L'une des tâches principales résolues dans le processus de calcul électroacoustique, effectué au stade initial de la conception des systèmes d'alerte incendie - SOUE, est la tâche de sélection et de placement des annonciateurs vocaux (ci-après dénommés haut-parleurs). Les haut-parleurs peuvent être installés aussi bien dans des espaces ouverts que dans des pièces fermées (protégées). L'objectif de cet article est de proposer et de justifier des options pour le placement optimal des alarmes vocales (ci-après dénommées haut-parleurs) dans des locaux fermés (protégés).

Dans les espaces clos, il est recommandé d'installer des enceintes intérieures, car elles sont les plus optimales en termes de paramètres et de qualité. Selon la configuration de la pièce, ceux-ci peuvent être de type plafond ou mur. Un placement correct des haut-parleurs permet une distribution uniforme du son dans la pièce, obtenant ainsi une bonne intelligibilité. Si nous parlons de qualité sonore, elle sera principalement déterminée par la qualité des enceintes sélectionnées. Ainsi, par exemple, lors de l'utilisation de haut-parleurs de plafond, il faut tenir compte du fait que l'onde sonore du haut-parleur se propage perpendiculairement au sol, donc la zone sonore à la hauteur des oreilles des auditeurs est un cercle, le rayon de qui est considérée comme égale à la différence entre la hauteur d'installation (montage) de l'enceinte et la distance jusqu'au repère de 1,5 m du sol (selon documentation réglementaire). Dans la plupart des problèmes de calcul de l'acoustique du plafond, les ondes sonores sont identifiées avec des rayons géométriques, tandis que le modèle de directivité (DP) du haut-parleur détermine les paramètres (angles) triangle rectangle Ainsi, pour calculer le rayon d'un cercle (côté d'un triangle), le théorème de Pythagore suffit. Pour fournir un son uniforme dans toute une pièce, les haut-parleurs doivent être installés de manière à ce que les zones résultantes se touchent ou se chevauchent légèrement. Dans le cas le plus simple, le nombre requis de haut-parleurs est obtenu à partir du rapport entre la taille de la zone sonore et la surface sonore d'un haut-parleur.

L'un des principaux paramètres à déterminer dans les calculs est le pas de la chaîne d'enceintes. Elle sera déterminée par la taille de la pièce, la hauteur d'installation des enceintes et leur directivité (PDP).

Lorsque vous placez des enceintes murales dans des couloirs le long d’un mur, l’espacement recommandé est :

hors réflexions des murs :

(Pas d'aménagement, m) = (Largeur du couloir, m) x 2

• en tenant compte des réflexions des murs :

  (Pas d'aménagement, m) = (Largeur du couloir, m) x 4

Lorsque vous disposez des enceintes murales dans des pièces rectangulaires le long de deux murs en forme de damier, l'étape de placement est la suivante :

Lorsque vous placez des enceintes murales dos à dos dans des pièces rectangulaires le long de deux murs, l'étape de placement est la suivante :

Exigences principales

Voici la principale exigence de la documentation réglementaire (ND) :

Le nombre d'alarmes incendie sonores et vocales (haut-parleurs), leur emplacement et leur puissance doivent assurer le niveau sonore dans tous les lieux de résidence permanente ou temporaire des personnes conformément aux normes du présent règlement.

La conception des systèmes d'alerte s'accompagne d'un calcul électroacoustique (EAC). La conséquence d'un EAR compétent est l'optimisation - la minimisation moyens techniques, améliorant la qualité de la perception. La qualité de perception, quant à elle, se caractérise par le confort sonore de la musique d'ambiance et l'intelligibilité des messages vocaux. Le critère d'exactitude de l'EAR réside dans les exigences de la documentation réglementaire (ND), qui peuvent être divisées en :

• exigences relatives à un annonciateur vocal (haut-parleur);

  exigences relatives aux niveaux de signaux audio ;

  exigences relatives à l'emplacement des alarmes vocales (haut-parleurs).

Il convient de noter que l'AR n'énonce que les exigences (minimales) nécessaires, tandis que les exigences suffisantes (maximales) sont assurées par la présence de techniques compétentes et, en leur absence, par l'alphabétisation et la responsabilité du concepteur.

Exigences en matière de haut-parleurs

Les exigences suivantes sont énoncées. Les alarmes sonores doivent fournir un niveau pression sonore tel que:

Les signaux sonores de la SOUE fournissaient un niveau sonore global (le niveau sonore du bruit constant ainsi que tous les signaux produits par les sirènes) d'au moins 75 dBA à une distance de 3 m de la sirène, mais pas plus de 120 dBA à aucun moment. point dans les locaux protégés.

Ce paragraphe contient deux exigences : l'exigence de pression acoustique minimale et maximale.

Pression sonore minimale

Le haut-parleur doit fournir un niveau de signal sonore (minimum) à une distance de 1 m du centre géométrique :

Pression sonore maximale

Définissons le point de conception :

Point de calcul (PT) - le lieu de localisation possible (probable) des personnes, le plus critique du point de vue de la position et de la distance par rapport à la source sonore (haut-parleur). RT est sélectionné sur le plan de conception - un plan (imaginaire) tracé parallèlement au sol à une hauteur de 1,5 m.

Exigences relatives aux niveaux de signal audio

La principale exigence relative au niveau (nécessaire) du signal sonore est définie dans la ND :

Les signaux sonores du SOUE doivent fournir un niveau sonore d'au moins 15 dBA supérieur au niveau sonore admissible de bruit constant dans la pièce protégée. Les mesures du niveau sonore doivent être effectuées à une distance de 1,5 m du niveau du sol.

Exigences en matière d'arrangement

La principale exigence relative à l’emplacement des haut-parleurs est définie dans la ND :

L'installation de haut-parleurs et autres annonciateurs vocaux (haut-parleurs) dans des locaux protégés doit exclure la concentration et la répartition inégale du son réfléchi.

Les annonciateurs vocaux (haut-parleurs) doivent être situés de manière à ce qu'en tout point de l'objet protégé où il est nécessaire d'avertir les personnes d'un incendie, l'intelligibilité des informations vocales transmises soit assurée.

Prise en compte des principales caractéristiques des enceintes

Selon, le placement des haut-parleurs fait partie des mesures d'organisation prises lors de conception de SOUE et appelé calcul électroacoustique. Le plus important n'est pas seulement la disposition, mais la disposition optimale des haut-parleurs, qui permet de minimiser la quantité de ressources estimées (temps) et matérielles.

Les méthodes de placement des haut-parleurs sont étroitement liées à leurs caractéristiques de conception. La classification la plus généralisée est :

par exécution ;

par caractéristiques de conception ;

par caractéristiques ;

Selon la méthode de correspondance avec l'amplificateur.

Prise en compte du type et des caractéristiques de conception des haut-parleurs

En fonction de leur conception, les haut-parleurs peuvent être divisés en internes et externes. Une caractéristique de la conception interne est la classe de protection IP. Pour les enceintes intérieures, IP-41 est suffisant, pour les enceintes externes - au moins IP-54. Pour une utilisation en intérieur, principalement à des fins d'économie, des haut-parleurs d'intérieur sont utilisés.

En fonction des tâches à résoudre, des haut-parleurs de différents types peuvent être utilisés conception. Par exemple, selon la configuration de la pièce, des enceintes fixées au plafond ou au mur peuvent être utilisées. Pour sonder des zones ouvertes, des haut-parleurs à pavillon sont utilisés, en raison de leurs caractéristiques, de leur classe de protection, haut degré directionnalité du son, haute efficacité.

Particularités de la prise en compte des principaux paramètres des enceintes

Pour effectuer un placement correct des haut-parleurs, nous aurons besoin les caractéristiques suivantes(principaux paramètres) du haut-parleur :

Calcul de la pression acoustique des haut-parleurs

Le volume d'un haut-parleur ne peut pas être mesuré directement, c'est pourquoi, en pratique, il est exprimé en termes de niveaux de pression acoustique, mesurés en décibels, dB.

La pression acoustique d'un haut-parleur est déterminée à la fois par sa sensibilité et par la puissance électrique fournie à son entrée :

Sensibilité du haut-parleur P 0, dB (la sensibilité du haut-parleur est parfois appelée SPL de l'anglais SPL - Sound Pressure Level) - niveau de pression acoustique mesuré sur l'axe de travail du haut-parleur, à une distance de 1 m du centre de travail à une fréquence de 1 kHz avec une puissance de 1 W.

Puissance du haut-parleur

Il existe plusieurs grands types de pouvoir :

Puissance nominale du haut-parleur- puissance électrique à laquelle la distorsion non linéaire du haut-parleur ne dépasse pas les valeurs requises.

Puissance nominale du haut-parleur- est définie comme la puissance électrique la plus élevée à laquelle un haut-parleur peut fonctionner de manière satisfaisante pendant une longue période sur un signal sonore réel sans dommage thermique et mécanique.

Puissance sinusoïdale- puissance sinusoïdale maximale à laquelle le haut-parleur doit fonctionner pendant 1 heure avec un signal musical réel sans subir de dommages physiques (cf. puissance sinusoïdale maximale).

En général, le réglage de puissance doit correspondre à la valeur spécifiée par le fabricant de l'enceinte.

Il est recommandé de calculer la pression acoustique du haut-parleur en fonction de la puissance du haut-parleur.

Calculs de base

Réduction de la pression acoustique en fonction de la distance

Pour calculer le niveau de pression acoustique au point de conception, il reste à déterminer un autre paramètre important - le degré de réduction de la pression acoustique en fonction de la distance - divergence, P 20, dB. Selon l'endroit où l'enceinte est installée - à l'intérieur ou à l'extérieur, différentes formules (approches) sont utilisées.

Calcul du niveau de pression acoustique en RT

Connaissant les paramètres du haut-parleur - sa sensibilité - P 0, dB, la puissance sonore d'entrée P W, W et la distance au RT, r, m, nous calculons le niveau de pression acoustique L 1, dB, développé par celui-ci dans le RT :

Pression acoustique en RT à travail simultané n haut-parleurs :

Calcul de la portée efficace

La plage sonore effective d'un haut-parleur est la distance entre le haut-parleur et le point auquel la pression acoustique ne dépasse pas (US+15) dB :

La portée sonore effective (haut-parleur) D, m, peut être calculée :

Kochnov Oleg Vladimirovitch
Responsable du département formation et production de la société ESCORT GROUP

Les transformations économiques intensives en cours dans notre pays, un cadre réglementaire amélioré et renforcé contribuent à la renaissance de l'industrie et à la croissance du nombre d'entreprises manufacturières. En poursuite loi fédérale du 22 juillet 2008 - Loi fédérale n° 123-FZ " Règlements techniques sur les exigences en matière de sécurité incendie", les locaux de production des entreprises industrielles dans lesquels des personnes y travaillent doivent être protégés par des systèmes la sécurité incendie. L'élément le plus important qui garantit la sécurité globale des bâtiments et des structures sont les mesures organisationnelles, dont un élément est le calcul électroacoustique. L'objectif de cet article est de présenter au lecteur la méthode de calcul électroacoustique (EAC), d'en apporter une justification à la fois normative et factuelle - d'exposer les spécificités du calcul dans des conditions de bruit élevé, caractéristiques de entreprises industrielles, démontrer des exemples de calcul.

En cas d'incendie (ou d'autres situations d'urgence) survenant à l'intérieur des locaux de production (ou sur le territoire d'une entreprise protégée), le système d'alerte est activé (automatiquement allumé), diffusant des textes spécialement conçus nécessaires à l'évacuation efficace des personnes vers Un endroit sur.

