты ДН громкоговорителя начинает сужаться и концентрироваться внутри шарового конуса с углом раскрыва , определяемым величиной ШДН. Данное представление не вполне соответствует устоявшейся практике, согласно которой звуковое поле на выходе громкоговорителя принято аппроксимировать полуэллипсом. В показано, что для (среднестатистической) ШДН=90 количественные оценки для конуса и эллипса совпадают.

Оценку эффективной площади, озвучиваемой громкоговорителями различных типов, можно связать с задачей нахождения площади, образуемой пересечением данного шарового конуса с рабочей плоскостью. Воспользуемся известным геометрическим представлением, согласно которому результатом пересечения плоскости и конуса под различными углами являются различные эллиптические поверхности — гипербола, парабола, эллипс и круг, рис.1.

Гипербола получается в результате пересечения конуса и плоскости, пересекающей одну из его образующих.

Парабола получается в результате пересечения конуса и плоскости, параллельной одной из его образующих.

Эллипс получается в результате пересечения конуса и плоскости, пересекающей обе его образующие.

Круг получается в результате пересечения конуса и плоскости, параллельной его основанию.

Определение 1

Эффективная площадь, озвучиваемая громкоговорителем, – область на рабочей плоскости, в пределах которой звуковое давление остается в границах, определяемых диаграммой направленности громкоговорителя.

Рассчитаем эффективные площади, озвучиваемые различными типами громкоговорителей.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector