4. Расчёт мощности громкоговорителей для одиночной и двойной потолочной цепочек и потолочной решётки

Расчёт мощности громкоговорителей для одиночной и двойной потолочных цепочек и потолочной решетки осуществляется в следующей последовательности:

- определятся необходимый уровень звука в помещении по формуле (1). Если уровень фонового шума более 75 дБ, тогда необходимый уровень звука определяется по формуле:

L_max = L_a + 7, (5)

- рассчитывается звуковое давление, которое должен развивать громкоговоритель в удалённой точке по формуле:

P_max = 10 ^{0,05 ∙ (Lmax - 94)}, (6)

- определяется звуковое давление, которое должен развивать громкоговоритель на расстоянии 1 м:

для одиночной цепочки, расположенной по средней линии помещения:

P₁ = P_max ∙ , (7)

для потолочной решетки:

P₁ = P_max ∙ (8)

где, b – ширина помещения, м; D – расстояние между громкоговорителями в цепочке, м.       

          - определяется уровень звукового давления, которое должен обеспечивать каждый громкоговоритель:           по значению выбирается необходимый громкоговоритель или находится его необходимая типовая мощность. При выборе по типовой мощности используется соотношение 95 дБ/Вт.  

Пример1: Требуется рассчитать количество и мощность громкоговорителей для магазина площадью 150 м² и высотой потолка 4,5 м.

- определяем количество громкоговорителей по табл.1. Требуется 5 громкоговорителей.

- для определения суммарной мощности, воспользуемся номограммой рис.1. При уровне звука порядка 95,5 дБ суммарная мощность составит 13,5 Вт. Выбираем 5 громкоговорителей по 3 Вт.

Пример 2: Рассчитать мощность громкоговорителя в сосредоточенной системе с двумя громкоговорителями. Исходные данные: расстояние от громкоговорителя до удалённой точки L = 15 м; уровень фонового шума L_a = 75 дБ.

Определяется необходимый уровень звука в удаленной точке озвучиваемого помещения по формуле (1):

L_max = 75 + 10 = 85 дБ.

Звуковое давление, которое должен развивать громкоговоритель в удалённой точке рассчитывается по формуле(6):

P_max = 10 ^{0,05 ∙ (85 – 94)} = 0,35 Па.

Звуковое давление для нескольких громкоговорителей рассчитывается по формуле (3):

P₁ = (0,35 ∙ 15) / = 3,6 Па.

Уровень звукового давления, которое должен развивать громкоговоритель на расстоянии 1 м, рассчитываем по формуле (4):

L_гр = 20 lg(3,6 / 2 ∙ 10^-5) = 105 дБ.

Типовой громкоговоритель мощностью 1 Вт обеспечивает уровень звукового давления примерно 95 дБ, мощностью 2 Вт - 97 дБ, 4 Вт - 101 дБ, 8 Вт - 104 дБ. Следовательно, каждый из двух громкоговорителей должен иметь мощность около 8 Вт.

Пример 3: Рассчитать мощность громкоговорителя в сосредоточенной системе с направленным громкоговорителем. Исходные данные: расстояние от громкоговорителя до удаленной точки L - 80 м, уровень фонового шума - La - 70 дБ.

Определяется необходимый уровень звука в удаленной точке озвучиваемого помещения по формуле (1):

L_max = 70 +10 = 80 дБ.

Звуковое давление, которое должен развивать громкоговоритель в удалённой точке рассчитывается по формуле (6):

P_max = 10 ^{0,05 ∙ (80 – 94)} = 0,19 Па.

Необходимое звуковое давление на расстоянии 1 м от громкоговорителя рассчитывается по формуле (2):

P₁ = 0,19 ∙ 80 = 15,2 Па.

Уровень звукового давления, которое должен развивать громкоговоритель на расстоянии 1 м, рассчитываем по формуле (4):

L_гр = 20 lg(15,2 / 2 ∙ 10^-5) = 117,6 дБ.

Громкоговоритель типа 50ГРД-3 мощностью 50 Вт имеет уровень звукового давления 118 дБ, т.е. достаточный для озвучивания участка на заданном расстоянии.

Пример 4: Рассчитать мощность громкоговорителя для операционного зала банка. Исходные данные: Длина помещения - 18 м, ширина - 7,5 м, высота - 4,5 м. Рекомендуется использовать два громкоговорителя - по одному на каждую сторону. Шаг громкоговорителей: D = 6 м. По назначению помещения ожидаемый уровень фонового шума 60-63 дБ.

Определяется необходимый уровень звука в удаленной точке озвучиваемого помещения по формуле (1):

L_max = 63 +10 = 73 дБ.

Звуковое давление, которое должен развивать громкоговоритель в удалённой точке рассчитывается по формуле (6):

P_max = 10 ^{0,05 ∙ (73 – 94)} = 0,09 Па.

Звуковое давление, которое должен развивать громкоговоритель на расстоянии 1 м для формуле (8):

P₁ = 0,09 ∙ = 0,35 Па.

Уровень звукового давления, которое должен развивать громкоговоритель на расстоянии 1 м, рассчитываем по формуле (4):

L_гр = 20 lg(0,35 / 2 ∙ 10^-5) = 85 дБ.

Такой уровень звукового давления соответствует типовым громкоговорителям с мощностью, меньшей 0,5 Вт.

Пример 5: Рассчитать мощность громкоговорителя для торгового зала магазина. Исходные данные: длина помещения: L-25 м, ширина: b - 18 м, высота: h - 5 м, люди преимущественно стоят - добавочная высота: hd - 1,5 м. Рекомендуется двойная настенная цепочка, по три громкоговорителя на каждую сторону, шаг цепочки D - 8 м. По назначению и площади объекта ориентировочный уровень фонового шума 65-70 дБ.

Определяется необходимый уровень звука в удаленной точке озвучиваемого помещения по формуле (1):

L_max = 70 +10 = 80 дБ.

Звуковое давление, которое должен развивать громкоговоритель в удалённой точке рассчитывается по формуле (6):

P_max = 10 ^{0,05 ∙ (80 – 94)} = 0,2 Па.

Звуковое давление, которое должен развивать громкоговоритель на расстоянии 1 м по формуле (7):

P₁ = 0,2 ∙ = 0,97 Па

Уровень звукового давления, которое должен развивать громкоговоритель на расстоянии 1 м, рассчитываем по формуле (4):

L_гр = 20 lg (0,97 / 2 ∙ 10^-5) = 94 дБ.

Такой уровень звукового давления соответствует типовому громкоговорителю мощностью немного меньше 1 Вт. Следовательно, можно использовать громкоговорители по 1 Вт каждый.

Справочные данные

Потолочные громкоговорители Inter-M крепятся в подвесные и реечные потолки, имеют небольшой вес и широкий диапазон звуковой мощности.

Таблица 2

Характеристики потолочных громкоговорителей Inter-M

№ п/п	Наименование громкоговорителя	Звуковое давление, дБ
1	APT-01	90
2	MS-30	97
3	CS-05	92
4	MS-03	89

Таблица 3

Характеристики потолочных громкоговорителей Inter-M

№ п/п	Наименование громкоговорителя	Звуковое давление, дБ
1	SWS-03 / SWS-03A(i)	89
2	SWS-10 / SWS-10A(i)	90
3	CS-710	88
4	CS-940	93

Таблица 4

Характеристики всепогодных громкоговорителей Inter-M

№ п/п	Наименование громкоговорителя	Звуковое давление, дБ
1	CS-510	99
2	CH-520	102
3	HS-20	106
4	HS-30RT	107

Задание