Les types de systèmes d'alerte suivants sont utilisés dans les entreprises industrielles :

■ des systèmes de contrôle d'alerte et d'évacuation (WEC), conçus sur la base de ;

■ des systèmes d'alerte sur site (OSO) et locaux (LSO) en cas d'urgence, ainsi que des systèmes de sonorisation conçus sur la base de . La base réglementaire pour la conception de systèmes d'alerte centralisés, locaux et basés sur site est la loi fédérale n° 68-FZ « sur la protection de la population et des territoires contre les situations d'urgence naturelles et d'origine humaine » du 21 décembre 1994.

Dans les installations particulièrement grandes, telles que les centrales nucléaires ou hydroélectriques, des systèmes de commande et de recherche (complexes) sont utilisés.

La fiabilité de la transmission d'un message d'urgence est déterminée par les caractéristiques, la fonctionnalité et la fiabilité des moyens techniques des systèmes d'alerte, mais la fiabilité de la perception ne peut être confirmée que par des calculs.

Le calcul électroacoustique permet d'obtenir suffisamment haute précision déterminer le niveau de pression acoustique au point dit de conception (RT) - le point (emplacement) de localisation possible des personnes. Ces points sont sélectionnés aux endroits les plus critiques en termes d'éloignement et de bruit qui y sont présents. Connaissant la distance entre le point calculé et la source sonore, il est facile de déterminer le degré de diminution de la pression acoustique à distance, mais cela n'est pas du tout suffisant. Selon les exigences de la documentation réglementaire, il est nécessaire de garantir les conditions dans lesquelles le niveau obtenu se situe dans certaines limites.

Dans les spécificités des entreprises industrielles, la tâche la plus importante est de déterminer la valeur exacte du niveau sonore sur le lieu de travail. Il convient de noter que instruments de mesure dans de telles tâches, il ne peut être utilisé que comme moyen auxiliaire en raison de conditions en constante évolution. Ainsi, les conditions d'une perception claire peuvent être réunies en résolvant deux problèmes : le placement efficace des haut-parleurs et les mesures de protection acoustique.

Chacun de ces systèmes utilise un haut-parleur comme élément exécutif final - un dispositif qui convertit le signal électrique à l'entrée en un signal acoustique (audible) à la sortie. En fonction des exigences liées à la nature des informations transmises (diffusées), le haut-parleur est soumis à exigences différentes. Ainsi, selon les exigences énoncées dans, si le nombre de personnes travaillant pour usine: dans un atelier, un entrepôt, un laboratoire, etc., dépasse 100 personnes, alors pour protéger un tel objet, le type 3 SOUE est utilisé - un système d'avertissement vocal qui diffuse des textes spécialement conçus. Dans ce cas, le haut-parleur doit fonctionner efficacement dans la plage de 200 Hz à 5 kHz. Le concept d'efficacité doit être compris à la fois comme la valeur de la pression acoustique (intensité) et l'efficacité du haut-parleur. Pour augmenter le niveau de contenu informatif des SOUE, ils incluent également une méthode d'avertissement lumineux.

BASES DU CALCUL ÉLECTROACUSTIQUE

Le concept de « calcul acoustique » (AC) en lui-même est assez vaste. Dans le cadre de la garantie de la sécurité des personnes à l'intérieur des locaux industriels, un calcul dit électroacoustique (EAC) est réalisé, au cours duquel :

■ les locaux protégés sont analysés ;

■ points de conception sélectionnés (PT) ;

■ la pression acoustique dans le RT est calculée ;

■ les niveaux de bruit (NL) dans la caractéristique RT d'une pièce donnée sont déterminés ;

■ sont identifiés sources supplémentaires bruit;

■ les conditions aux limites du calcul sont vérifiées ;

■ les paramètres des haut-parleurs sont sélectionnés et leurs modèles de placement sont déterminés ;

■ si les conditions limites ne sont pas remplies, des mesures organisationnelles sont développées pour augmenter la fiabilité du transfert d'informations.

Les exigences relatives à l'EAR se trouvent dans l'annexe A, ainsi que la méthodologie. Il convient toutefois de noter que celle disponible dans cette application La technique est totalement inadaptée à tout calcul sérieux.

Le nom du calcul - électroacoustique - est dû à la prise en compte des paramètres électriques du trajet sonore, qui constituent l'entrée du calcul acoustique. Il convient de noter que les exigences de calcul énoncées dans ne sont pas entièrement suffisantes, mais elles sont nécessaires, c'est pourquoi cet article se concentrera sur le respect de ces exigences. Quant aux spécificités de ce calcul, notamment le bruit élevé, nous nous appuierons sur SNiP for Noise, qui expose de manière suffisamment détaillée à la fois les mesures de conception et d'organisation pour le calcul, l'enregistrement et la lutte contre le bruit élevé.

Considérons les concepts de base nécessaires pour réaliser EAR.

PARAMÈTRES DE BASE DU HAUT-PARLEUR

Selon la documentation réglementaire, les haut-parleurs doivent reproduire un signal audio ou vocal dans la plage : 200 Hz - 5 kHz.

La pression acoustique d'un haut-parleur se mesure en décibels (dB) et est déterminée à la fois par sa sensibilité P 0, dB, et par la puissance électrique, P W, W, fournie à son entrée :

P db = P o + 10log (P w / Pore ​​P), (1)

R o - sensibilité du haut-parleur, dB ; P W - puissance du haut-parleur, W ; Pore ​​P - puissance seuil = 1W.

Sensibilité du haut-parleur, dB - niveau de pression acoustique mesuré sur l'axe de travail du haut-parleur à une distance de 1 m du centre de travail à une fréquence de 1 kHz avec une puissance de 1 W. La puissance du haut-parleur est tirée de la fiche technique fournie par le fabricant ou le fournisseur, et les circonstances suivantes doivent être prises en compte :

1) Si le passeport ne contient aucune référence ou instruction particulière, alors (dans la plupart des cas) ce qu'on appelle Puissance RMS mesurée à 1 kHz.

2) Sur ce qu'on appelle "gradations d'inclusion".

Un commentaire est requis ici. Le fait est que les haut-parleurs utilisés dans les systèmes de sonorisation sont basés sur un transformateur. En règle générale, l'enroulement primaire d'un transformateur comporte plusieurs prises qui ont des impédances différentes et permettent un fonctionnement à des puissances différentes. Par conséquent, dans la formule (1), il est nécessaire d'indiquer la puissance de commutation spécifique.

Exécution. Un paramètre important des haut-parleurs, typique des locaux industriels, est un paramètre appelé « performance ». Pour diverses conditions fonctionnement (température, humidité, poussière, environnements agressifs), des haut-parleurs avec différentes classes de performances (protection) peuvent être utilisés. À basse température, des haut-parleurs résistants au gel sont utilisés. Pour des concentrations accrues d'humidité et de poussière - haut-parleurs avec différents degrés de protection, déterminés par l'indice IP :

■ IP-41 - espaces clos ;

■ IP-54 - version rue ;

■ IP-67 - degré élevé de protection contre la poussière et l'humidité. Des paramètres de haut-parleurs supplémentaires seront discutés ci-dessous.

DONNÉES INITIALES POUR LE CALCUL ÉLECTROACUSTIQUE

Les données initiales de l'EAR (dans les entreprises manufacturières) sont :

■ plan et coupe de la salle avec localisation des équipements technologiques et d'ingénierie afin de sélectionner les points de conception ;

■ détermination du niveau de bruit aux points de conception ;

■ des informations sur les caractéristiques de l'enveloppe du bâtiment (coefficients d'absorption) ;

■ caractéristiques techniques et dimensions géométriques des sources sonores.

Pour calculer le niveau de pression acoustique au point de conception, deux concepts importants doivent être pris en compte :

■ la notion même de « point de conception » (RT) ;

■ la notion de « niveau de bruit » (NL) en République du Tatarstan.

POINT DE CONCEPTION

Le point calculé est l'endroit le plus critique de localisation possible (probable) de personnes en termes de position et de distance par rapport à la source sonore (haut-parleur). RT est sélectionné sur le plan de conception - un plan (imaginaire) tracé parallèlement au sol à une hauteur de 1,5 m (1,2 m pour les sièges) dans un endroit avec pires conditions- le point le plus éloigné du haut-parleur ou celui ayant la plus grande NA.

Selon ND, RT sont sélectionnés :

■ dans la zone sonore directe ;

■ dans le domaine du son réfléchi ;

■ au milieu de la foule (lieu de concentration maximale de personnes).

Ce choix (méthode) ne convient pas aux EAR, sauf pour le dernier point, et voici pourquoi. Dans le contexte, la zone sonore directe fait référence à une distance ne dépassant pas deux fois la taille de la source sonore. Par sources sonores (bruit), on entend les machines, les turbines, les unités, etc. Même si le plus grand haut-parleur est utilisé comme source sonore, cette distance ne dépassera pas 1 m, ce qui n'est pas pertinent.

Dans le domaine du son réfléchi. On entend ici un point situé, d'une part, à proximité de la surface réfléchissante et, d'autre part, le plus loin possible de la source sonore. Le choix de RT à proximité de la surface réfléchissante s'explique par les spécificités du calcul acoustique, un calcul spécifique aux sources de bruit, pour lequel l'énergie sonore directe et l'énergie de diffusion sont prises en compte. Lorsque l'on s'éloigne de la source de bruit jusqu'à une distance deux fois supérieure à sa taille, l'influence de la composante de diffusion commence à prévaloir fortement, voir la formule (7) ci-dessous. Le calcul électroacoustique, dans sa spécificité, est proche du calcul acoustique réalisé pour les cinémas et les salles de concert, dont l'information caractéristique est la musique ou la parole. De tels calculs pour garantir une bonne intelligibilité sont effectués en utilisant la théorie dite des rayons géométriques, qui permet de prendre en compte les réflexions et de déterminer les niveaux de son direct arrivant au RT. Selon cette théorie, connue des Grecs de l’Antiquité, l’énergie sonore est identifiée à un rayon subtil (de lumière). Lorsque vous frappez des objets, une partie de l'énergie sonore est absorbée et une partie est réfléchie sous le même angle.

En acoustique, le son direct signifie à la fois le son direct - le son se propageant directement de la source au RT, et les réflexions primaires - le son entrant dans le RT, réfléchi par les surfaces (plates-formes) pas plus d'une fois.

NIVEAUX DE BRUIT

Pour réaliser l’EAR, il est nécessaire de connaître la valeur exacte de l’UR. Il existe un certain nombre de difficultés liées à la définition de SG. Quelle valeur exacte du niveau de bruit doit-on utiliser, à quelle fréquence doit-il être mesuré, etc.

Vous pouvez déterminer la valeur de l'UR de plusieurs manières :

■ mesure directe ;

■ à partir de tableaux normatifs ;

■ calculs complémentaires.

Concernant l'USH, il existe une documentation assez sérieuse sous la forme, cependant, par exemple, les concepteurs du SOUE ne s'appuient pas sur ce SNiP (détaillé) dans leurs calculs. L'absence de méthodes EAR claires ne permet pas de constater une relation univoque entre deux grandeurs - le niveau de pression acoustique requis en RT et aux États-Unis, déterminé au même point. C'est le premier. Deuxièmement, pour déterminer le niveau d'énergie, un appareil de calcul assez spécifique est utilisé, inhabituel pour le concepteur SOUE moyen et associé aux niveaux d'octave et au calcul de l'énergie de diffusion. De tels calculs, en règle générale, sont effectués par des spécialistes en acoustique, alors qu'il n'y a pas d'obligation directe d'effectuer l'EAR et qu'ils sont effectués soit à la demande (selon les spécifications techniques) du client, soit à la demande du concepteur. La mesure directe de la SG est associée à un certain nombre de difficultés. Tout d'abord, pour une telle mesure, vous avez besoin d'un sonomètre professionnel et surtout certifié (sonomètre). Deuxièmement, les mesures doivent être effectuées non seulement à différentes fréquences, mais également à différents intervalles (segments) de temps. Selon , pour les entreprises manufacturières, il est nécessaire d'utiliser la période de travail postée. S'il est impossible d'effectuer de telles mesures, il est nécessaire d'utiliser les données existantes tirées de la documentation de conception ou des spécifications techniques du client, et si elles manquent, il faut se référer aux tableaux de bruit, par exemple SP 51.13330.2011. . Protection contre le bruit.

SPÉCIFICITÉ DE LA DÉTERMINATION DES NIVEAUX DE BRUIT D'OCTAVE

B affiche les niveaux pour les bandes de 9 octaves de 31,5 Hz à 8 kHz. Selon les paragraphes. 5.1, le calcul est effectué pour des bandes de 8 octaves de 63 Hz à 8 kHz. Selon cela, la gamme de fréquences de 0,2 à 5 kHz ne contient que 5 bandes avec des fréquences moyennes géométriques de -0,25/0,5/1/2/4 kHz. Cet écart est surmonté par la nécessité d'effectuer le calcul en dBA - niveaux de pression acoustique corrigés sur l'échelle A. On peut montrer que l'effet total de la perception, en tenant compte de la correction de l'échelle A, est de 8 octaves (bruit). ) bandes est presque équivalente à la perception des bandes de 5 octaves, ce qui donne Dans l'EAR, on a le droit d'utiliser des niveaux équivalents de pression acoustique non constante (intermittente et fluctuante dans le temps) /L Aeq, dBA, donnés en et en tant que valeur du niveau de bruit.

Les NR tirés des tables de bruit ne sont que des généralisants ; ils peuvent être appelés leurs propres bruits. Ainsi, par exemple, selon , pour les locaux avec postes de travail permanents dans les entreprises manufacturières /L Aeq = 80 dBA. Cependant, pour chaque entreprise spécifique, des calculs supplémentaires sont nécessaires pour prendre en compte le bruit supplémentaire introduit - le bruit résultant du fonctionnement de toute source de bruit - unités, machines ou bruit pénétrant à travers les fenêtres, les portes, etc.

EXEMPLES DE CALCULS ACOUSTIQUES DANS DES CONDITIONS DE BRUIT ÉLEVÉ

Regardons un exemple. Sur Figure 1 une situation élémentaire est représentée - salle de production avec deux RT et deux sources sonores : un haut-parleur et une source de bruit.

La figure montre deux points de conception RT 1 et RT 2. Supposons que dans RT 1 l'influence de la source de bruit représentée en haut à droite de la figure, du fait de sa suppression et de son blindage par la structure insonorisante, n'est pas significative.

Riz. 1. Un exemple démontrant les fonctionnalités de prise en compte des niveaux de bruit

NIVEAU DE PRESSION SONORE AU POINT DE CONCEPTION

Calculons le niveau de pression acoustique, dB, en RT, généré par le haut-parleur :

L= P o + 10logР tu - 20log ( r 1 - 1), (2)

r 1 - distance de la source sonore (haut-parleur) au RT, m. r o = 1 m, r> 2 m ;

1 - coefficient tenant compte du fait que la sensibilité du haut-parleur est mesurée à une distance de 1 m.

CRITÈRES DE CALCUL

Le critère d'exactitude du calcul sera le respect des exigences suivantes :

Les signaux sonores de la SOUE doivent fournir un niveau sonore global (le niveau sonore du bruit constant ainsi que tous les signaux produits par les sirènes) d'au moins 75 dBA.à une distance de 3 m de la sirène, mais pas plus de 120 dBA en tout point de la pièce protégée. Les signaux sonores du SOUE doivent fournir un niveau sonore d'au moins 15 dBA supérieur au niveau sonore admissible de bruit constant dans la pièce protégée.

Cette exigence contient 3 conditions :

1. Niveau minimum requis. Le niveau de pression acoustique du haut-parleur doit être d'au moins 85 dB :

R dB > 85 dB (3)

Si cette condition n'est pas remplie, vous devez sélectionner un haut-parleur avec une pression acoustique élevée.

2. Exigence niveau maximum. Le niveau de pression acoustique dans le RT ne doit pas dépasser 120 dB :

(R db - 20log ( r min - 1))

r min- la distance entre le haut-parleur et l'auditeur le plus proche.

Si cette condition n'est pas remplie, vous pouvez réduire la pression sonore du haut-parleur ou utiliser une disposition de haut-parleurs distribués.

3. Condition d'exactitude de l'EAR :

L>USH + 15, (5)

УШ - niveau de bruit dans la pièce, dB ;

15 - réserve de pression acoustique, selon , dB.

Si cette condition n'est pas remplie, vous pouvez :

■ choisissez un haut-parleur avec une plus grande sensibilité R. o , dB ;

■ choisissez un haut-parleur avec une puissance R W, W plus élevée ;

■ augmenter le nombre de haut-parleurs ;

■ modifier la disposition des enceintes.

COMPTABILITÉ DU BRUIT SUPPLÉMENTAIRE

En RT 2, l’influence de la source de bruit est évidente. Si le niveau de bruit créé par la source de bruit, USH et, dB en RT, dépasse USH, dB dans la pièce USH et ≥ L'US doit prendre en compte l'impact total de deux bruits US somme, en dB :

Somme américaine = 10log (10 0,1 US + 10 0,1 US), (b)

puis remplacez le résultat obtenu dans la formule (5), équivalant à la somme УШ = УШ.

CALCUL DE LA PRESSION SONORE EN UN POINT DE CALCUL FORMÉ PAR UNE SOURCE DE BRUIT

Depuis Figure 1 il est clair que la source sonore est à une certaine distance, r 3, m, de RT. Pour calculer le niveau de bruit et les dB, nous utiliserons les résultats présentés dans :

USH et = R. ist + 10log (ΧΦ n /Ω r 2 2 + 4Ψ/ DANS), (7)

P. source - niveau de puissance sonore d'octave (à une fréquence de 1 kHz) de la source sonore, dB, tiré des spécifications ou des caractéristiques techniques de l'équipement ;

Χ - coefficient prenant en compte l'influence du champ proche dans les cas où la distance de la source de bruit au RT, r 3 Tableau 2, );

Φ n - facteur de directivité de la source de bruit (pour les sources à rayonnement uniforme Ф = 1) ;

Ω - angle spatial du rayonnement de la source, rad. (accepté selon le tableau 3, );

r 2 - distance du haut-parleur au RT, m ;

Ψ est un coefficient qui prend en compte la violation de la diffusivité du champ sonore dans la pièce, Tableau 1;

DANS- constante acoustique de la pièce, m2.

CONSTANTE ACOUSTIQUE DE LA PIÈCE

Calcul de la constante acoustique d'une pièce DANS est associé à la détermination du fonds d'absorption acoustique principal ou de la surface d'absorption acoustique équivalente, A, m 2, formule (3), .

Le coefficient prenant en compte la violation de la diffusivité du champ sonore dans la pièce - Ψ dépend du rapport de la constante de la pièce Bà la zone des surfaces entourantes S, tableau 1 :

Tableau 1. Coefficient prenant en compte la violation de la diffusivité du champ sonore des pièces (Ψ)

Pour une détermination approximative DANS vous pouvez utiliser la formule suivante : DANS= µ * V 1000,

DANS 1000 - constante ambiante à une fréquence de 1 kHz ; μ - multiplicateur de fréquence, Tableau 2.

Tableau 2. Multiplicateur de fréquence μ

Locaux permanents DANS 1000 pour une fréquence de 1 kHz en fonction du volume de la pièce V, m 3, est déterminé de la manière suivante :

DANS 1000 = V/20 - pour les pièces sans meubles et sans gros montant les personnes (ateliers de métallurgie, salles des machines, bancs d'essais, etc.) ;

DANS 1000 = V/10 - pour les pièces avec un mobilier dur ou avec un petit nombre de personnes et meubles rembourrés(laboratoires, bureaux, etc.) ;

DANS 1000 = V/6 - pour les pièces accueillant un grand nombre de personnes et les meubles rembourrés (locaux de travail des bâtiments administratifs, salons, etc.) ;

DANS 1000 = V/1,5 - pour les pièces avec revêtement insonorisant du plafond et d'une partie des murs.

Expliquons pourquoi l'USH détermine l'exactitude des calculs. Pour sélectionner les paramètres des haut-parleurs ou leur disposition, l'approche (méthode) suivante est utilisée :

1. Sélectionnez RT.

2. Déterminez l'USH dans la République du Tatarstan.

3. Déterminez le niveau de pression acoustique attendu dans le RT.

4. Déterminez l'emplacement d'installation et la distance par rapport au haut-parleur prévu.

5. Nous calculons le niveau de pression acoustique minimum requis pour le haut-parleur proposé.

ÉVÉNEMENTS ORGANISATIONNELS SUPPLÉMENTAIRES

À des niveaux de bruit élevés, il arrive que l'utilisation d'un haut-parleur devienne irrationnelle. Dans ce cas, les mesures organisationnelles passent au premier plan. Donc, basé sur :

Dans les zones protégées où les personnes portent des équipements de protection contre le bruit, ainsi que dans les zones protégées où le niveau sonore est supérieur à 95 dBA, les alarmes sonores doivent être combinées avec des alarmes lumineuses. L’utilisation de feux clignotants annonciateurs est autorisée.

PLACEMENT EFFICACE DES ENCEINTES

Réaliser seul un EAR complet exigences réglementaires est extrêmement insuffisant, des caractéristiques supplémentaires doivent donc être introduites. Montrons-en quelques-uns :

La largeur du motif directionnel (PW) est l'angle d'ouverture déterminé à partir du motif de directivité (circulaire) du haut-parleur, auquel le niveau de pression acoustique diminue de 6 dB par rapport à l'axe de travail (géométrique) du haut-parleur.

Portée effective D, m, du son d'un haut-parleur - la distance entre le haut-parleur et le point, pression acoustique r, dB, à laquelle il est dépassé USH de 15 dB.

La plage efficace peut être définie comme :

D= 10 1/20 (Rdb - USH -15) + 1, (8) où

R db - pression acoustique développée par un haut-parleur à une certaine puissance, dB.

1 - coefficient tenant compte du fait que la sensibilité du haut-parleur est déterminée à 1 mètre.

Travailler avec les caractéristiques (paramètres) données permet, selon les types d'enceintes - plafond, mur, pavillon - de construire différents schémas - les contours des zones à exprimer. Par exemple, pour un haut-parleur de plafond, la surface sonore effective (contour) est l'aire d'un cercle. Pour ShDN = 90° le rayon d'un tel cercle est : R.= H- 1,5 m, où N-hauteur de plafond . Pour les enceintes murales ou à pavillon, le paramètre pertinent est la portée effective D, m.

EXEMPLE DE CALCUL ACOUSTIQUE POUR UN LOCAL DE STOCKAGE

Sur Figure 2 montre un schéma simplifié d'un entrepôt, pour le son duquel trois haut-parleurs à pavillon sont utilisés.

Les haut-parleurs à pavillon présentent de nombreux avantages par rapport aux autres types :

■ indice de protection non inférieur à IP54 et peut être utilisé dans des pièces non chauffées ;

■ une pression acoustique élevée, permettant de travailler dans des conditions sonores élevées ;

■ support universel qui permet de faire varier le diagramme de rayonnement obtenu. Placer les enceintes sur un mur (Fig.2),

a une base pratique, mais elle doit être confirmée par des calculs.

ALGORITHMES DE CALCUL POSSIBLES

L'algorithme EAR (vérification) pour RT 1 peut être le suivant :

1. Le point calculé RT 1 a été choisi correctement - dans un endroit le plus éloigné possible du deuxième haut-parleur GR 2.

2. Assurons-nous que RT 1 se situe dans la plage du diagramme de rayonnement (DP) du deuxième haut-parleur (GR 2).

3. Définissons les États-Unis dans RT 1.

4. Calculez le niveau de pression acoustique en RT 1, L 1 , dB, selon la formule (2).

5. Vérifions la réalisation des conditions aux limites (3), (4), (5).

6. Si les conditions (3), (4), (5) sont remplies, le calcul pour RT 1 est terminé.

7. Si les conditions (3), (4), (5) ne sont pas remplies, un autre haut-parleur est sélectionné, la disposition des haut-parleurs est modifiée et des mesures d'organisation supplémentaires sont prises.

Cependant, l'EAR pour RT 1 peut être justifiée de manière plus simple :

■ déterminer la plage efficace D, m, pour le deuxième haut-parleur ;

■ comparer la valeur obtenue D, m, avec distance r1, m;

■ si D> r1, L'EAR pour RT 1 est terminée.

Pour RT 2, l'algorithme EAR peut être le suivant :

1. Le point calculé RT 2 a été choisi correctement - à l'endroit le plus critique du point de vue de l'emplacement des haut-parleurs.

2. Définissons les États-Unis dans RT 2.

3. Assurez-vous que RT 2 se situe dans la plage des diagrammes de rayonnement du deuxième (GR 2) ou du troisième (GR 3) haut-parleurs.

4. Puisque RT 2 n'appartient à aucune des régions des diagrammes, passons à la théorie géométrique des rayons.

5. De Figure 2 on voit que RT 2 reçoit 2 faisceaux d'énergie sonore, formés par GR 2 et GR 3 et réfléchis par le deuxième rack.

Riz. 2. Exemple de placement d'enceintes pour un entrepôt

b. Le niveau de pression acoustique L 2, dB, en RT 2 peut être calculé de la manière suivante :

■ calculer le niveau de pression acoustique au point A, L A, dB, à l'aide de la formule (2) ;

■ calculer le niveau de pression acoustique au point B, L B, dB, à l'aide de la formule suivante :

L B = L A - 20log r 3 + 10log(1 - K absorber),

Kabs - coefficient d'absorption de la surface réfléchissante ;

■ calculer de la même manière le niveau de pression acoustique généré par le troisième haut-parleur (GR 3) aux points B, L B, dB et G, L G, dB ;

■ calculer le niveau de pression acoustique en RT 2, L 2, dB : L 2 = 10log (10 0,1LB + 10 0,1Lg).

ÉVÉNEMENTS ORGANISATIONNELS

La protection contre le bruit par des méthodes de construction et acoustiques devrait être assurée par :

■ une solution rationnelle pour le plan général de l'installation du point de vue acoustique, une solution architecturale et urbanistique rationnelle pour les bâtiments ;

■ l'utilisation d'enveloppes de bâtiment présentant l'isolation phonique requise ;

■ l'utilisation de structures insonorisantes (revêtements insonorisants, ailes, pièces absorbantes) ;

■ l'utilisation de cabines d'observation insonorisées et télécommande;

■ l'utilisation de caissons d'insonorisation sur les unités bruyantes ;

■ l'utilisation d'écrans acoustiques ;

■ l'utilisation d'antibruit dans les systèmes de ventilation, de climatisation et les installations aérogaz-dynamiques ;

■ isolation vibratoire des équipements de process.

Les projets doivent inclure des mesures de protection contre le bruit :

■ dans la section « Solutions technologiques » (pour les entreprises manufacturières), lors du choix des équipements de process, privilégier les équipements peu bruyants ;

■ le placement des équipements technologiques doit être effectué en tenant compte de la réduction du bruit sur les lieux de travail, dans les locaux et sur les territoires grâce à l'utilisation de solutions architecturales et de planification rationnelles ;

■ dans la section « Solutions de construction » (pour les entreprises manufacturières), sur la base d'un calcul acoustique du bruit attendu sur les lieux de travail, si nécessaire, des mesures de construction et acoustiques pour la protection contre le bruit doivent être calculées et conçues ;

■ les caractéristiques sonores des équipements technologiques et d'ingénierie doivent être contenues dans leur documentation technique et joint à la section du projet « Protection contre le bruit » ;

■ la dépendance des caractéristiques sonores du mode de fonctionnement, de l'opération effectuée, du matériau traité, etc. doit être prise en compte ;

■ options possibles les caractéristiques sonores doivent être reflétées dans la documentation technique de l'équipement.

COMME CONCLUSION

Nous n'avons considéré qu'une partie des problématiques liées aux calculs acoustiques. Les questions de placement des haut-parleurs, de détermination du temps de réverbération d'une pièce et de calcul de l'intelligibilité nécessitent une attention particulière. Voici quelques recommandations pour améliorer l’intelligibilité globale de la parole.

1. La plus grande influence Le bruit naturel affecte l'intelligibilité de la parole.

2. Les interférences de réverbération ont un impact significatif sur l'intelligibilité de la parole, dont la réduction est obtenue par des mesures supplémentaires (spéciales).

3. Une bonne intelligibilité dans les pièces réverbérantes avec un trajet sonore limité peut être obtenue avec une différence entre la pression acoustique dans le RT et le niveau sonore d'au moins 6 dB.

4. La qualité des enceintes que vous choisissez a un impact significatif sur l’intelligibilité. Lorsque la réponse en fréquence du haut-parleur est inégale, proche de 10 %, l'intelligibilité se détériore de 7 %.

5. Une augmentation significative de l'intelligibilité de la parole peut être obtenue en augmentant la part du son direct dans l'énergie sonore totale à l'intérieur, grâce à :

■ accroître la localisation des sources sonores ;

■ placement compétent des sources sonores (haut-parleurs), en tenant compte de leur directivité et de leur emplacement, dans lequel le point RT n'est pas trop éloigné de la source et n'est pas dans l'ombre.

LITTÉRATURE

1. Loi fédérale n° 123, ensemble de règles SP 3.13130.2009. Exigences de sécurité incendie pour les avertissements sonores et vocaux et la gestion des évacuations.

2. Loi fédérale n° 123, ensemble de règles SP 133.13330.2012. (Annexe A. Calcul simplifié du nombre de haut-parleurs dans les systèmes de sonorisation).

3. Kochnov O. V. Calculs électroacoustiques effectués lors de la conception d'un système de systèmes d'alimentation électrique // Actes de la XVe conférence scientifique et pratique « Intégration de la science et de la pratique comme mécanisme de développement la société moderne" 8 et 9 avril 2015.

4. SP 51.13330.2011. Protection contre le bruit. Version mise à jour du SNiP 23-03-2003. M., 2011.

5. SNIP 23-03-2003. Insonorisation du 01/01/2004.

6. Kochnov O. V. Calcul de l'intelligibilité de la parole // Documents de la XVIIIe conférence scientifique et pratique « Intégration de la science et de la pratique en tant que mécanisme pour le développement de la société moderne ». 28-29 décembre 2015.

Ils constituent l’élément le plus important des systèmes de protection incendie. Lors de la conception des systèmes d'alerte, des calculs électroacoustiques sont effectués. La base du calcul électroacoustique est un ensemble de règles élaborées conformément à l'article 84 de la loi fédérale FZ-123 SP 3.13130.2009 du 22 juillet 2008. Cet article est basé sur les principaux points suivants de l'ensemble de règles.

• 4.1. Les signaux sonores de la SOUE doivent fournir un niveau sonore global (le niveau sonore du bruit constant ainsi que tous les signaux produits par les sirènes) d'au moins 75 dBA à une distance de 3 m de la sirène, mais pas plus de 120 dBA à aucun moment. point dans les locaux protégés
• 4.2. Les signaux sonores du SOUE doivent fournir un niveau sonore d'au moins 15 dBA supérieur au niveau sonore admissible de bruit constant dans la pièce protégée. Les mesures du niveau sonore doivent être effectuées à une distance de 1,5 m du niveau du sol
• 4.7. L'installation de haut-parleurs et autres alarmes vocales dans des locaux protégés doit exclure la concentration et la répartition inégale du son réfléchi.
• 4.8. Le nombre d'alarmes incendie sonores et vocales, leur emplacement et leur puissance doivent assurer le niveau sonore dans tous les lieux de résidence permanente ou temporaire des personnes conformément aux normes du présent règlement.

Le sens du calcul électroacoustique revient à déterminer le niveau de pression acoustique aux points de conception - dans les lieux de présence permanente ou temporaire (probable) de personnes et à comparer ce niveau avec les valeurs (normatives) recommandées.

Il existe différents types de bruits dans la pièce sondée. Selon la destination et les caractéristiques de la pièce, ainsi que l'heure de la journée, le niveau sonore varie. Le paramètre le plus important dans le calcul est la quantité de bruit moyen. Le bruit peut être mesuré, mais il est plus correct et plus pratique de le prendre à partir de tableaux de bruit prêts à l'emploi :

Tableau 1

Pour entendre des informations audio ou vocales, elles doivent être 3 dB plus fortes que le bruit, c'est-à-dire 2 fois. La valeur 2 est appelée marge de pression acoustique. Dans des conditions réelles, le bruit change, par conséquent, pour une perception claire des informations utiles sur fond de bruit, la marge de pression doit être d'au moins 4 fois - 6 dB, selon les normes - 15 dB.

La satisfaction des conditions énoncées aux paragraphes 4.6, 4.7 du règlement est obtenue par des mesures d'organisation - placement correct des haut-parleurs, calcul préalable :

• pression acoustique du haut-parleur,
• pression acoustique au point de conception,
• zone efficace exprimée par un haut-parleur,
• le nombre total de haut-parleurs requis pour sonoriser une certaine zone.

Le critère d'exactitude du calcul électroacoustique est le respect des conditions suivantes :

1. Pression sonore du haut-parleur sélectionné d.b. « au moins 75 dBA à une distance de 3 m de la sirène », ce qui correspond à une valeur de pression acoustique du haut-parleur d'au moins 85 dB.
2. Pression acoustique au point de conception d.b. supérieur au niveau sonore moyen de la pièce de 15 dB.
3. Pour les enceintes de plafond, la hauteur d'installation (hauteur du plafond) doit être prise en compte.

Si les 3 conditions sont remplies, le calcul électroacoustique est terminé ; sinon, les options suivantes sont possibles :

• choisir un haut-parleur avec une plus grande sensibilité (pression acoustique, dB),
• sélectionner une enceinte avec une puissance plus élevée (W),
• augmenter le nombre de haut-parleurs,
• modifier la disposition des enceintes.

2. Paramètres d'entrée pour le calcul

Les paramètres d'entrée pour les calculs sont issus des spécifications techniques (TOR) (fournies par le client) et des caractéristiques techniques de l'équipement en cours de conception. La liste et le nombre de paramètres peuvent varier en fonction de la situation. Des exemples de données d’entrée sont donnés ci-dessous.

Paramètres des enceintes :

• Pgr– puissance du haut-parleur, W,
• ShDN– Largeur du motif directionnel, deg.

Paramètres de la pièce :

• N– Niveau sonore dans la pièce, dB,
• N– Hauteur sous plafond, m,
• un– Longueur de la pièce, m,
• b– Largeur de la pièce, m,
• Esp.– Superficie de la pièce, m2.

Donnée supplémentaire:

• ZD– Marge de pression acoustique, dB
• r– Distance du haut-parleur au point calculé.

Superficie de la salle de son :

Sp = a * b

3. Calcul de la pression acoustique du haut-parleur

Connaissant la puissance nominale du haut-parleur (Pvt) et sa sensibilité SPL (SPL de l'anglais Sound Pressure Level - le niveau de pression acoustique du haut-parleur mesuré à une puissance de 1 W, à une distance de 1 m), vous pouvez calculer le pression acoustique du haut-parleur développée à une distance de 1 m de l'émetteur.

