Расчет звукового давления excel

Программа в Excel расчета звукового давления, ослабления, дальности; количества громкоговорителей в СОУЭ.
Методика расчета, справочные материалы.

Расчет звукового давления – один из этапов электроакустического расчета при проектировании систем звукового и речевого оповещения. Он позволяет вычислить, сколько речевых оповещателей и какой мощности, а также на каком расстоянии друг от друга их установить в помещении, чтобы система оповещения соответствовала нормам пожарной безопасности.

Нормативной базой для проектирования СОУЭ являются следующие документы:

• № 123-ФЗ;
• СП 3.13130.2009;
• ГОСТ 12.1.036-81 «Шум. Допустимые уровни в жилых и общественных зданиях»;
• СП 51.13330.2011 «Защита от шума».

Отсутствие общепринятых методик расчёта звукового давления при проектировании систем оповещения часто приводит к ошибкам — недостаточное или избыточное количество звуковых или речевых пожарных оповещателей, неправильная расстановка оповещателей и выбор мощности громкоговорителей, что приводит к неравномерному оповещению людей в здании.

Последствия этого могут быть разные: срыв срока запуска объекта, увеличение затрат на оснащение здания, получение штрафов при проверке работоспобности СОУЭ и, наконец, самое страшное, повышенный риск человеческого и материального ущерба. В следствие чего, инженеру-проектировщику приходится переделывать уже готовый проект или готовую систему, если она смонтирована, но не отвечает нормам при проверке. При этом затрачивается драгоценное время, силы и средства.

Чтобы этого избежать производители оборудования систем оповещения и САПР предлагают специалистам различные инструменты и сервисы для расчета уровня звукового давления: Excel-таблицы, онлайн ПО, полноценные программные продукты или надстройки, которые интегрируются в САПР.
Рассмотрим плюсы и минусы каждого из них.

Итак, начнем с самого простого сервиса, который доступен любому специалисту – таблица Excel. Наличие инструкции по заполнению и интуитивно понятной логики данных делают сервис доступным и привлекательным для проектировании СОУЭ.

Кроме того, файлы Excel, как правило, находятся в свободном доступе на сайтах производителей – авторизации/регистрации зачастую не требуется.  Достаточно скачать файл себе на устройство и пользоваться им. Почти не занимает места и не нагружает ПК.

Excel подойдет для тех случаев, когда нужен расчет звукового давления в проектируемом помещении «на глазок».Т.к. исходные данные таблицы Excel недостаточны для точного акустического расчета, например, в них могут не учитываться такие характеристики как: высота установки громкоговорителя, запас звукового давления, сложная геометрия помещения. Как следствие: погрешности в расчете, не учитывается расстановка оповещателей или тип громкоговорителя, отсутствует визуализации и направленности звука и т.д.

Очевидно, что Excel-таблицы не обновляется автоматически. Получить актуальную информацию можно только по запросу в техподдержку производителя или самостоятельно следить за обновлениями на сайте.

Альтернативой Excel-таблиц является онлайн-программа электроакустического расчета. Она доступна без регистрации, а расчет производится на сайте в онлайн-режиме.

К достоинствам онлайн-программы можно отнести автоматическое обновление на сервере производителя и подробную методику расчета.

Результат расчета, как правило, выводится на сайте в текстовом формате, но без подробного описания и визуального представления направленности звука. 

Отдельный вид сервисов представлен полноценными программными продуктами для акустического расчета СОУЭ.

Перечислим их преимущества:

1. Бесплатный доступ, но может потребоваться авторизация на сайте;
2. Точность расчета. Отметим особенности вычислений ПО разных производителей:

• результат рассчитывается с учетом отражения звука от различных поверхностей;
• есть возможность указания расстояния до расчетной точки;
• учитывается установка на стену или в угол;
• есть возможность указания высоты расчетной точки;
• учитывается тип громкоговорителя и его параметры;
• можно указать параметры своих громкоговорителей.

К минусам программных продуктов можно отнести следующие:

1. Не у всех ПО есть автообновление. Скачать новую версию можно на сайте производителя или через обращение в техподдержку;
2. Погрешность в расчете: в большинстве ПО невозможно изменить высоту установки расчетной точки, по умолчанию задано значение — 1,5 м.
3. Не всегда удобный формат представления данных: результаты расчета выводятся без формул, отсутствует описание.

И последний, пожалуй, самый интересный и удобный сервис — это ПО, интегрированные с AutoCAD (или с другим САПР). Это немаловажный фактор для автоматизации проектирования СОУЭ, т.к. расчетные данные автоматически передаются в проект, а далее их можно распечатать и приложить к выходной документации. Что позволяет свести к минимуму ручные этапы выполнения работ.  

Также к достоинствам можно отнести:

1. Точный расчет. Отметим функциональные возможности ПО:

• учитывается тип громкоговорителя и его параметры;
• расчетная точка указывается прямо на плане;
• есть проверка на превышение мощности нагрузки оповещения для центральной стойки и на падение напряжения на линии оповещения (модуль SONAR RUBEZH);
• наглядность: эффективную зону оповещения и визуальную модель направленности звука видно сразу на чертеже (модуль SONAR RUBEZH).

     2. Бесплатный доступ к некоторым сервисам через авторизацию при первом запуске программы или через письменное обращение в техподдержку производителя.

     3. Автоматизация акустического расчета. Т.к. ПО может быть встроено в плагин AutoCAD и в нем не нужно вручную вводить параметры оповещателей и указывать расстояние до расчетной точки — операции выполняются автоматически (модуль SONAR RUBEZH);

     4. Комплексный подход к проектированию систем безопасности. Отдельные программные продукты включают в себя не только модуль расчета звукового давления, но и предоставляют полноценный функционал для выполнения проекта по системам пожарной сигнализации и систем противопожарной защиты. Это позволяет получить специалисту “сервис одного окна”, экономя время и силы (модуль SONAR RUBEZH);

     5. Удобный формат вывода результатов в виде:

• документа с формулами и методикой расчета, который можно приложить к выходной документации проекта (модуль SONAR RUBEZH);
• подробной сводной таблицы для вставки в чертеж и спецификацией громкоговорителей.

Из специфических особенностей можно выделить:

1. Высокая стоимость ПО с предустановленными базами громкоговорителей разных брендов;
2. Привязка к САПР производителя. Т.е. проектирование систем безопасности полностью осуществляется на базе конкретной платформы;
3. Сложный процесс установки/внедрения ПО. Во многих крупных компаниях требуется согласование со службами/ИТ-подразделениями, выделение дополнительных ресурсов. Установка, администрирование и обслуживание ПО зачастую производится системным администратором, не пользователем;
4. Дополнительный функционал. Например, в модуле SONAR RUBEZH можно выгрузить значения мощностей громкоговорителей по линиям оповещения для дальнейшего подбора центрального оборудования, а также подсчитать количество кабеля, построить структурную схему и дополнительно получить схему подключения устройств, а также получить итоговое количество оборудования в виде сформированной по ГОСТ спецификации и кабельного журнала.

Итак, мы разобрали основные плюсы и минусы сервисов для расчета уровня звукового давления и подготовили шпаргалку для специалистов проектирования СОУЭ, в которой собрали наиболее распространенные сервисы для акустического расчета от производителей оповещения. С ее помощью вы сможете выбрать тот инструмент, который наиболее удобен для вас, с точки зрения, представленного функционала и удобства пользования:

№  п/п	Вид сервиса	Производитель систем оповещения	Ссылка на ресурс
1	Excel	МЕТА	https://meta-spb.com/online-matching/
2	Omegasound	https://omegasound.ru/support/methodological-guides/calculation-software.php
3	Онлайн-программа	Roxton	https://www.escortpro.ru/page/support/ea_calculation.php
4	ПО	Тромбон	https://www.trombon.org/help/elektroak_calculator/
5	Roxton	https://www.escortpro.ru/page/support/software.php
6	ПО – модуль для AutoCAD	Интер-М	https://www.arstel.com/po/spl
7	SONAR RUBEZH	https://calculator.sonarpro.ru/
8	nanoCAD BIM ОПС	Нанософт разработка	https://www.nanocad.ru/products/ops/

Удачных расчетов! 

