Контакты
Подписка
МЕНЮ
Контакты
Подписка

Речевые пожарные оповещатели

В рубрику "Пожарная безопасность" | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций

Речевые пожарные оповещатели

Речевой способ оповещения (аудиализация специальных текстов) в обязательном порядке используется в системах оповещения и управления эвакуацией людей (СОУЭ) 3-5-го типов. Этот способ, в отличие от применения звукового оповещения с помощью сирен, значительно снижает риск возникновения неадекватного поведения людей при пожаре, что позволяет организованно провести эвакуацию. Важнейшей частью системы речевого оповещения являются речевые пожарные оповещатели


И.Г. Неплохов

Технический директор Бизнес-группы "Центр-СБ", к.т.н.

В зависимости от типа защищаемого объекта и вида помещения, его размеров и назначения используются различные виды речевых оповещателей.

Виды речевых оповещателей

В последние годы благодаря развитию микроэлектроники появился широкий выбор активных речевых оповещателей, которые содержат встроенный усилитель мощности и энергонезависимую память с записанным в нее сообщением (рис. 1). В соответствии с п. 6.2.1.8 ГОСТ Р 53325–2009 "речевая и звуковая информация может быть записана в энергонезависимую память пожарного оповещателя либо поступать на вход пожарного оповещателя". Для увеличения площади оповещения обычно используются дополнительные активные речевые оповещатели, на входы которых поступает аудиосигнал с первого оповещателя. Может также использоваться один активный оповещатель с достаточно мощным усилителем, к которому подключаются пассивные оповещатели.

Особый интерес представляют беспроводные, радиоканальные активные речевые оповещате-ли, которые могут питаться от встроенных источников питания. Такие извещатели максимально упрощают монтаж системы оповещения, обеспечивают предельное время работоспособности линии связи в условиях пожара. Используются различные способы размещения оповещателей. Широко распространены настенные речевые оповещатели, выполненные в корпусах различной формы (рис. 2). В офисных помещениях с подвесным потолком обычно используются полочные врезные оповещатели (рис. 3). Оповещатели выпускаются в различном оформлении, их дизайн может сочетаться с электрическими лампами, установленными в том же помещении. В больших комнатах с высокими потолками используются подвесные речевые оповещатели типа "люстра", устанавливаемые на требуемой высоте.

Согласование речевых оповещателей В сравнительно простых системах используются усилители с низкоомным выходом и соответственно бестрансформаторные оповещатели. Для обеспечения согласования усилителя с опо-вещателями обычно применяется параллельно-последовательное включение громкоговорителей. Например, к усилителю, рассчитанному на нагрузку 4 Ом, можно подключить 8 оповеща-телей с сопротивлением 8 Ом, включенных параллельно по 2 последовательно (рис. 4). Можно подключить нагрузку и с большим суммарным сопротивлением, при этом снизятся выходная мощность и ток потребления усилителя. А вот снижение сопротивления нагрузки обычно не допускается, так как это приводит к перегрузке усилителя и может вывести его из строя.

Для исключения появления нелинейных искажений мощность на каждом громкоговорителе не должна превышать номинального значения. Например, к 20-ваттному усилителю по схеме, изображенной на рис. 4, можно подключить 8 громкоговорителей по 3 Вт. На каждый громкоговоритель будет приходиться по 2,5 Вт. Если оставить только 4 громкоговорителя, то мощность каждого практически не изменится, а суммарная снизится в 2 раза. По той же схеме можно подключить 5- или 6-ваттные громкоговорители с тем же сопротивлением, звук будет только чище. В технических характеристиках, как правило, указывается уровень сигнала L1 дБ при мощности 1 Вт, на частоте 1 кГц и на расстоянии 1 м по нормали от оповещателя. При повышении мощности Р уровень звукового сигнала увеличивается в соответствии с известным выражением:

LP= L1 + ΔLP, где ΔLP = 10LgP.                          (1)

Для практического использования некоторые значения ΔLP приведены в таблице.

Если используются оповещатели с уровнем звукового сигнала при мощности 1 Вт равным 92 дБ, то при мощности 2,5 Вт уровень увеличится на 4 дБ и составит 96 дБ на расстоянии 1 м. Если используется оповещатель с номинальной мощностью 10 Вт и уровнем сигнала 90 дБ при 1 Вт, то в характеристиках должно быть указано 100 дБ при мощности 10 Вт, а не 99 дБ или 101 дБ, так как система линейная.

В больших системах оповещения для снижения потерь в протяженных линиях связи используются усилители с номинальным выходным напряжением 70, 100 и даже 120 В. Чем выше напряжение, тем меньше ток при той же мощности и тем меньшее сечение кабеля можно использовать при одинаковых потерях. Для согласования нагрузки в оповещателях используются трансформаторы, причем обычно с отводами, что позволяет не только подключать их к линиям с различным напряжением и устанавливать мощность оповещателя в соответствии с требуемым уровнем сигнала. При подключении оповещателя с импедансом 100 Ом к линии 100 В ток будет равен 1 А и мощность – 100 Вт. Так как мощность равна напряжению в квадрате, деленному на сопротивление, то при подключении того же 100-омного оповещателя к линии 70 В, то есть примерно в √–2 раз меньше 100 В, мощность снизится в 2 раза до 50 Вт. Аналогично оповеща-тель с импедансом 1 кОм при подключении к линии 100 В будет иметь мощность 10 Вт, а при 70 В – 5 Вт (рис. 5).