• SPL– sensibilité du haut-parleur, dB,
• RV– puissance du haut-parleur, W.

Le deuxième terme de (1) est appelé la règle du « doublement de la puissance » ou la règle des « trois décibels ». L'interprétation physique de cette règle est que pour chaque doublement de la puissance de la source, son niveau de pression acoustique augmente de 3 dB. Cette dépendance peut être présentée sous forme de tableaux et graphiquement (voir Fig. 1).

Fig. 1. Dépendance de la pression acoustique à la puissance

4. Calcul de la pression acoustique

Pour calculer la pression acoustique au point critique (de conception), il faut :

1. Sélectionnez le point de conception
2. Estimer la distance entre l'enceinte et le point calculé
3. Calculer le niveau de pression acoustique au point de conception

Comme point de calcul, on choisira le lieu de localisation possible (probable) des personnes, le plus critique du point de vue de la position ou de la distance. La distance entre le haut-parleur et le point de référence (r) peut être calculée ou mesurée avec un appareil (télémètre).

Calculons la dépendance de la pression acoustique à la distance :

• r– distance du haut-parleur au point calculé, m ;

ATTENTION : la formule (2) est valable lorsque r > 1.

La dépendance (2) est appelée règle des « carrés inverses » ou règle des « six décibels ». L'interprétation physique de cette règle est que pour chaque doublement de la distance par rapport à la source, le niveau sonore diminue de 6 dB. présenté sous forme de tableau et de graphique, Fig. 2 :

Figure 2. Dépendance de la pression acoustique à la distance

Niveau de pression acoustique au point de conception :

• N– Niveau sonore dans la pièce, dB (N de l'anglais Noise – bruit),
• ZD– Marge de pression acoustique, dB.

Avec RR=15dB :

Si la pression acoustique au point calculé est supérieure de 15 dB au niveau sonore moyen dans la pièce, le calcul est effectué correctement.

5. Calcul de la portée efficace

Plage sonore effective (L) – la distance entre la source sonore (haut-parleur) et l'emplacement géométrique des points de conception situés dans les limites de la pression acoustique, dont la pression acoustique reste dans les limites (N+15 dB). En argot technique, « la distance parcourue par le haut-parleur ».

Dans la littérature anglophone, la distance acoustique effective (EAD) est la distance à laquelle la clarté et l'intelligibilité de la parole sont maintenues (1).

Calculons la différence entre la pression acoustique du haut-parleur, le niveau sonore et la réserve de pression.

• p– différence entre la pression acoustique du haut-parleur, le niveau sonore et la réserve de pression, en dB.
• 1 – coefficient tenant compte du fait que la sensibilité du haut-parleur est mesurée à 1m.

6. Calcul de la zone exprimée par un haut-parleur

La base pour évaluer la taille de la zone sondée est le paramètre suivant :

Nous effectuerons le calcul sur la base des hypothèses suivantes : Le diagramme directionnel (rayonnement) d'un haut-parleur peut être représenté sous la forme d'un cône (champ sonore concentré dans un cône) avec un angle solide au sommet du cône égal à la largeur du motif directionnel.

La zone exprimée par le haut-parleur est la projection du champ sonore, limité par l'angle d'ouverture, sur un plan parallèle au sol à une hauteur de 1,5 m. Par analogie avec la plage effective : La zone effective sonore émise par un haut-parleur est la zone de pression acoustique à l'intérieur de laquelle ne dépasse pas la valeur N+15dB (formule 5).

REMARQUE : Le haut-parleur rayonne dans toutes les directions, mais nous nous fierons aux données d'entrée : niveaux de pression acoustique dans le diagramme de rayonnement. L'exactitude de cette approche est confirmée par la théorie statistique.

Divisons les haut-parleurs en 3 classes (types) :

1. plafond,
2. mur,
3. corne.

8. Calcul de la surface effective exprimée par un haut-parleur mural

9. Calcul de la surface effective exprimée par un haut-parleur à pavillon

10. Calcul du nombre de haut-parleurs nécessaires pour sonder une certaine zone

Après avoir calculé la surface effective sonore d'un haut-parleur, connaissant les dimensions générales de la zone sonore, nous calculons le nombre total de haut-parleurs :

• Esp.– surface exprimée, m2,
• Sgr– surface effective exprimée par un haut-parleur, m2,
• Int– le résultat de l'arrondi à une valeur entière.

11. Calculateur électroacoustique

Le résultat global obtenu sous forme de schéma bloc :

Fig.6. Schéma fonctionnel d'une calculatrice électroacoustique

Exemple de programmation

Cette calculatrice (écrite en Microsoft Excel) implémente une brève technique élémentaire : l'algorithme de calcul électroacoustique décrit ci-dessus. .

Figure 7. Calculatrice électroacoustique dans Microsoft Excel

Basé sur l'algorithme de calcul développé, cela fonctionne.

ANNEXE 1. Liste et brèves caractéristiques des enceintes ROXTON

Dispositions générales.

Le calcul des paramètres acoustiques des appareils de reproduction sonore consiste à sélectionner les haut-parleurs nécessaires en fonction du niveau actuel de bruit de fond et du circuit sonore sélectionné. Le niveau réel de bruit de fond dépend de la destination de la pièce. On pense que pour une perception vocale de haute qualité (diffusions par répartiteur), le niveau de pression acoustique du haut-parleur doit être supérieur de 10 à 15 dB au niveau de bruit de fond au point le plus éloigné de la pièce.

À un bruit de fond relativement faible (moins de 75 dB), il est nécessaire de fournir un niveau de signal utile excédentaire de 15 dB, à un niveau élevé (plus de 75 dB) - 10 dB suffisent.

Ceux. niveau de pression acoustique requis :

DB - pour une pièce avec un niveau de bruit de fond relativement faible ;

, dB - pour une pièce avec un niveau de bruit de fond élevé ;

Où - le niveau actuel de bruit de fond dans la pièce

A titre de comparaison, nous pouvons donner des niveaux caractéristiques pour des locaux à des fins diverses :

silence normal dans la pièce – 45 – 55 dB ;

conversations étouffées à l’intérieur – 55 dB ;

conversations des étudiants pendant les cours - 60 dB ;

bruit dans un magasin moyen – 63 dB ;

bruit pendant les pauses dans les établissements d'enseignement, dans les grands magasins - 65 - 70 dB ;

bruit dans les salles d'attente des gares, des très grands magasins, etc. pièces avec un grand nombre de personnes qui parlent - 70 - 75 dB ;

bruit dans les locaux techniques, etc. locaux avec un grand nombre de travailleurs et de mécanismes – 75 - 80 dB ;

bruit dans les ateliers des entreprises de métallurgie et de menuiserie, dans les grandes usines - 85 - 90 dB.

Caractéristiques des enceintes.

Les principales caractéristiques des haut-parleurs comprennent leur directivité, leur gamme de fréquences et leur niveau de pression acoustique développé à un mètre de l'émetteur.

Haut-parleurs omnidirectionnels Ils comptent les enceintes, les enceintes de plafond, ainsi que toutes sortes d'enceintes audio (même si, si l'on compte plus strictement, les enceintes occupent une position intermédiaire entre les systèmes directionnels et non directionnels). La zone de propagation sonore des haut-parleurs omnidirectionnels (modèle directionnel) est assez large (environ 60) et le niveau de pression acoustique est relativement faible.

Vers les enceintes directionnelles Tout d'abord, il existe des émetteurs de cornes, ce qu'on appelle. "cloches" Dans les haut-parleurs à pavillon, l'énergie acoustique est concentrée en raison des caractéristiques de conception du pavillon lui-même ; ils se distinguent par une directivité étroite (environ 30°) et un niveau de pression acoustique élevé. Les haut-parleurs à pavillon fonctionnent dans une bande de fréquences étroite et sont donc mal adaptés à une reproduction de haute qualité de programmes musicaux, bien qu'en raison de haut niveau la pression acoustique sont bien adaptées au sondage de grandes zones, y compris les espaces ouverts.

Sélection d'enceintes par gamme de fréquences dépend du but du système. Pour les transmissions de répartition et la création d'un fond musical, la plage de 200 Hz à 5 kHz est tout à fait suffisante ; elle est fournie par presque tous les appareils acoustiques (les émetteurs à cornet ont une portée légèrement plus petite, mais pour les transmissions vocales, c'est tout à fait suffisant). Pour un son de haute qualité, des haut-parleurs avec une plage de fréquences d'au moins 100 Hz à 10 kHz sont nécessaires.

Niveau de pression acoustique requis est la seule caractéristique d'un haut-parleur qui est déterminée à partir des résultats de calculs. C'est avec cette caractéristique que se posent le plus grand nombre de problèmes et ils sont le plus souvent liés à une confusion entre puissance électrique et pression acoustique. Il existe une relation indirecte entre ces grandeurs, puisque le volume sonore est déterminé par la pression acoustique, et la puissance assure le fonctionnement du haut-parleur, seule une partie est convertie en son et la valeur de cette partie dépend de la puissance fournie ; efficacité. haut-parleur spécifique. La plupart des fabricants systèmes de haut-parleurs Ils donnent soit la pression acoustique en Pascals (Pa), soit le niveau de pression acoustique en dB à une distance de 1 m de l'émetteur. Si la pression acoustique est donnée en Pa, et qu'il faut obtenir le niveau de pression acoustique en dB, la conversion d'une valeur en une autre s'effectue à l'aide de la formule :

Pour un haut-parleur omnidirectionnel typique, 1 W de puissance électrique peut être supposé correspondre à un niveau de pression acoustique d'environ 95 dB. Chaque augmentation (diminution) de puissance de moitié entraîne une augmentation (diminution) du niveau de pression acoustique de 3 dB. Ceux. 2W – 98dB, 4W – 101dB, 0,5W – 92dB, 0,25W – 89dB, etc. Il existe des enceintes qui ont un niveau de pression acoustique inférieur à 95 dB pour 1 W et des enceintes qui fournissent 97 et même 100 dB pour 1 W, tandis qu'une enceinte d'un watt avec un niveau de pression acoustique de 100 dB remplace une enceinte de 4 W avec un niveau de 95 dB/W (95 dB – 1 W, 98 dB – 2 W, 101 dB – 4 W), il est évident que l’utilisation d’un tel haut-parleur est plus économique. On peut ajouter qu'à puissance électrique égale, le niveau de pression acoustique des enceintes plafonnières est inférieur de 2 à 3 dB à celui des enceintes murales. En effet, l'enceinte murale est située soit dans un meuble séparé, soit contre une surface arrière hautement réfléchissante, de sorte que le son rayonné vers l'arrière est presque entièrement réfléchi vers l'avant. Les haut-parleurs de plafond sont généralement montés sur des faux-plafonds ou des suspensions afin que le son renvoyé ne soit pas réfléchi et

n'affecte pas l'augmentation de la pression acoustique frontale. Les haut-parleurs à pavillon d'une puissance de 10 à 30 W fournissent une pression acoustique de 12 à 16 Pa (115 à 118 dB) ou plus, ayant ainsi le rapport dB/W le plus élevé.

En conclusion, nous attirons encore une fois l'attention sur le fait que lors du calcul des haut-parleurs, il faut faire attention à attention à la pression acoustique qu'il développe, et non à la puissance électrique , et seulement en l'absence de cette caractéristique dans la description, laissez-vous guider par la dépendance typique - 95 dB/W.

Calcul de la puissance des haut-parleurs pour les systèmes concentrés.

Le calcul de la puissance des haut-parleurs pour les systèmes concentrés s'effectue dans l'ordre suivant :

Le niveau sonore requis en un point éloigné de la pièce sonnée est déterminé :

,dB, où - niveau actuel de bruit de fond dans la pièce, 10 – dépassement du niveau de pression acoustique requis au-dessus du bruit de fond.

, Papa

, Où - distance du haut-parleur au point extrême.

Si un système concentré utilise plusieurs haut-parleurs, alors

, Où -nombre de haut-parleurs dans un système concentré.

Exemple:

Donnée initiale:-- 15 m ;

-65dB.

= 65 + 10 = 75dB ;

=

= 0,112Pa ;

= 0,112*15=1,68 Pa ;

=

= 98,5 dB.

Un haut-parleur typique de 1 W fournit un niveau de pression acoustique d'environ 95 dB, et un haut-parleur de 2 W fournit un niveau de pression acoustique d'environ 98 dB. Le niveau de pression acoustique calculé requis de 98,5 dB est légèrement supérieur à 2 W, un haut-parleur de deux watts peut donc être utilisé.

Donnée initiale: - 15 m ;

niveau de bruit de fond dans la pièce - -75dB.

Niveau sonore requis en un point éloigné -

= 75 + 10 = 85dB ;

=

= 0,35 Pa ;

= 0,35 *15/2=3,6Pa ;

=

= 105dB.

Un haut-parleur typique de 1 W produit un niveau de pression acoustique d'environ 95 dB, un haut-parleur de 2 W produit 97 dB, un haut-parleur de 4 W produit 101 dB et un haut-parleur de 8 W produit 104 dB. Par conséquent, chacun des deux haut-parleurs doit avoir un niveau de pression acoustique d'environ 8 W.

Donnée initiale: distance entre le haut-parleur et le point distant - 80 m ;

niveau de bruit de fond - -70dB.

Niveau sonore requis en un point éloigné -

= 70 + 10 = 80dB ;

Pression acoustique requise en un point éloigné :

=

= 0,19 Pa ;

Pression acoustique requise à une distance de 1 m du haut-parleur :

= 0,19 *80= 15,96Pa ;

Le niveau de pression acoustique que doit développer un haut-parleur à une distance de 1 m :

=

= 117,6 dB.

Le haut-parleur de type 50GRD-3 d'une puissance de 50 W a un niveau de pression acoustique de 118 dB, soit suffisant pour sonder une zone à une distance donnée.

Pour simplifier les calculs de puissance pour les enceintes typiques destinées aux petites pièces (généralement avec un système concentré), vous pouvez utiliser les graphiques ci-dessous (Fig. 4.9).

Les graphiques ont été obtenus pour des pièces basées sur le rapport largeur/longueur (b/L) = 0,5 et des plafonds d'une hauteur de 3 à 4,5 m. La dépendance utilisée est légèrement supérieure à la dépendance typique - 97 dB/W. Au-dessus de chaque courbe se trouve le niveau de bruit de fond et entre parenthèses le niveau de pression acoustique requis.

Par exemple, dans une pièce d'une superficie de 80 mètres carrés, le niveau de bruit de fond est de 72 dB, le niveau de pression acoustique requis est de 82 dB, selon le calendrier - la puissance électrique requise d'un haut-parleur typique est de 4 W.

Calcul de la puissance des haut-parleurs pour les systèmes distribués

Calcul de la puissance des enceintes pour chaîne simple et double paroi : Le niveau sonore requis dans la pièce est déterminé :

, dB, où

, Papa

- niveau actuel du bruit de fond dans la pièce.

La pression acoustique que doit développer le haut-parleur en un point éloigné est calculée :

La pression acoustique que doit développer le haut-parleur à une distance de 1 m est déterminée :

pour chaîne simple ou chaîne décalée

, Papa

Où b – , Papa, pour chaîne double : D largeur D locaux, D=L/ N, - distance entre haut-parleurs dans une chaîne. Au lieu de L vous pouvez remplacer l'expression : , Où

– longueur de la pièce

N – nombre de haut-parleurs le long d'un mur.

Le niveau de pression acoustique que doit fournir chaque haut-parleur est déterminé : 1. Calcul des niveaux de pression acoustique attendus au point de conception et de la réduction requise des niveaux de bruit. S'il y a plusieurs sources de bruit dans la pièce avec

à différents niveaux

émis, alors les niveaux de pression acoustique pour les fréquences moyennes géométriques 63, 125, 250, 500, 1 000, 2 000, 4 000 et 8 000 Hz et le point de conception doivent être déterminés par la formule : L - niveaux de pression d'octave attendus au point de conception, dB ; χ est un facteur de correction empirique adopté en fonction du rapport entre la distance r du point calculé au centre acoustique et la taille globale maximale de la source 1max, Fig. 2 (lignes directrices). Le centre acoustique d'une source de bruit située au sol est la projection de son centre géométrique sur le plan horizontal. Puisque le rapport r/lmax dans tous les cas, on acceptera déterminé selon le tableau. 1 (

F - facteur directionnel ; pour les sources à rayonnement uniforme, Ф=1 est supposé ; S est l'aire d'une surface imaginaire de forme géométrique régulière entourant la source et passant par le point calculé. Dans les calculs, prenez où r est la distance du point calculé à la source de bruit ; S = 2πr 2

ψ - coefficient prenant en compte la violation de la diffusivité du champ sonore dans la pièce, pris selon le calendrier de la Fig. 3 (instructions méthodologiques) en fonction du rapport de la constante de la pièce B à la surface des surfaces environnantes de la Chambre

B est la constante de pièce dans les bandes de fréquences d'octave, déterminée par la formule, où selon le tableau. 2 (instructions méthodologiques) ; m - multiplicateur de fréquence déterminé à partir du tableau. 3 (instructions méthodologiques).

Pour 250 Hz : µ=0,55 ; m3

Pour 250 Hz : µ=0,7 ; m3

Pour 250 Hz : ψ=0,93

Pour 250 Hz : ψ=0,85

t - le nombre de sources de bruit les plus proches du point de conception, pour lesquelles (*). DANS dans ce cas la condition est satisfaite pour les 5 sources, donc m =5.

n est le nombre total de sources de bruit dans la pièce, en tenant compte du coefficient

simultanéité de leur travail.

Trouvons les niveaux de pression acoustique d'octave attendus pour 250 Hz :

L = 10 lg (1x8x10/ 353,25 +1x8x10/ 759,88 + 1x3,2x10/ 401,92 + 1x2x10/ 566,77 +1x8x10/ 1230,88 + 4 x 0,93 x(8x10 + 8x10+

3,2x10+2x10 +8x10) / 346,5)= 93,37dB

Trouvons les niveaux de pression acoustique d'octave attendus pour 500 Hz :

L= 10lg (1x1,6x10/ 353,25 + 1x5x10/ 759,88 + 1x6,3x10/ 401,92 +

1x 1x10 / 566,77 + 1x1,6x10 / 1230,88 + 4x0,85x (1,6x10 + 5x10+

6,3x10+ 1x10+1,6x10) / 441)= 95,12 dB

Réduction requise des niveaux de pression acoustique au point de conception pendant huit

bandes d'octave selon la formule :

, Où

Réduction requise des niveaux de pression acoustique, dB ;

Niveaux de pression acoustique calculés par octave, dB ;

L extra - niveau de pression acoustique d'une octave admissible dans un environnement insonorisé

locaux, dB, onglet. 4 (instructions méthodologiques).

Pour 250 Hz : ΔL = 93,37 - 77 = 16,37 dB Pour 500 Hz : ΔL = 95,12 - 73 = 22,12 dB

2.Calcul des clôtures et cloisons d'insonorisation.

Des clôtures et cloisons d'insonorisation sont utilisées pour séparer les pièces « calmes » des pièces « bruyantes » adjacentes ; fabriqué à partir d’autres matériaux denses. Il est possible d'y installer des portes et des fenêtres. Le choix du matériau de construction se fait en fonction de la capacité d'isolation phonique requise, dont la valeur est déterminée par la formule :

-niveau de puissance sonore total par octave

émis par toutes les sources déterminées à l’aide du tableau. 1 (instructions méthodologiques).

Pour 250 Hz : dB

Pour 500 Hz :

B et – constante de la pièce isolée

B 1000 =V/10=(8x20x9)/10=144 m2

Pour 250 Hz : μ=0,55 V ET =V 1000 μ=144 0,55=79,2 m 2

Pour 500 Hz : μ=0,7 V ET =V 1000 μ=144 0,7=100,8 m 2

t - nombre d'éléments dans la clôture (cloison avec porte t=2) S i - superficie de l'élément de clôture

Murs S = VxH - Portes S = 20 9 - 2,5 = 177,5 m2

Pour 250 Hz :

R mur requis = 112,4 - 77 – 10lg79,2 + 10lg177,5 + 10lg2 = 41,9 dB

R porte requise = 112,4 - 77 – 10lg79,2 + 10lg2,5 + 10lg2 = 23,4 dB

Pour 500 Hz :

R mur requis = 115,33 - 73 – 10lg100,8 + 10lg177,5 + 10lg2 = 47,8 dB

R porte requise = 112,4 - 73 – 10lg100,8 + 10lg2,5 + 10lg2 = 29,3 dB

La clôture d'insonorisation est composée d'une porte et d'un mur, nous sélectionnerons le matériau

dessins selon le tableau. 6 (instructions méthodologiques).

La porte est une porte à panneaux pleins de 40 mm d'épaisseur, doublée des deux côtés de contreplaqué de 4 mm d'épaisseur avec joints d'étanchéité. Mur -. maçonnerie 1 brique d'épaisseur des deux côtés.

3.3doublures insonorisantes

Utilisé pour réduire l'intensité des ondes sonores réfléchies.

Les revêtements insonorisants (matériau, conception d'absorption acoustique, etc.) doivent être fabriqués conformément aux données du tableau. 8 en fonction de la réduction de bruit souhaitée.

L'ampleur de la réduction maximale possible des niveaux de pression acoustique au point de conception lors de l'utilisation de structures insonorisantes sélectionnées est déterminée par la formule :

B - local permanent avant pose du bardage insonorisant.

B 1 est la constante de la pièce après y avoir installé une structure insonorisante et est déterminée par la formule :

A=α(S limite - S région)) - surface d'absorption acoustique équivalente des surfaces non occupées par un bardage insonorisant ;

α est le coefficient d'absorption acoustique moyen des surfaces non occupées par un bardage insonorisant et est déterminé par la formule :

Pour 250 Hz : α = 346,5 / (346,5 + 2390) = 0,1266

Pour 500 Hz : α = 441 / (441 + 2390) = 0,1558

Sobl - zone de revêtements insonorisants

Sreg = 0,6 Limite S = 0,6 x 2 390 = 1 434 m 2 Pour 250 Hz : A 1 = 0,1266 (2 390 - 1 434) = 121,03 m 2 Pour 500 Hz : A 1 = 0,1558 (2 390 - 1 434) = 148,945 m2

ΔA - la quantité d'absorption acoustique supplémentaire introduite par la structure du revêtement insonorisant, m 2 est déterminée par la formule :

Coefficient d'absorption du bruit de réverbération du modèle de revêtement sélectionné dans la bande de fréquence d'octave, déterminé conformément au tableau 8 (lignes directrices). Nous choisissons des fibres superfines,

ΔA = 1 x 1434 =1434 m2

structures, déterminées par la formule :

Pour 250 Hz : = (121,03 + 1434) / 2390 = 0,6506 ;

B 1 = (121,03 + 1434) / (1 - 0,6506) = 4450,57 m 2

ΔL= 10lg (4450,57 x 0,93 / 346,5 x 0,36) = 15,21 dB".

Pour 500 Hz : = (148,945 + 1434) / 2390 = 0,6623 ;

B 1 = (148,945 + 1434) / (1 - 0,6623) = 4687,43 m 2

ΔL = 10lg (4687,43 x 0,85 / 441 x 0,35) = 14,12 dB.

Pour 250 Hz et 500 Hz, le revêtement insonorisant sélectionné n'apportera pas la réduction de bruit nécessaire dans les bandes de fréquences d'octave car :

Donné : Dans une salle de travail de longueur A m, de largeur B m et de hauteur H m
des sources de bruit sont placées - ISh1, ISh2, ISh3, ISh4 et ISh5 avec des niveaux de puissance sonore. La source de bruit ISH1 est enfermée dans un boîtier. Au fond de l'atelier se trouve un local pour les services auxiliaires, séparé de l'atelier principal par une cloison avec porte de zone. Le point calculé est situé à une distance r des sources de bruit.

4. Niveaux de pression acoustique au point de conception - RT, comparés à ceux autorisés par les normes, déterminent la réduction du bruit requise sur le lieu de travail.

5. Capacité d'insonorisation de la cloison et de la porte, sélectionnez le matériau de la cloison et de la porte.

6. Capacité d'insonorisation du boîtier de la source ISH1. La source de bruit est installée au sol, ses dimensions en plan sont (a x b) m, hauteur - h m.

4. Réduire le bruit lors de l'installation de bardages insonorisants sur le chantier de l'atelier. Les calculs acoustiques sont effectués dans deux bandes d'octave à des fréquences moyennes géométriques de 250 et 500 Hz.

Donnée initiale:

À PROPOS La détermination de la puissance et du niveau de pression acoustique requis pour les dispositifs acoustiques dans les systèmes de sonorisation a toujours constitué un défi important pour les concepteurs. Certains fabricants de systèmes d'alerte, essayant de faciliter leur travail, proposent toutes sortes de graphiques, tableaux ou programmes pour calculer ces paramètres. Le plus souvent, une tentative d'application pratique de tels recommandations ou programmes soulève plus de questions que de réponses, ou laisse perplexe devant l'absurdité des solutions obtenues.

La plupart des concepteurs n'ont tout simplement pas le temps d'étudier eux-mêmes les problèmes d'acoustique. Il est donc logique de décrire ici les principes de base des calculs acoustiques et de la sélection des dispositifs de reproduction du son.

Le calcul des paramètres acoustiques des appareils de reproduction sonore consiste à sélectionner les haut-parleurs nécessaires en fonction du niveau actuel de bruit de fond et du circuit sonore sélectionné. Le niveau réel de bruit de fond dépend de la destination de la pièce. On pense que pour une perception vocale de haute qualité (diffusions par répartiteur), le niveau de pression acoustique du haut-parleur doit être supérieur de 10 à 15 dB au niveau de bruit de fond au point le plus éloigné de la pièce.

À un bruit de fond relativement faible (inférieur à 75 dB), il est nécessaire de prévoir un niveau de signal utile excédentaire de 15 dB ; à un bruit de fond élevé (plus de 75 dB), 10 dB suffisent. Autrement dit, le niveau de pression acoustique requis est : Lmax=La+15, dB - pour une pièce avec un niveau de bruit de fond relativement faible ; Lmax=La+10, dB - pour une pièce avec un niveau de bruit de fond élevé, où La— le niveau actuel de bruit de fond dans la pièce.

CARACTÉRISTIQUES DU HAUT-PARLEUR

Les principales caractéristiques des haut-parleurs comprennent leur directivité, leur gamme de fréquences et leur niveau de pression acoustique,

développé à une distance de 1 m de l'émetteur.

Haut-parleurs omnidirectionnels sont des enceintes, des enceintes de plafond, ainsi que toutes sortes d'enceintes audio (même s'il convient de noter que les enceintes occupent une position intermédiaire entre les systèmes directionnels et non directionnels). La zone de distribution sonore des haut-parleurs omnidirectionnels (modèle directionnel) est assez large (environ 60°) et le niveau de pression acoustique est relativement faible.

Vers les enceintes directionnelles Tout d’abord, il existe des émetteurs de klaxons, appelés « cloches ». Dans les haut-parleurs à pavillon, l'énergie acoustique est concentrée en raison des caractéristiques de conception du pavillon lui-même ; ils se distinguent par une directivité étroite (environ 30°) et un niveau de pression acoustique élevé. Les haut-parleurs à pavillon fonctionnent dans une bande de fréquences étroite et sont donc mal adaptés à une reproduction de haute qualité de programmes musicaux, bien qu'en raison de leur niveau de pression acoustique élevé, ils soient bien adaptés à la sonorisation de grandes zones, y compris les espaces ouverts.

Sélection d'enceintes par gamme de fréquences dépend du but du système. Pour les transmissions de répartition et la création d'un fond musical, la plage de 200 Hz à 5 kHz est tout à fait suffisante, ce qui est fourni par presque tous les appareils acoustiques (les émetteurs à cornet ont une portée légèrement plus petite, mais pour les transmissions vocales, c'est tout à fait suffisant). Pour un son de haute qualité, vous devez utiliser des haut-parleurs avec une plage de fréquences d'au moins 100 Hz à 10 kHz.

Niveau de pression acoustique requis est la seule caractéristique d'un haut-parleur qui est déterminée à partir des résultats de calculs. Cette caractéristique est à l'origine du plus grand nombre de problèmes, qui sont le plus souvent liés à une confusion entre puissance électrique et pression acoustique. Il existe une relation indirecte entre ces grandeurs, puisque le volume sonore est déterminé par la pression acoustique et que la puissance assure le fonctionnement du haut-parleur. De la puissance fournie, seule une partie est convertie en son, et l'ampleur de cette partie dépend de l'efficacité d'un haut-parleur particulier. La plupart des fabricants de systèmes acoustiques indiquent dans la documentation technique la pression acoustique en Pascals ou le niveau de pression acoustique en décibels à une distance de 1 m du radiateur. Si la pression acoustique est précisée en Pascals, alors qu'il faut obtenir le niveau de pression acoustique en décibels, la conversion d'une valeur en une autre s'effectue à l'aide de la formule suivante :

Pour un haut-parleur omnidirectionnel typique, 1 W de puissance électrique peut être supposé correspondre à un niveau de pression acoustique d'environ 95 dB. Chaque augmentation (diminution) de puissance de moitié entraîne une augmentation (diminution) du niveau de pression acoustique de 3 dB. C'est-à-dire 2 W - 98 dB, 4 W - 101 dB, 0,5 W - 92 dB, 0,25 W - 89 dB, etc. Il existe des enceintes qui ont un niveau de pression acoustique inférieur à 95 dB pour 1 W, et des enceintes qui fournissent 97 et même 100 dB pour 1 W, tandis qu'une enceinte de 1 W avec un niveau de pression acoustique

100 dB remplace un haut-parleur de 4 W avec un niveau de 95 dB/W (95 dB - 1 W, 98 dB - 2 W, 101 dB - 4 W), il est évident que l'utilisation d'un tel haut-parleur est plus économique. On peut ajouter qu'à puissance électrique égale, le niveau de pression acoustique des enceintes plafonnières est inférieur de 2 à 3 dB à celui des enceintes murales. En effet, l'enceinte murale est située soit dans un meuble séparé, soit contre une surface arrière hautement réfléchissante, de sorte que le son rayonné vers l'arrière est presque entièrement réfléchi vers l'avant. Les haut-parleurs de plafond sont généralement montés sur des faux-plafonds ou des suspensions afin que le son rayonné depuis l'arrière ne soit pas réfléchi et ne contribue pas à l'augmentation de la pression acoustique frontale. Les haut-parleurs à pavillon d'une puissance de 10 à 30 W fournissent une pression acoustique de 12 à 16 Pa (115 à 118 dB) ou plus, ayant ainsi le rapport décibels/watts le plus élevé.

En conclusion, il convient de noter que lors du calcul des haut-parleurs, il faut faire attention à la pression acoustique qu'ils développent, et non à la puissance électrique, et seulement en l'absence de cette caractéristique dans la description, se laisser guider par la dépendance typique - 95 dB/W.

CALCUL DE LA PUISSANCE DES HAUT-PARLEURS POUR LES SYSTÈMES CONCENTRÉS

Le calcul de la puissance des haut-parleurs pour les systèmes concentrés s'effectue dans l'ordre suivant :

1) le niveau sonore requis en un point éloigné de la pièce sonnée est déterminé :

Où La- niveau actuel de bruit de fond dans la pièce, 10 - excès du niveau de pression acoustique requis au-dessus du bruit de fond ;

Où L— distance du haut-parleur au point extrême.

Si un système concentré utilise plusieurs haut-parleurs, alors :

où n est le nombre de haut-parleurs dans un système concentré ;

la valeur 2 x 10-5 au dénominateur correspond au niveau de silence absolu en Pascals ;

5) en valeur Lgp ou R.1 le haut-parleur requis est sélectionné ou la puissance typique requise est trouvée.

Lors de la sélection de la puissance typique, un rapport de 95 dB/W est utilisé.

Exemple 1:

Il est nécessaire de calculer la puissance du haut-parleur dans un système groupé comportant deux haut-parleurs.
Donnée initiale:
Distance entre l'enceinte et le point distant L-15 m, niveau de bruit de fond dans la pièce - La- 75 dB.
Niveau sonore requisà un point éloigné -
Pression sonore requiseà distance :
Pression acoustique requise à une distance de 1 m du haut-parleur :

Un haut-parleur typique de 1 W produit environ 95 dB SPL, 2 W -
97 dB, 4 W - 101 dB, 8 W - 104 dB. Chacune des deux enceintes devrait donc avoir une puissance d’environ 8 watts.

Exemple 2 :

Calculez la puissance du haut-parleur dans un système groupé avec un haut-parleur directionnel.
Donnée initiale:
distance entre le haut-parleur et le point distant L— 80 m,
niveau de bruit de fond - La- 70 dB.

Niveau sonore requis en un point éloigné –

Pression acoustique requise en un point éloigné :

Pression acoustique requise à une distance de 1 m du haut-parleur :

Niveau de pression acoustique que doit développer un haut-parleur à une distance de 1 m :

Un haut-parleur de type 50GRD-3 d'une puissance de 50 W a un niveau de pression acoustique de 118 dB, soit suffisant pour sonder une zone à une distance donnée.

CALCUL DE LA PUISSANCE DES HAUT-PARLEURS POUR LES SYSTÈMES DISTRIBUÉS

Calcul de la puissance des haut-parleurs pour simple et double mural Chaînes:

Où La- niveau de bruit de fond effectif dans la pièce

2) calculer la pression acoustique que doit développer le haut-parleur en un point éloigné :

3) déterminé

- pour une chaîne simple ou une chaîne en quinconce :

- pour chaîne double :

Où b- largeur de la pièce, D- distance entre les haut-parleurs d’une chaîne.

Au lieu de D locaux,

Où L- longueur de la pièce, N— nombre de haut-parleurs le long d'un mur ;

4) le niveau de pression acoustique que doit fournir chaque haut-parleur est déterminé :

5) en valeur L2p le haut-parleur requis est sélectionné ou la puissance typique requise est trouvée. Lors du choix par puissance typique, le rapport utilisé est de 95 dB/W.

Exemple 3.

Salle d'opération bancaire :
La longueur de la pièce est de 18 m, la largeur est de 7,5 m et la hauteur est de 4,5 m.
Il est recommandé d'utiliser deux haut-parleurs, un de chaque côté.
pitch du conférencier : D= 6 m.
En fonction de la destination de la pièce, le niveau de bruit de fond attendu est de 60 à 63 dB ;

pression acoustique que doit développer un haut-parleur à une distance de 1 m :

Niveau de pression sonore du haut-parleur :

Ce niveau de pression acoustique correspond à des haut-parleurs typiques d’une puissance bien inférieure à 0,5 W.

Espace de vente du magasin :
longueur de la pièce : L-25 m, largeur : b- 18 m, hauteur : h - 5 m, personnes majoritairement debout - hauteur supplémentaire : hd — 1,5 m. Chaîne double paroi recommandée, trois enceintes par côté, pas de chaîne. D- 8 m.
En fonction de l'objectif et de la superficie de l'installation, le niveau de bruit de fond estimé devrait être compris entre 65 et 70 dB ;
niveau sonore requis dans la pièce :

pression acoustique que doivent développer les haut-parleurs :

pression acoustique que doit développer un haut-parleur à une distance de 1 m :

Niveau de pression sonore du haut-parleur :

Ce niveau de pression acoustique correspond à un haut-parleur typique d'une puissance légèrement inférieure à 1 W,

par conséquent, des haut-parleurs de 1 W chacun peuvent être utilisés.

CALCULS DE PUISSANCE DES HAUT-PARLEURS POUR LA PLUIE ET ​​LE GRILL DE PLAFOND SIMPLE ET DOUBLE :

1) le niveau sonore requis dans la pièce est déterminé :

Où La- niveau actuel de bruit de fond dans la pièce (avec un niveau de bruit de fond supérieur à 75 dB - Lmax = La + 7, dB);

2) calculer la pression acoustique que doit développer le haut-parleur en un point éloigné :

3) la pression acoustique que doit développer le haut-parleur à une distance de 1 m est déterminée :

- pour une chaîne unique située le long de l'axe médian de la pièce :

- pour chaîne double :

- pour la grille du plafond :

Où b- largeur de la pièce, D- distance entre les haut-parleurs d'une chaîne ;

4) le niveau de pression acoustique que doit fournir chaque haut-parleur est déterminé :

5) le haut-parleur requis est sélectionné en fonction de la valeur ou sa puissance typique requise est trouvée. Lors de la sélection par puissance typique, un rapport de 95 dB/W est utilisé.

Malgré l'apparente complexité, les formules données ne représentent pas de difficulté significative dans les calculs et ne nécessitent pas de formation mathématique particulière. De plus, après plusieurs calculs, le concepteur déterminera intuitivement les caractéristiques nécessaires des dispositifs acoustiques sans calculs supplémentaires.

En conclusion, nous pouvons indiquer la raison de la plupart des solutions qui contredisent l'expérience pratique obtenue grâce à des programmes spécialisés en acoustique ou en utilisant les formules ci-dessus. En règle générale, cela réside dans un réglage incorrect du niveau actuel de bruit de fond. Un certain nombre de publications de référence et techniques fournissent des niveaux approximatifs de bruit de fond pour des pièces de différentes objectif fonctionnel. Ces données doivent être traitées avec une extrême prudence, car différentes sources pour les mêmes locaux, ils peuvent différer de 5 à 10 dB (ce qui donne une répartition très importante de la pression acoustique), de plus, il faut tenir compte du fait qu'en cas d'incendie dû à la panique ou à l'effondrement de structures, les le niveau de bruit de fond doit être élevé par rapport aux transmissions de répartition normales.

A. Pinaev Ph.D.,
M. Alchevski chercheur principal Institut de recherche sur la sécurité et les situations d'urgence du ministère des Situations d'urgence de la République de Biélorussie

Le bâtiment conçu doit être équipé de dispositifs avertisseurs d'incendie de type 2.

Pour avertir les gens d'un incendie, des sirènes de type Mayak-12-3M (Electrotechnics and Automation LLC, Russie, Omsk) et Feux de détresse"TS-2 SVT1048.11.110" (Carte "Sortie") connecté au périphérique S2000-4 (ZAO NVP "Bolid").

Pour le réseau d'alerte incendie, il est utilisé câble ignifuge KPSEng(A)-FRLS-1x2x0,5.

Pour le courrier électronique Pour alimenter les équipements avec une tension U=12 V, une source électrique redondante est utilisée. alimentation "RIP-12" version 01 avec une capacité de batterie rechargeable. 7 Ah. Piles rechargeables de la source électrique. les alimentations assurent le fonctionnement de l'équipement pendant au moins 24 heures en mode veille et 1 heure en mode « Feu » lorsque la source d'alimentation principale est éteinte.

Exigences de base pour SOUÉ sont précisés dans la NPB 104-03 « Systèmes d'alerte et gestion de l'évacuation des personnes lors d'incendies dans les bâtiments et ouvrages » :

Sur la base des dimensions géométriques des locaux, tous les locaux sont divisés en trois types seulement :

• "Couloir" - la longueur dépasse la largeur de 2 fois ou plus ;
• "Hall" - une superficie de plus de 40 m². (non applicable dans ce calcul).

Nous plaçons une sirène dans une pièce de type « Room ».

Dans l'air, les ondes sonores sont atténuées en raison de la viscosité de l'air et de l'atténuation moléculaire. La pression sonore diminue proportionnellement au logarithme de la distance (R) à la sirène : F (R) = 20 lg (1/R). La figure 1 montre un graphique de l'atténuation de la pression acoustique en fonction de la distance à la source sonore F (R) = 20 lg (1/R).

Riz. 1 - Graphique d'atténuation de la pression acoustique en fonction de la distance à la source sonore F (R) = 20 lg (1/R)

Pour simplifier les calculs, vous trouverez ci-dessous un tableau des valeurs réelles des niveaux de pression acoustique de la sirène Mayak-12-3M à différentes distances.

Tableau - Pression sonore créée par une seule sirène lorsqu'elle est allumée à 12V différentes distances de la sirène.

Les plans d'étage indiquent les dimensions géométriques et la superficie de chaque pièce.

Conformément à l'hypothèse précédemment acceptée, nous les divisons en deux types :

• « Chambre » - superficie jusqu'à 40 m² ;
• "Couloir" - la longueur dépasse la largeur de 2 fois ou plus.

Une sirène peut être placée dans une pièce de type « Room ».

Dans une pièce de type « Couloir », plusieurs sirènes seront placées, réparties uniformément dans toute la pièce.

En conséquence, le nombre de sirènes dans une pièce particulière est déterminé.

Sélection d'un « point de calcul » - un point sur le plan sonore dans une pièce donnée, éloigné au maximum de la sirène, auquel il est nécessaire d'assurer un niveau sonore d'au moins 15 dBA au-dessus du niveau sonore admissible de bruit constant.

De ce fait, la longueur de la droite reliant le point d'attache de la sirène au « point de calcul » est déterminée.

Point de conception - un point sur le plan sonore dans une pièce donnée, aussi loin que possible de la sirène, auquel il est nécessaire d'assurer un niveau sonore d'au moins 15 dBA au-dessus du niveau sonore admissible de bruit constant, selon NPB 104 -03 clause 3.15.

Basé sur le SNIP 23-03-2003, paragraphe 6 « Normes bruit admissible» et du « Tableau 1 » qui y est donné, nous en déduisons les valeurs du niveau de bruit admissible pour un dortoir pour spécialistes en activité égales à 60 dB.

Lors des calculs, il convient de prendre en compte l'atténuation du signal lors du passage des portes :

• incendie -30 dB(A) ;
• standard -20 dB(A)



Légende

Acceptons les conventions suivantes :

• N sous. – la hauteur de suspension de la sirène par rapport au sol ;
• 1,5m - niveau à 1,5 mètres du sol, à ce niveau il y a un plan sonore ;
• h1 - hauteur au-dessus du niveau de 1,5 m jusqu'au point de suspension ;
• W est la largeur de la pièce ;
• D est la longueur de la pièce ;
• R est la distance de la sirène au « point de calcul » ;
• L — projection R (distance de la sirène jusqu'au niveau de 1,5 m sur le mur opposé) ;
• S-zone de sondage.

5.1 Calcul pour une pièce de type « Chambre »

Déterminons le « point de calcul » - le point le plus éloigné possible de la sirène.

Pour la suspension, des murs « plus petits » sont sélectionnés, opposés sur toute la longueur de la pièce, conformément au NPB 104-03 de la clause 3.17.



Riz. 2 — Projection verticale du montage d'une sirène murale sur un airbag

Nous plaçons la sirène au milieu de la « Pièce » - au centre du côté court, comme le montre la Fig. 3



Riz. 3 — Emplacement de la sirène au milieu de la « Chambre »

Afin de calculer la taille de R, il faut appliquer le théorème de Pythagore :

• D – la longueur de la pièce, selon le plan, est de 6,055 m ;
• W – la largeur de la pièce, selon le plan, est de 2,435 m ;
• Si la sirène sera placée au-dessus de 2,3 m, alors au lieu de 0,8 m, vous devrez prendre la taille h1 dépassant la hauteur de la suspension au-dessus du niveau de 1,5 m.

5.1.1 Déterminer le niveau de pression acoustique au point de conception :

P = Rdb + F (R)=105+(-15,8)=89,2 (dB)

• Pdb – pression acoustique du haut-parleur, selon les spécifications techniques. l'information transmise à la sirène Mayak-12-3M est de 105 dB ;
• F (R) – dépendance de la pression acoustique à la distance, égale à -15,8 dB conformément à la Fig. 1 lorsque R = 6,22 m.

5.1.2 Déterminer la valeur de la pression acoustique conformément à la clause 3.15 du NPB 104-03 :

5.1.3 Vérification de l'exactitude du calcul :

Р =89,2 > Р р.т.=75 (la condition est remplie)

SOUÉ dans une zone protégée.


5.2 Calcul pour une pièce de type « Couloir »

Les annonciateurs sont placés sur un mur du couloir à intervalles de 4 largeurs. Le premier est placé à une distance de largeur de l’entrée. Le nombre total de sirènes est calculé par la formule :

N = 1 + (L – 2*W) / 3*W= 1+(26,78-2*2,435)/3*2,435=4 (pièces)

• D – la longueur du couloir, conformément au plan, est de 26,78 m ;
• W – la largeur du couloir, selon le plan, est de 2,435 m.

La quantité est arrondie à l'entier supérieur le plus proche. L'emplacement des sirènes est indiqué sur la Fig. 4.



Fig. 4 - Placement des sirènes dans une pièce de type « Couloir » d'une largeur inférieure à 3 mètres et d'une distance « jusqu'au point de conception »

5.2.1 Déterminer les points de conception :

Le « point de calcul » est situé sur le mur opposé à une distance de deux largeurs de l’axe de la sirène.

5.2.2 Déterminer le niveau de pression acoustique au point de conception :

P = Rdb + F (R)=105+(-14,8)=90,2 (dB)

• Pdb – pression acoustique du haut-parleur, selon les spécifications techniques. l'information transmise à la sirène Mayak-12-3M est de 105 dB ;
• F (R) – dépendance de la pression acoustique à la distance, égale à -14,8 dB conformément à la Fig. 1 lorsque R = 5,5 m.

5.2.3 Déterminer la valeur de la pression acoustique conformément à la clause 3.15 du NPB 104-03 :

R r.t. = N + ZD =60+15=75 (dB)

• N – niveau admissible le bruit de bruit constant, pour les dortoirs est de 75 dB ;
• ZD – marge de pression acoustique égale à 15 dB.

5.2.4 Vérification de l'exactitude du calcul :

Р=90,2 > Р р.т=75 (la condition est remplie)

Ainsi, à la suite de calculs, le type de sirène sélectionné « Mayak-12-3M » fournit et dépasse la valeur de pression acoustique, garantissant ainsi une audibilité claire des signaux sonores. SOUÉ dans une zone protégée.

Conformément au calcul, nous organiserons les alarmes sonores, voir Fig. 5.



Fig.5 - Plan de placement des sirènes en élévation. 0,000