По вопросам работы калькулятора расчета звукового давления SONAR RUBEZH пишите на e-mail: support@rubezhcad.ru или звоните на номер: 8-800-600-12-12 (доб. 5).
Будем рады вашим отзывам и предложениям!

Если Вам нужно оперативно выбрать количество устанавливаемых громкоговорителей (звуковых оповещателей) в проектируемом помещении, можете воспользоваться программой расчета звукового давления и количества громкоговорителей от фирмы ESSER by Honeywell на основе известных принципов электроакустики. Расчет в программе выполняется в соответствии с нормативными документами такими как: НПБ 104-03, СП 3.13130.2009, ГОСТ 12.1.036-81, СН 2.2.4/2.1.8.562-96, СП 51.13330.2011.

Принципы электроакустики

Основы акустики:

Диаграмма звуковых диапазонов

Децибелы

Типичные значения звуковых давлений для помещений

Типичные значения звуковых давлений вне помещений

Затухание и дистанция

Уровень звукового давления громкоговорителей

Таблица уровня звукового давления громкоговорителей

Методика расчета звукового давления

1. Определить уровень постоянного фонового шума например, Sш = 50 дБ (помещения офисов).

2. Определить уровень над фоновым шумом, который должен обеспечиваться (+15 дБ п.3.15 НПБ 104-03):

Sсум = Sш + 15 = 65 дБ

3. Задать высоту потолка (H) и дистанцию от громкоговорителя до слушателя (H-1,5 м), например высота потолка Н=4:

h = H — 1,5 =4 — 1,5 = 2,5 м

4. Определить величину затухания звука на дистанции 3 м (п. 3.14 НПБ 104-03):

Sзатух = 20*Log10(3) = 20*Log10(3) = 9,54 дБ

5. Определить требуемое звуковое давление громкоговорителя:

Sг = Sсум + Sзатух = 65 + 9,54 = 74,54 дБ

6. Определиться с конкретной предполагаемой моделью потолочного громкоговорителя, исходя из его мощности, уровня звукового давления, частотных характеристик и конструктива. Записать паспортную величину чувствительности громкоговорителя например, для громкоговорителя RCS3T с уставками мощности 0.25/0.75/1.5/3/6 Вт:

S = 87 дБ (1 Вт / 1 м)

7. Задать значение уставки мощности (мощности включения) громкоговорителя например, P = 1,5 Вт.

8. Определить звуковое давление громкоговорителя при данной мощности:

SPL = S + 10*Log10(P) = 87 + 10*Log10(2) = 88,76 дБ

9. Определить звуковое давление на расстоянии 3 м от громкоговорителя:

SPL1 = SPL — 20*Pog10(3) = 88,76 — 20*Pog10(3) = 79,22 дБ

10. Определить звуковое давление на расстоянии 1,5 м от уровня пола:

SPL2 = SPL — 20*Log10(h) = 88,76 — 20*Log10(2,5) = 80,80 дБ

11. Проверить соответствие результатов вычислений в п. 9 требованиям п. 3.14 НПБ 104-03:

SPL1 = 79,22 дБ > 75 дБ

Мощность громкоговорителя обеспечивает выполнение п. 3.14 НПБ 104-03. Если условие SPL1 > 75 дБ не выполняется — следует увеличить значение уставки мощности громкоговорителя.