Различные значения ΔLP
Р, Вт 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 6 7 8 9 10 12,5 15 20 25 30 50 100
ΔLP, дБ 0 1,8 3,0 4,0 4,8 5,4 6,0 6,5 7,0 7,8 8,5 9,0 9,5 10 11,0 11,8 13,0 14,0 14,8 17,0 20

Регулировка мощности позволяет в широких пределах изменять уровень звукового сигнала оповещателя. Так, например, если оповещатель при 1 Вт имеет уровень сигнала 96 дБ, то при установке мощности 2,5 Вт будет обеспечен уровень 96+4=100дБ, при мощности 5 дБ – 103 дБ, при 10 Вт – 106 дБ, при 15 Вт – 108 дБ и при 30 Вт – 110 дБ.

Необходимо также отметить, что чем выше уровень сигнала оповещателя при 1 Вт, тем меньшая мощность оповещателей и усилителя требуется. Если для оповещателей с уровнем сигнала 93 дБ при 1 Вт требуется суммарная мощность 100 Вт, то для оповещателей с уровнем 90 дБ при 1 Вт – 200 Вт, а оповещатели с 87 дБ на 1 Вт должны иметь в 4 раза большую суммарную мощность и соответственно 400-ваттный усилитель с соответствующим увеличением тока и емкости АКБ резервного источника питания. Из выражения (1) можно получить соотношение для оценки снижения сигнала за счет потерь на линии связи:

ΔLP = 20Lg(UR/U0) (дБ),                                (2)

где U0 – напряжение на выходе усилителя; UR – напряжение на оповещателе.

Таким образом, при падении напряжения на 5% потери составят около 0,5 дБ, при снижении на 10% – почти 1 дБ, при 15% – до 1,5 дБ, а при 20% – приблизительно 2 дБ.

Частотный диапазон и диаграммы направленности

Довольно часто речевые оповещатели в нормальных условиях используются для воспроизведения фоновой музыки и для трансляции рекламы, соответственно требуются акустические системы с достаточно широким частотным диапазоном, 2- и даже 3-канальные системы. Причем необходимо учитывать, что диаграмма направленности зависит от воспроизводимой частоты. В общем случае наибольшая ширина диаграммы соответствует низким частотам и уменьшается с увеличением частоты (рис. 7). Например, если на частоте 1 кГц ширина диаграммы для потолочного оповещателя составляет 160–170°, то на частоте 4 кГц уменьшается до 50–55° по уровню -6 дБ.


Для расширения диаграммы направленности и увеличения площади, защищаемой одним опо-вещателем, увеличивают число громкоговорителей. Например, в подвесном оповещателе, изображенном на рис. 6, установлены низкочастотные, среднечастотные и высокочастотные громкоговорители, всего 14 штук. Такой опове-щатель имеет частотный диапазон от 60 Гц до 17 кГц и при мощности 100 Вт на высоте 14 м озвучивает площадь 650 м2.

Ширина диаграммы направленности звуковых оповещателей обычно измеряется на уровне -6 дБ. При синфазном сложении двух сигналов уровень увеличивается на 6 дБ – это положение обычно используется при определении расстановки речевых оповещателей. Здесь необходимо отметить существенное отличие от звуковых оповещателей, у которых сложение сигналов дает увеличение только на 3 дБ за счет отсутствия когерентности. С другой стороны, получается, что при использовании 2-ваттного оповещателя мы имеем повышение сигнала на 3 дБ по сравнению с 1 Вт, а при использовании двух оповещателей по 1 Вт повышение сигнала составит 6 дБ? Противоречия здесь нет, так как одновременно с увеличением максимума диаграммы происходит ее обужение в плоскости размещения оповещателей – на определенных направлениях сигналы складываются в противофазе и появляются боковые лепестки, положение которых зависит от частоты. На этом принципе построены оповещатели типа "линейный массив", которые представляют собой линейные решетки с довольно большим количеством громкоговорителей, распределенных определенным образом по вертикали. При этом формируется узкая диаграмма направленности в вертикальной плоскости (рис. 8), исключаются потери на излучение в направлениях, где отсутствуют слушатели, одновременно снижаются переотражения и улучшается качество звука. Громкоговорители в решетке устанавливаются на различных расстояниях друг от друга таким образом, чтобы обеспечить минимум боковых лепестков в вертикальной плоскости.


В настоящее время рынок речевых оповещате-лей настолько обширный как по типам, так и по ценовым предложениям, что позволяет выбрать оптимальное оборудование для защиты любого объекта. Технические характеристики некоторых речевых оповещателей приведены в техническом обозрении на стр. 104.

Опубликовано: Журнал "Системы безопасности" #3, 2010
Посещений: 9822

  Автор

Неплохов И. Г.

Неплохов И. Г.

Технический директор компании "Центр-СБ", к.т.н.

Всего статей:  89

В рубрику "Пожарная безопасность" | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций