Акустический расчёт
1. Общие положения на основании действующих норм.
Настоящая методика акустического расчёта устанавливает порядок для вычисления расчетных величин на примере конкретного объекта для наглядного понимания. В данном случае расчёт выполнен для действующего санатория. Необходимость расчётов и использование их в рабочих проектах обусловлена требованиями пожарной безопасности, прописанными в следующих документах:
1. ППБ 01-03 «Правила пожарной безопасности в РФ»;
2. НПБ 88-2001* «Установки пожаротушения и сигнализации. Нормы и правила проектирования»;
3. НПБ 104-03. Проектирование систем оповещения людей о пожаре в зданиях и сооружениях;
4. НПБ 77-98. Технические средства оповещения и управления эвакуацией. Общие технические требования. Методы испытаний.
5. СНиП 2.01.02-85*. Противопожарные нормы;
6. ГОСТ 21.101-97 СПДС «Основные требования к проектной и рабочей документации»;
7. ГОСТ 12.1.030-81 «Электробезопасность. Защитное заземление и зануление;.
8. РД 45.162-2001 «Комплексы сетей сотовой и спутниковой подвижной связи общего пользования».
9. ГОСТ 12.1.004-91 «Система стандартов безопасности труда, пожарная безопасность. Общие требования».
10. ПУЭ «Правила устройства электроустановок» издание 7.
В отличие от существующих методик, данная Методика обладает рядом преимуществ:
- Наличие порядков проведения расчётов;
- Графические иллюстрации для пояснения;
- Примеры расчётов;
- Подбор всех приложений, используемых для расчётов.
Настоящая Методика может быть использована в расчётах Рабочих проектов «Система оповещения и управления эвакуацией людей при пожаре» для зданий, сооружений и строений различной сложности.
2. Характеристика объекта
Тип здания: | Санаторий |
Расположение здания: | Отдельно стоящее здание |
Степень технического обустройства: | Полное |
Функциональное назначение помещений: | См. рабочие чертежи (экспликация помещений) |
Выступающие части: | Выступающих частей, превышающих нормы пожарной безопасности нет |
3. Назначение системы оповещения.
Система оповещения и управления эвакуацией (СОУЭ) предназначена для обеспечения выполнения следующих функций:
- Первоочередное оповещение персонала учреждения (НПБ104-03 примечание в табл. 2 пп.6-7);
- Автоматическую трансляцию специально разработанных текстов (речевое сообщение, записанное на блок речевого оповещения), направленных на предотвращение паники и других явлений, усложняющих эвакуацию с распределением сигналов оповещения по зонам в автоматическом режиме;
- Автоматическое распределение сигналов в группе зон оповещения по зонам, в соответствии с очерёдностью оповещения (установленным алгоритмом);
- Сопряжение с системой оповещения ГО;
- Включение от командного импульса, формируемого автоматической установкой пожарной сигнализации или пожаротушения;
- Возможность совмещения СОУЭ с радиотрансляционной сетью здания с приоритетом оповещения.
4. Основные принятые решения.
Технические решения, принятые в проекте, соответствуют требованиям противопожарных, экологических, санитарно-гигиенических норм, действующих на территории РФ, и обеспечивают безопасную для жизни и здоровья людей эксплуатацию объекта при соблюдении предусмотренных рабочими чертежами мероприятий.
Для оповещения находящихся в здании людей о возникшем пожаре, принята система оповещения 3 типа. Для устранения на объекте явлений, усложняющих процесс эвакуации (паника, скопление людей в проходах и т. п.) система оповещения разделена на шесть зон оповещения и одна зона оповещения «Персонал учреждения»:
-1 зона – помещения цокольного этажа;
-2 зона – помещения 1 этажа;
-3 зона – помещения 2 этажа;
-4 зона – помещения 3 этажа;
-5 зона – помещение столовой;
-6 зона – помещение актового зала;
-7 зона – «Персонал учреждения», особая зона оповещения, куда в первую очередь будет транслироваться особый текст, заранее разработанный для персонала санатория.
5. Описание системы оповещения.
Принятое техническое решение основано на комплексном подходе к противопожарной защите здания и обеспечения безопасности людей при возникновении пожара.
Система оповещения людей о пожаре и управления эвакуацией (СОУЭ) является составной частью автоматической пожарной защиты здания. Она предназначена для оповещения персонала и посетителей о пожаре, путях эвакуации и других чрезвычайных обстоятельствах, а также позволяет делать служебные объявления в любую из зон оповещения.
Выбор способа оповещения людей о пожаре осуществляется по НПБ 104-03 «Проектирование систем оповещения людей о пожаре в зданиях и сооружениях». Согласно требованиям этого документа сооружение должно быть оборудовано автоматической речевой системой оповещения. Оповещение осуществляется: трансляцией речевой информации о необходимости эвакуации и других действиях, направленных на обеспечение безопасности.
Управление эвакуацией осуществляется:
— передачей по средствам оповещения специально разработанных текстов, направленных на предотвращение паники и других явлений, усложняющих процесс эвакуации (скопление людей в проходах и т.п.);
— трансляции текстов, содержащих информацию о необходимом направлении движения;
Речевое оповещения запускается автоматически при срабатывании пожарной сигнализации от адресных релейных блоков С2000-СП1 пожарной сигнализации «Орион» и в ручном режиме с прибора управления «Тромбон-ПУ-8». Каждый релейный блок относится к одной из зон оповещения и запрограммирован на включение при срабатывании пожарных извещателей. Выбор данного оборудования обусловлен типом системы оповещения, большим количеством помещений оповещения, необходимостью оповещения из помещения охраны с микрофона.
Система речевого оповещения состоит:
— прибор управления «Тромбон-ПУ-8»;
— усилитеь мощности трансляционный «Тромбон-УМ4-360;
— блок резервного питания «Тромбон-БП-21»;
— оповещатели охранно-пожарные речевые «Глагол-СМ-П-1» для потолочного
крепления и «Глагол-СМ-Н-1» для настенного крепления мощностью 1 Вт
каждый;
— микрофон настольный «RM-01».
Оповещение осуществляется из поста охраны.
Система СОУЭ «Тромбон» является единым комплексом пожарного оповещения и управления эвакуацией.
В целях снижения потерь тока в линиях связи СОУЭ, и увеличения величины звукового давления оповещателей, и, как следствие, уменьшение количества оповещателей, выбирается напряжение в линиях связи равное 120В. С учётом принятого напряжения имеем следующие характеристики системы:
А) Прибор управления «ТРОМБОН — ПУ-М-8» предназначен для приёма командных импульсов, формируемых автоматической установкой пожарной сигнализации, и выдачи, в соответствии с алгоритмом работы, команд и электрических сигналов в систему звукового оповещения, подачу основного или резервного питания на усилитель мощности. Основное питание прибора управления осуществляется от сети переменного тока 220В.
Резервное питание обеспечивает аккумулятор, установленный внутри прибора.
Б) Усилитель мощности трансляционный «Тромбон – УМ4-360» предназначен для приема электрических сигналов от прибора управления (звук, голосовое сообщение оператора, речевая информация фонограммы), усиления этих сигналов до необходимой мощности и выдачу усиленных сигналов через коммутационную группу прибора управления в трансляционные линии звукового оповещения.
В) Блок резервного питания «Тромбон – БП-21» предназначен для обеспечения резервным питанием (24В пост. тока) усилителя мощности, входящего в состав системы звукового оповещения.
Блоки имеют встроенную аккумуляторную батарею, систему заряда и контроля аккумуляторов, модуль индикации состояния аккумуляторной батареи и напряжения сети, три низковольтных источника постоянного тока, блок реле.
Г) Речевые пожарные оповещатели «Глагол-СМ-Н-1» настенный и «Глагол-СМ-П-1» для потолочного крепления, навесной предназначены для воспроизведения голосовых сообщений, специальных сигналов в системах пожарного оповещения, речевой информации и фоновой музыки в системах: громкоговорящей связи, звукоусиления и трансляции. Звуковая мощность – 1 Вт. Речевой оповещатель закрепить на высоте 2,3м. от уровня пола, но расстояние от потолка до оповещателя должно быть не менее 150мм.
