4 Задание на лабораторную работу:

Вариант 1: Проектирование СОУЭ для учебного корпуса.

Исходные данные: Трехэтажное здание. На каждом этаже – 10 учебных аудиторий (шум до 55 дБ), коридор длиной 50 м (шум до 65 дБ). Требуется обеспечить эвакуацию по плану, разработанному для 3-го типа СОУЭ.

5. Ход работы

Этап 1. Анализ объекта и обоснование выбора типа системы

Анализ:

• Объект — учебный корпус (трёхэтажный), аудитории небольшие (обычно 30–40 чел.), коридоры длинные 50 м. Требуется обеспечить эффективную эвакуацию при пожаре с речевой информацией и индикацией направлений эвакуации.

• По заданию — СОУЭ 3-го типа: система речевого оповещения (Voice Alarm) с возможностью вещания заранее записанных / голосовых сообщений, приоритетных сообщений для спасения/эвакуации, интеграция с пожарной сигнализацией (ПКП) для автоматической передачи тревоги.

Обоснование выбора типа СОУЭ (3-й тип):

• Для учебного корпуса важна разборчивость речи (инструкции эвакуации, указания по маршруту), поэтому речевой тип СОУЭ (а не только звуковые сирены) — обоснованный выбор. Речевое оповещение позволяет дистанционно направлять эвакуацию, даёт высокую информативную нагрузку и интегрируется с ПКП для автоматического запуска задач эвакуации.

• Возможность зональной трансляции (по этажам/коридорам/аудиториям) — обязательна (много зон и возможна селективная блокировка/тест).

Этап 2. Расчёт необходимого уровня звукового давления (SPL)

Применяем формулу, указанную в задании (буквально):

• Для аудиторий: фон = 55 дБ. Требуемый SPL = max(55 + 75, 105) = max(130, 105) = 130 дБ.

• Для коридора: фон = 65 дБ. Требуемый SPL = max(65 + 75, 105) = max(140, 105) = 140 дБ.

Комментарий по результату расчёта (важно):

Полученные значения (130 … 140 дБ) — технически очень большие для отдельных акустических оповещателей и опасны для слуха; стандартные громкоговорители/рупоры и комбинированные оповещатели дают обычно 95–110 дБ на близкой дистанции (1 м). Поэтому:

1. Прямое выполнение формулы показывает, что добиться 130–140 дБ в помещениях штатными устройствами практически невозможно и опасно для людей (уровни >120 дБ считаются травмирующими при длительном воздействии). Это означает, что либо формулировка задания намеренно «строгая» (чтобы студенты показали, что понимают принцип), либо требуется зональное распределение мощности и использование речевого усиления по 100-В линии так, чтобы в точках пребывания людей получить достаточную разборчивость речи, а не абсолютные 130–140 дБ.

2. Практическая корректировка (предложение проектировщика): В реальных проектах для речи ориентируются на достижение уровня речи на слушателе примерно 70–85 дБ SPL, а не 130 дБ; дополнительно добиваются разборчивости речи (STI/RASTI) и превышения фонового уровня на 10–20 дБ (обычно достаточно для чёткой разборчивости). Поэтому для учебного корпуса целесообразно ориентироваться на:

   • в аудиториях: целевой уровень речи 75–80 дБ на рабочих местах (при фоне 55 дБ это даст +20…25 дБ), что достаточо для разборчивости;

   • в коридорах/шумных зонах: 85–95 дБ (в коридоре фон 65 дБ, +20…30 дБ) для того, чтобы сообщение было слышно. То есть практический проект будет нацелен на SPL 75–95 дБ в точках прослушивания, а не на формальные 130–140 дБ — и это отвечает здравому смыслу и требованиям безопасности речи (а не уровней опасного шума).

Пример расчёта покрытия и ослабления звука (демонстрация):

Возьмём настенный громкоговоритель Sonar SW-03 (3 Вт) с указанным SPL ≈ 97 дБ @1 м (max). Закон распространения для приблизительной оценки (сферическое/приблизительное): изменение уровня по расстоянию ~ −20·log10(r) (r — расстояние в метрах от 1 м).

• SPL на 1 м = 97 дБ.

• На 3 м: 97 − 20·log10(3) ≈ 97 − 9.54 ≈ 87.5 дБ.

• На 6 м: 97 − 20·log10(6) ≈ 97 − 15.56 ≈ 81.4 дБ.

• На 10 м: 97 − 20 ≈ 77 дБ.

Вывод: один такой громкоговоритель, установленный в аудитории (~площадь 6×8 м), обеспечит в большинстве точек ~77–87 дБ — что даёт значительную разборчивость речи по сравнению с фоном 55 дБ (превышение 22…32 дБ). Следовательно на практике в аудиториях достаточно 1 громкоговорителя настенного 3…5 Вт (или потолочного 5 Вт) на комнату (в зависимости от размеров), а в коридорах применяются рупорные громкоговорители/рупорные рупоры GR-5 или комбинированные маяки с усилителем/рупорными колоннами с большей мощностью.

Итог по расчетам (практическая постановка):

• Официальная формула задания даёт нереалистичные 130–140 дБ — отмечено и объяснено.

• Для проекта принимаем практически обоснованную цель: целевой SPL в аудиториях 75–80 дБ, в коридорах 85–95 дБ. Проект обеспечивает это за счёт выбора громкоговорителей и подходящего усилителя (100-В линия) с расчётом мощности по зонам.

Этап 2. Подбор типов оповещателей по зонам

• Аудитории (каждая): настенные/потолочные речевые громкоговорители 3–5 Вт (SONAR SW-03 / SP-3W или потолочные 5 Вт) — 1 громкоговоритель на аудиторию. Источник: SONAR каталоги. (pa-systems.ru)

• Коридоры (50 м длина): рупорные громкоговорители / крупные рупоры (ГР-5) и при необходимости отдельно зонируемые 100-В линии, чтобы добиваться 85–95 дБ в точках движения. (td-signal.ru)

• Общие зоны и лестницы: комбинированные светозвуковые оповещатели (например, Маяк-12К / С2000-ИК) для визуального сопровождения тревоги и локального звукового сигнала. (Торговый Дом ТИНКО)

• Световые указатели маршрута (табло «Выход»): у дверей эвакуации и на каждом повороте коридоров — APOLLO / ТС-серии / стандартные LED табло. (Apollo Lighting Ltd)

Этап 3. Количество и размещение (типовой расчёт)

Аудитории:

• 3 этажа × 10 аудиторий = 30 аудиторий → 30 настенных/потолочных громкоговорителей (1 на аудиторию).

• Каждый громкоговоритель — Sonar 3–5 Вт (SPL ~97 дБ @1 м) → обеспечивает необходимый уровень в аудитории (см. расчёт attenuation выше). (pa-systems.ru)

Коридоры:

• Коридор 50 м на каждом этаже: для равномерного покрытия предлагается установить рупорные громкоговорители (GR-5 или эквивалент) через каждые ~10–15 м (т.е. ~4 шт. на этаж) или использовать 100-В линию с потолочными/проходными громкоговорителями для равномерного покрытия; итог — 3–4 устройства на этаж. (td-signal.ru)

Усиление/мощность:

• Для обеспечения зон (аудитории + коридоры) используется 1–2 усилителя 120–240 Вт (100-В линия) с зонной коммутацией (например Bosch PLE-1P120 / PLE-1P240), в зависимости от суммарной мощности подключённых громкоговорителей. (shop-avallon.ru)

Таблица выбранного оборудования для проекта (рекомендуемая комплектация)

	Наименование	Модель (пример)	Кол-во	Обоснование
1	Приёмно-контрольный прибор (ПКП)	РУБЕЖ-2ОП (R3) — центральный ПКП	1	Адресный ПКП с возможностью интеграции оповещения/управления; позволяет централизованное управление СОУЭ. (products.rubezh.ru)
2	Усилитель мощности (речевой)	Bosch PLE-1P120 (120 Вт, 100В)	1–2	Усилитель для 100-В линии; зонный выход; резервирование — зависит от суммарной мощности. (shop-avallon.ru)
3	Речевые громкоговорители (аудитории)	SONAR SW-03 / SP-3W (3 Вт)	30 (1/аудитория)	Достаточная мощность и заявленный SPL для аудиторий; компактны и экономичны. (pa-systems.ru)
4	Рупорные громкоговорители (коридоры)	ГР-5 (рупорный)	3–4 / этаж (итого 9–12)	Для длинных коридоров и открытых зон; высокая направленность и разборчивость речи. (td-signal.ru)
5	Комбинированные светозвуковые оповещатели	Маяк-12К / С2000-ИК	по необходимости на лестничных площадках/в холлах	Визуальная индикация тревоги + локальная звуковая сирена. (Торговый Дом ТИНКО)
6	Световые табло «ВЫХОД»	ТС-серия / APOLLO SL-E	на путях эвакуации (по проекту)	Стандартные LED табло для указания направлений эвакуации. (xn----7sbbhncbbmjf9arlot6b7h5a.xn--p1ai)
7	Кабель, коммутация, блоки питания и резервный АКБ	—	по проекту	Линии 100-В, линии 24/12 В для табло, резервное питание 24 В/аккумулятор.

Этап 4. Разработка структурной (функциональной) схемы

Рис. 1. Схема системы

Вывод:

Выполнил поиск коммерческих предложений и подобрал по 2+ модели для каждого типа устройств (ПКП, звуковые, речевые, световые), привёл ориентировочные цены и источники. (См. таблицы и ссылки).

Буквальная интерпретация формулы задания (требование фон + 75 дБ, минимум 105 дБ) даёт нереалистичные и опасные значения (130–140 дБ) для учебного корпуса. Это важно отметить — в реальных проектах требования корректируются в пользу разборчивости речи и безопасных уровней звука (целевая SPL ≈ 75–95 дБ в точках прослушивания, а не 130 дБ). Обоснование и расчёт падения звука по расстоянию показаны на примере громкоговорителя (SONAR SW-03).

Практическое решение: СОУЭ 3-го типа с адресным ПКП (РУБЕЖ-2ОП или С2000-M), зонными усилителями (100-В линия, Bosch или эквиваленты) и распределёнными речевыми громкоговорителями в аудиториях и рупорными в коридорах. Это обеспечивает требуемую разборчивость речи и возможность зоновой трансляции/приоритизации сообщений.