12. Проверить соответствие результатов вычислений в п. 10 требованиям п. 3.15 НПБ 104-03:

SPL2 = 80,80 дБ > (Sш + 15 дБ = 60 + 15 = 75 дБ)

Мощность громкоговорителя обеспечивает выполнение п. 3.15 НПБ 104-03. Если условие SPL2 > (Sш + 15 дБ) не выполняется — следует увеличить значение уставки мощности громкоговорителя.

13. При необходимости определить звуковое давление на заданном расстоянии от громкоговорителя L=5 м.

SPL3 = SPL — 20*Log10(L) = 88,76 — 20*Log10(5) = 74,78 дБ

В архиве находиться:

1. Текстовый файл: “Принципы электроакустики от фирмы ESSER by Honeywell”.

2. Расчет звукового давления и подбор количества громкоговорителя в системах речевого оповещения выполненный в Excel.

Всего наилучшего! До новых встреч на сайте Raschet.info.

Расчёт речевого оповещения. Пример оформления таблицы расчёта для каждой колонки? Количество просмотров — 10174 (ссылка на эту тему)

Demon 83 Участник форумов Сейчас отсутствует Раньше у нас не требовали расчетов речевого оповещения. Сейчас требуют на каждую колонку. Кто как оформляет эти расчеты в проектах ОПС? Поделитесь опытом, если можно. Заранее премного благодарен. Инженер ОПС (Нижний Тагил, Россия)

Steones Участник форумов Сейчас отсутствует Берете колонку с наибольшим падением звукового давления, колонку с самым большим расстоянием до стены. Далее для нее расчитываете падение звукового давления. Все оформляете как вам угодно. Не забудьте указать номер колонки и помещение в котором она установлена, а также тот факт, что на данной колонке наибольшее падение звукового давления. Если же необходим расчет именно каждой колонки, то прямо на чертежах рисуйте линии со стрелочками до максимально удаленной точки помещения. Возле колонки пишите уровень звукового давления, который она выдает. Затем пишите давление в конце линии, т.е. давления в наиболее удаленной точке помещения. Можете оформлять таблицей, а не на чертежах. Но думаю первый способ проще и нареканий не вызывает. Инженер-проектировщик (Минск, Беларусь)

Demon 83 Участник форумов Сейчас отсутствует От нас требуют расчет каждой колонки в таблице. Выложите на форум образец таблицы. Как я понимаю там должны быть столбцы максимального расстояния, преград, фонового шума, давления колонки и выходного давления в удаленной точке? Инженер ОПС (Нижний Тагил, Россия)

Steones Участник форумов Сейчас отсутствует Я таблицей не оформлял никогда, на чертежах рисовал стрелочками. У нас такое не требуют, хватает расчета пары оповещателей. Инженер-проектировщик (Минск, Беларусь)

dim_ Активный участник форумов Сейчас отсутствует От нас требуют расчет каждой колонки в таблице. Выложите на форум образец таблицы. Как я понимаю там должны быть столбцы максимального расстояния, преград, фонового шума, давления колонки и выходного давления в удаленной точке? Demon 83, Вы сами перечислили что должно быть в таблице, может проще и быстрее самому что нибудь накропать? Инженер систем безопасности (Минск, Беларусь)

Буквоед Куратор подраздела «Локальные сети передачи данных» Сейчас отсутствует От нас требуют расчет каждой колонки в таблице. Выложите на форум образец таблицы. Как я понимаю там должны быть столбцы максимального расстояния, преград, фонового шума, давления колонки и выходного давления в удаленной точке? Держите пример, в виде таблицы, с автоматическим расчетом уровня звукового давления, которое должен развивать громкоговоритель на расстоянии 1 м: Инженер-проектировщик, инженер технического надзора (Минск, Беларусь)

Сейчас Вы — Гость на форумах «Проектант». Гости не могут писать сообщения и создавать новые темы.
Преодолейте несложную формальность — зарегистрируйтесь! И у Вас появится много больше возможностей на форумах «Проектант».