Для прокладки линии оповещения предусмотрено использование провода КПСВВ 1х2х1,5, не поддерживающего горение. Способ прокладки провода — скрыто за подвесным потолком в металлорукаве d=15. По стенам провод проложить в электротехническом коробе 15х10. Установить оповещатели на этажах, согласно рабочим чертежам.
6. Принцип действия системы оповещения.
Принцип действия СО основан на передачи по громкоговорителям специально разработанных текстов, направленных на предотвращение паники и других явлений, усложняющих процесс эвакуации. Передача текстов может вестись автоматически при срабатывании пожарной сигнализации, а также через микрофон во все зоны оповещения.
7. Электроакустический расчёт.
7.1. Исходные данные для расчёта.
Табл. 1
1.Максимальный уровень звука постоянного шума для рабочих помещений административно-управленческого персонала производственных предприятий, лабораторий, помещения для измерительных и аналитических работ, дБ | 50* |
2.Максимальный уровень звука постоянного шума для рабочих помещений диспетчерских служб, кабины наблюдения и дистанционного управления с речевой связью по телефону, дБ | 60* |
3.Максимальный уровень звука постоянного шума для палат больниц и санаториев, дБ | 30* |
4.Максимальный уровень звука постоянного шума для операционных больниц, кабинетов врачей больниц, поликлиник, санаториев, дБ | 30* |
5.Максимальный уровень звука постоянного шума для конференц-залов, читальных залов библиотек, зрительных залов клубов и кинотеатров, дБ | 35* |
6.Максимальный уровень звука постоянного шума для залов кафе, ресторанов, фойе театров и кинотеатров категории А, Б и В, дБ | 45* |
7. Уровень звукового давления одиночного оповещателя «Глагол-СМ-П-1» для линии 120В на расстоянии 1м, дБ | 95** |
8. Уровень звукового давления одиночного оповещателя «Глагол-СМ-Н-1» для линии 120В на расстоянии 1м, дБ | 94** |
9. Высота подвеса оповещателя от пола в коридоре и спальной комнате и столовой (Н), м | 3,4 |
10. Ширина коридора (с), м | 2,8*** |
11. Длина коридора, м | 55,5*** |
12. Ширина зрительного зала, м | 10,6*** |
13. Длина зрительного зала, м | 22,6*** |
14. Ширина столовой, м | 10,6*** |
15. Длина столовой, м | 22*** |
16. Ширина фойе (d), м | 10,2*** |
17. Длина фойе (e), м | 10,6*** |
18. Ширина спальной комнаты (b), м | 2,8*** |
19. Длина спальной комнаты (а), м | 4,7*** |
20. Максимальный уровень звука постоянного шума для коридора, дБ | 65**** |
21. Расстояние от пола до головы спящего человека (Н1), м | 0,6 |
22. Расстояние от пола до плоскости озвучивания (Н2), м | 1,5 |
23. Высота потолка в зрительном зале, м | 5 |
Прим.:
* данные взяты из СНиП 23-03-2003 пункта 6 «Нормы допустимого шума» «Таблица 1» при частоте 4000Гц;
** данные взяты из паспортных данных оповещателя «Глагол-СМ-П-1» и «Глагол-СМ-Н-1»;
*** данные из технических чертежей сооружения.
**** данные из «Пожарное оповещение. Электроакустический расчёт», ОНИКС, Москва 2007г.
7.2. Расчёт для помещения «Спальная комната».
Принимается, что звуковая волна распространяется в сухом воздухе при температуре 20°С. Звуковое давление ослабевает пропорционально логарифму расстояния (R) от оповещателя: Р (R) = 20 lg (1/R).
Для оповещателя «Глагол-СМ-Н-1» с Р=94дБ на основании расчётов, получаем реальные значения уровней звукового давления на различных расстояниях:
Табл. 2
Расстояние от оповещателя, м | Звуковое давление, дБ |
1 | 94,0 |
2 | 88,0 |
3 | 84,5 |
4 | 82,0 |
5 | 80,0 |
6 | 78,4 |
7 | 77,1 |
8 | 75,9 |
9 | 74,9 |
Принимаем, что оповещатель расположен в углу комнаты, т. е. расстояние от оповещателя до расчётной точки максимальное.
