Расчет звукового давления СОУЭ: точность, методика, примеры

Расчет звукового давления СОУЭ — это основа надёжной системы оповещения при пожаре. Он проводится на этапе проектирования. Его цель — обеспечить слышимость сигнала тревоги в каждой точке помещения. Для этого применяется электроакустический расчет, в том числе программными методами. Он выполняется с учетом геометрии помещений и уровня фонового шума. Учитываются требования СП 3.13130.2020, СП 484.1311500.2020, СП 51.13330.2011.

Акустический расчет для СОУЭ включает анализ отражений и поглощения звука. Такой подход необходим для корректной работы системы. Ошибки в расчетах могут привести к неслышимости сигнала. Пример расчета звукового давления будет приведён ниже. Он демонстрирует, как точные данные влияют на безопасность. Результаты позволяют принять технически обоснованные решения, в том числе и для проектирования СОУЭ в многоквартирных жилых домах.

Расчет уровня звукового давления и обоснование размещения оповещателей на примере квартиры

Попробуем проверить уровень звукового давления, который обеспечит звуковой оповещатель. Звуковой оповещатель установим в межквартирном коридоре напротив входной двери.

В качестве примера выберем оповещатель звуковой ОПОП 2-35. Согласно паспорту на оповещатель, звуковое давление на расстоянии 1 метр составляет не менее 100 дБ.

Напомню, что согласно СП 51.13330.2011 в квартире мы должны обеспечить фоновый уровень шума в 40 дБ и требуемый уровень звукового давления наш оповещатель должен обеспечить  как минимум 55 дБ.

Для того, чтобы правильно расставить наши оповещатели и правильно рассчитать уровень звукового давления, который обеспечит подобранный оповещатель, мы должны произвести определенный расчет.

Расчет называется – расчет звукового давления или его еще называют электроакустический расчет. Как он производится?

Исходные данные для акустического расчета

• В межквартирном коридоре напротив входной двери установлен звуковой оповещатель ОПОП 2‑235.

• Его паспортная величина — 100 дБ на расстоянии 1 метр.

• Нормативный фон в квартире — 40 дБ (по СП 51), значит сигнал должен быть минимум 55 дБ (40 + 15 дБ через шум).

• В спальном помещении дополнительно требуется не менее 70 дБ (рекомендованное значение для пробуждения) согласно СП 3. 13130.2009

Электроакустический расчет или расчет звукового давления

Что необходимо учитывать при произведении вот этого расчета?

• Данный расчет позволяет определить необходимый уровень звука в расчетной точке в зависимости от расстояния до оповещателя.

И что нам необходимо учитывать?

• Это, во-первых, прохождение звуковых волн от оповещателя до расчетной точки в зависимости от расстояния.
• Во-вторых, прохождение звуковых волн через препятствия.

Естественно, звуковые волны должны эти препятствия преодолеть, и, конечно же, уровень звука в этом случае будет падать.

Что необходимо учитывать при электроакустическом расчете

• Паспортные данные оповещателя (дБ на 1 м)

• Расстояние от оповещателя до расчетной точки

• Прохождение звука через препятствие

• Количество и тип преград (двери, стены)

• Поглощение материалов интерьера (мебель, отделка)

Прохождение звука через препятствие при расчете звукового давления

Согласно общепринятым стандартам, которые рассчитаны эмпирическими замерами, при прохождении звука через обычную дверь затухание звуковых сигналов составляет 20 дБ, через противопожарные двери составляет 30 дБ.

Теперь давайте попробуем применить данные значения и сделать расчет звукового давления для нашего примера.

При расчете звуковых оповещателей и звукового давления,  мало знать паспортный уровень звукового давления, который обеспечит каждое устройство. Необходимо понимать физику распространения звука. В этом нам поможет график, который будет актуален для звуковых и речевых оповещателей.

В  графике, который приведен ниже, показано ослабление звукового давления в зависимости от преодолеваемого от оповещателя расстояния звуковыми волнами. Ослабление звукового давления падает по логарифмической зависимости:

Распространение звукового давления от оповещателя до расчетной точки

В данных формулах  P – это величина падения звукового давления, выражающаяся в децибелах, и L – это расстояние от расчетной точки до конкретного оповещателя, который мы взяли в нашем проекте.

Также можно встретить зависимость снижения звукового давления от расстояния до оповещателя в табличной форме. В зависимости от расстояния мы можем увидеть, насколько упадет уровень звукового давления.

Правило 6 децибел при акустическом расчете

Так же бытует интерпретация данного графика и данной таблицы, которая называется правило 6 дБА.

И что данная интерпретация говорит?

Соответственно, если мы возьмем оповещатель звуковой ОПОП 3-35, то на расстоянии 1 метр, он будет выдавать звуковое давление в 100 дБА. Если же мы проверим расчетную точку на расстоянии 10 метров от оповещателя, то падение звукового давления  составит 20 дБА.

Отсюда  уровень звука, который создает данный оповещатель, будет составлять 80 дБ.

где :

P – звуковое давление, дБ;

L – расстояние до оповещателя, м.:

Электроакустический расчет точки у входной двери

Попробуем рассчитать уровень звукового давления в самой дальней точке, которая находится в верхней части квартиры. То есть возьмем расчетную точку в верхней левой части.

Требуемый уровень звукового давление должен составлять 55 дБ. В этом случае, применяя график падение уровня звукового давления в зависимости от расстояния получим, что согласно графику 80 дБ.

Но, конечно же, необходимо еще не забывать о прохождении звука через входную дверь, которая составит как минимум 20 дБ.

Данные значения 20 и 30 дБ, нигде нормативно не прописаны, но они измерены эмпирическим путем. Отсюда, уровень звука в расчетной точке, составит 60 дБ, то есть 80 дБ при падении на расстоянии 10 метров и ослабление через дверь еще 20 дБ.

В расчетной точке мы получаем 60 дБ уровень звукового давления, который создает звуковой оповещатель ОПОП 2-35. Требования выполнены. Напомним, 55 дБ – это 40 дБ плюс 15 дБ. Здесь у нас требования выполняются.

Электроакустический расчет самой удалённой точки: спальня

А что будет если мы в данной квартире выберем другую расчетную точку, также удаленную от оповещателя? Возьмем самую дальнюю точку в квартире, но теперь в нижней ее части – в спальне. А в спальных помещениях, согласно  СП 3.13130.2009 п.4.3  мы должны обеспечить не менее 70 дБ.

Померив расстояние, получим, что расстояние от оповещателя до данной точки составит примерно 12 метров. Но это опять же по прямой, а по прямой у нас звук, как вы видите, не пройдет. Формула для акустического  расчета будет выглядеть примерно вот так:

Уровень звука, который создастся оповещатель на данном расстоянии при прохождении, здесь обратите внимание, что звук уже пойдет через две двери, составит 38 дБ. Это, как вы понимаете, меньше 70 дБ.

Соответственно требование  в этом случае не выполняется. Для того, чтобы выполнить требования нормативных документов, а в частности Свода Правил третьего, необходимо заводить как минимум один оповещатель в прихожую каждой квартиры.

FAQ

Электроакустический расчет СОУЭ — это не просто цифры. Это гарантия, что сигнал тревоги будет услышан каждым. Расчёт выполняется до монтажа и должен проверяется. Расчет звукового давления для систем оповещения нельзя игнорировать. Его проводят в начале каждого проекта. От точности расчета зависит безопасность и работоспособность системы.