Для того чтобы найти расстояние R до расчётной точки, применяем теорему Пифагора, см. рис.1 и рис.2:
R=(H2²+a²+b²)1/2.
Рис 1. Размещение оповещателя (вид с верху).
Рис 2. Вертикальная проекция крепления настенного оповещателя по НПБ.
Н2=Н-Н1=3,4-0,6=2,8(м)
R=(2,8²+4,7²+2,8²)1/2=6,1(м)
Величина звукового давления P(расч), которое должен создавать оповещатель в расчётной точке на расстоянии R, определяем по таблице 2.
В нашем случае Р(расч)=78.4дБ.
По НПБ 104-03 уровень звука звукового сигнала определяем по данным таблицы 1, НПБ 104-03, п.3.16:
Р=(Допустимый уровень звука постоянного шума + 15)дБ.
Р=30+15=45дБ.
Исходя из расчётов, принимается минимально определённое значение по нормам:
Р(мин)=70дБА.
Расчёты показали, что оповещатель «Глагол-СМ-Н-1» по своим характеристикам и по расположению в комнате обеспечивает необходимый уровень звука. Точное расположение оповещателя определить при монтаже СОУЭ.
7.3. Расчёт для помещения «Коридор».
Величина звукового давления, которое должен создавать оповещатель в «расчётной точке» на расстоянии R складывается из допустимого уровня звука постоянного шума коридора и 15дБ по НПБ 104-03 п. 3.15:
Р=(65+15)дБ=80дБ.
Используя значения табл. 2 (Р=81дБ при расстоянии 5м) и учитывая расположение оповещателей настенного исполнения по рис. 3, находим максимальное расстояние (R2) между оповещателями, при котором выполняется требование НПБ 104-03 п. 3.14.
Рис 3. Вертикальная проекция крепления настенных оповещателей по НПБ
Рис. 4. Вид сверху.
Н2=Н-Н1=3,4-1,5=1,9(м).
R=5м (по табл. 2)
При расположении оповещателей на противоположных стенах:
R3=(R22-с2)1/2.
R2=2*(R2-H22)1/2.
R2=(2*(52-1,92)1/2)м=(2*3,5)м=9,2м.
R3=((9,22-2,82)1/2)м=8,8м.
R1=R3:2.
R1=8,8:2=4,4(м).
Количество оповещателей(N) будет:
N=(55,5:8,8)шт=6шт.
Для помещения «Коридор» с длиной 55,5м принимается установить 8 оповещателей «Глагол-СМ-Н-1» на расстоянии 8,8м друг от друга и 4,4м от начала коридора, располагать оповещатели, чередуя на противоположных стенах коридора (см. рис. 4).
7.4. Расчёт для помещения «Зрительный зал».
Для оповещателя «Глагол-СМ-П-1» потолочного исполнения с Р=95дБ на основании расчётов, получаем реальные значения уровней звукового давления на различных расстояниях:
Табл. 3.
Расстояние от оповещателя, м | Звуковое давление, дБ |
1 | 95,0 |
2 | 89,0 |
3 | 85,5 |
4 | 83,0 |
5 | 81,0 |
6 | 79,4 |
7 | 78,1 |
8 | 76,9 |
9 | 75,9 |
10 | 75,0 |
11 | 74,2 |
Количество оповещателей в данном случае зависит от высоты подвеса оповещателей, так как линия «телесного угла» в 900 должна покрывать нормативную высоту 1,5м (см. граф. 1).
Граф. 1.Чем выше оповещатель, тем больше диаметр плоскости озвучивания. Ограничение высоты составляет длина линии «телесного угла»; она не должна превышать значения расстояния от оповещателя, при котором соблюдается требование НПБ 104-03 п. 3.14. По табл. 3: R=8м. Значение площади озвучивания при R=8м будет максимальной, 63м2 (см. «расчётное правило, стр. 103 «Пожарное оповещение. Электроакустический расчёт», ОНИКС, Москва 2007г.). При высоте потолка Н=5м, площадь озвучивания S=38м2.
Количество оповещателей в зале N определяется по формуле:
N=S(общ)/S.
S(общ)=e*d,
где e – ширина зала, d – длина зала (см. рис 5).
S(общ)=(10,6*22,6)м2=240м2.
N=(240/38)шт=6шт.
Для выполнения требований, применим следующую схему расположения оповещателей (см. рис. 5).
Рис. 5. Размещение оповещателей (вид с верху).
Прим.:
- S — площадь допустимого значения звукового давления, покрываемая одним оповещателем.
- r — радиус круга.
- R2, R1 – установочные размеры для оповещателей.
- е – ширина «зрительного зала».
- d – длина «зрительного зала».
Исходя из геометрических построений, можем найти необходимые установочные размеры R1 и R2:
R2=2*r*sin45.
r=Н2 (равнобедренный треугольник, см. граф. 1).
r=D/2=(7/2)м=3,5м.
R2=(2*3,5*0,7)м=4,9м.
R1=R2*1/2.
R1=(4,9*1/2)м=2,5м.
Учитывая размеры зрительного (10,6х22,6)м на цокольном этаже, принимается установить 6 оповещателей «Глагол-СМ-П-1».
7.5. Расчёт для помещения «Фойе».
Используя значения табл. 1 (Высота помещения=5м) и исходя из геометрических построений граф. 1, определим радиус круга (расстояние r, при котором удовлетворяется требование НПБ 104-03 п. 3.14).
Н2=Н-Н1.
Н2=(5-1,5)м=3,5м.
r=Н2 (равнобедренный треугольник, см. граф. 1).
r=3,5м.
Исходя из геометрических построений, см. рис. 5., можем найти необходимые установочные размеры R1 и R2:
R2=2*r*sin45.
R2=(2*3,5*0,7)м=4,9м.
Количество оповещателей(Nд) в длину будет:
N=(22,6:4,9)шт=4шт.
Количество оповещателей(Nш) в ширину будет:
N=(10,6:4,9)шт=2шт.
Всего оповещателей(N) в помещении «Зрительный зал:
N=(4*2)шт=8шт.
R1=(d-2*R2)*1/2.
R1=(1/2*(10,2-2*4,9))м =0,2м.
Рис. 5.
Принимается установить в зрительном зале 8 оповещателей «Глагол-СМ-П-1».
Расчет количества и мощности громкоговорителей произведен согласно рекомендациям завода-изготовителя.
Общее количество оповещателей, установленных в здании — 171 шт.
из них:
· на цокольном-м этаже — 44 шт.
· на 1-м этаже — 44 шт.
· на 2-м этаже — 42 шт.
· на 3-м этаже — 41 шт.
В речевом оповещении применены оповещатели охранно-пожарные речевые «Глагол-СМ-П-1» со звуковой мощностью 1Вт. Таким образом, максимальная звуковая мощность(Рзвук.) системы должна быть не менее: Рзвук.=(44+44+42+41)Вт=171Вт.
За счёт потерь в понижающем звуковом трансформаторе и в самой динамической головке громкоговорителя потребляемая электрическая мощность(Рэл.) в линии оповещения будет в 1,7 раза больше Рзвук.:
Рэл.=(171*1,7)Вт=290Вт.
Принимается использовать усилитель «Тромбон-УМ4-360» со значением номинальной мощности большим, чем значение электрической мощности всей линии оповещения.
8. Список используемых источников:
- «Пожарное оповещение. Электроакустический расчёт», ОНИКС, Москва 2007г.
- №123-ФЗ. «ТЕХНИЧЕСКИЙ РЕГЛАМЕНТ О ТРЕБОВАНИЯХ ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ».
- СП 3.13130.2009. «СИСТЕМА ОПОВЕЩЕНИЯ И УПРАВЛЕНИЯ ЭВАКУАЦИЕЙ ЛЮДЕЙ ПРИ ПОЖАРЕ».
- СНиП 21-01-97* «Пожарная безопасность зданий и сооружений».
- СНиП 2.08.02-89* «Общественные зданий и сооружения».
- ГОСТ 12.1.004-91*. ПОЖАРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ. Общие требования.