Узкополосное звуковое оповещение

В нормах NFPA72 (2002) появилось новое требование к звуковым сигналам, используемым в системах оповещения о пожаре. Новое требование относится к методу, который получил название «узкополосное оповещение» (narrow band signaling). Узкополосное звуковое оповещение особенно хорошо подходит для фабрик и производственных зон с большим уровнем шума. Этот метод позволяет существенно уменьшить необходимое количество звуковых оповещателей и во многих случаях, позволяет обеспечить звуковое оповещение там, где ранее это сделать не представлялось возможным.

В нормах NFPA72 (2002) появилось новое требование к звуковым сигналам, используемым в системах оповещения о пожаре. Новое требование относится к методу, который получил название «узкополосное оповещение» (narrow band signaling). В этом методе измерения звукового сигнала должны проводиться в 1/3 октавном диапазоне в дБ, а не в дБА. Сигнал оповещения должен иметь определенное превышение над уровнем маскирующих шумов окружающей среды, как минимум, в одном октавном диапазоне. Данный метод может быть использован вместо традиционного метода дБА.

Узкополосное звуковое оповещение особенно хорошо подходит для фабрик и производственных зон с большим уровнем шума. Этот метод позволяет существенно уменьшить необходимое количество звуковых оповещателей. Во многих случаях, этот метод позволяет обеспечить звуковое оповещение там, где ранее это сделать не представлялось возможным.

Ниже приведены обобщенные требования, которые нормы NFPA72 (2002) предъявляют к узкополосному звуковому оповещению.

7.4.5* Узкополосные тональные сигналы оповещения в условиях высоких шумов

7.4.5.1 Новый метод может использоваться вместо традиционного метода дБА.
(В приложении содержится информация, разъясняющая, что традиционный метод дБА очень часто приводит к усложнению структуры системы оповещения о пожаре, что увеличивает стоимость этой системы и, в то же время, не является необходимостью для эффективной работы системы).

7.4.5.2* Новый метод базируется на стандарте ISO 7731 «Danger signals for work places – Auditory danger signals» (В приложении содержится пример расчета с использованием нового метода. В расчете принимается во внимание тот факт, что низкочастотный шум может приводить к маскированию звукового сигнала оповещения, расположенного на смежной более высокой частоте. Далее рассчитывается «эффективный маскирующий порог», чтобы определить порог слышимости сигнала оповещения с учетом маскирования его этим низкочастотным шумом.)

7.4.5.3 Для расчетов необходимо использовать пиковые значения шума окружающей среды (более 60 секунд) в каждом октавном диапазоне частот.

7.4.5.4 При использовании нового метода необходимо предоставлять уполномоченным надзорным органам следующую документацию:
1) Значения шума окружающей среды в октавной полосе частот
2) Уровни звукового давления, развиваемые пожарным оповещателем в октавной полосе частот.
3) Расчеты «эффективного маскирующего порога» для каждого значения шума.
4) Требуемый уровень звука, если бы использовался обычный метод дБА.

7.4.5.5 Новым методом предъявляются следующие требования к уровню звука (в дБ), одно из которых подлежит обязательному выполнению:

7.4.5.5.1 Уровень звука сигнала оповещения должен превышать рассчитанный эффективный маскирующий порог, как минимум, на 10дБ в одной или нескольких октавных полосах.

7.4.5.5.2 Уровень звука сигнала оповещения должен превышать рассчитанный эффективный маскирующий порог, как минимум, на 13 дБ в одной 1/3 октавной полосе или в нескольких 1/3 октавных полосах.

Расчет маскировочного порога слышимости производится следующим образом: В первой октавной полосе маскировочный порог равен уровню шума окружающей среды. Для каждой следующей октавной полосы маскировочный порог принимается исходя из следующих условий:

не меньше уровня шума в этой октавной полосе;
допускается принимать маскировочный порог на 7.5 дБ ниже маскировочного порога в предыдущей октавной полосе.

Ниже в таблице приведены типичные уровни шума в каждой октавной полосе и рассчитанные маскировочные пороги. Данный пример взят из стандарта ISO 7731.

	Октавная полоса	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
Движущийся транспортный поток	шум, дБ маск. порог, дБ	78 78	78 78	75 75	79 79	67 67	67 67	66 66	60 60
Домна/Прокатный стан	шум, дБ маск.порог, дБ	86 86	86 86	89 89	88 88	84 84	82 82	83 83	82 82
Двигающийся портовый/козловой кран	шум, дБ маск. порог, дБ	70 70	72 72	73 73	72 72	70 70	59 63	57 57	52 52
Конвейер	шум, дБ маск. порог, дБ	75 70	70 70	63 63	56 56	47 49	40 41	35 35	30 30
Железнодорожная станция	шум, дБ маск. порог, дБ	80 80	90 90	100 100	88 93	86 86	83 83	81 81	78 78
Приложения NFPA72	шум, дБ маск. порог, дБ	58 58	62 62	74 74	60 67	56 59	53 53	38 46	45 45

Примечание. Уровень шума, как правило, резко уменьшается в верхних частотах. Фактически, диапазон 1...2кГц наиболее часто используется для передачи сигналов аварийного оповещения, потому, что уровень шума в этом диапазоне низок, а чувствительность человеческого слуха максимальна. Это также тот диапазон, где тональные сигналы, воспроизводимые панелью SP40/2, обладают максимальной мощностью.

Шумные производства могут хорошо обслуживаться комбинированными системами голосового аварийного оповещения и поисковой связи (пейджинга), которые обеспечивают звуковое аварийное оповещение и передачу аварийных текстов, а в повседневной жизни – возможности поисковой связи (пейджинга), когда уровень производственного шума уменьшается.

Традиционный дБА метод

Давайте рассмотрим пример, какое количество речевых оповещателей будет необходимо для железнодорожной станции при использовании традиционного метода дБА в сравнении с новым методом «узкополосного оповещения».

Защищаемая площадь – 60м х 120м
Уровень шума окружающей среды – 94дБА
Звуковое давление оповещателя – 107дБА/3м при 15Вт
Расстояние между кластерными системами – 8.5м
Требуемое количество кластерных систем – 98

Для того, чтобы обеспечивать на обслуживаемой (защищаемой) площади сигнал оповещения на 15дБ выше уровня фонового шума, кластерные оповещатели должны располагаться в узловых точках сетки с шагом 8.5м. В общей сложности потребуется 98 кластерных оповещателей (392 речевых оповещателя), потребляющих 5880Вт электрической мощности.

Узкополосный метод

Давайте посмотрим, что дает в этом же самом случае применение узкополосного метода. Мы будем использовать панель SP40/2 совместно с кластерными оповещателями STH для передачи звукового сигнала Code-3 Tone. При этом кластерные оповещатели развивают звуковое давление (при передаче сигнала Code-3 Tone) 96дБ на расстоянии 3м на частоте 2000Гц. На частоте 2000Гц уровень фонового шума равен 83дБ.

Защищаемая площадь – 60м х 120м
Уровень шума окружающей среды – 83дБ @ 2000Гц
Звуковое давление оповещателя STH-15 – 105дБ/3м, 2000Гц, 15Вт
Расстояние между кластерными сборками – 24м
Требуемое количество кластерных сборками – 15

Для того, чтобы удовлетворить требованиям норм, уровень сигнала оповещения должен быть на 10дБ выше уровня шума в октавной полосе 2000Гц. Чтобы это обеспечить, речевые оповещатели должны располагаться в узловых точках сетки с шагом 24м. В общей сложности потребуется 15 кластерных оповещателей (60 речевых оповещателей) и 900Вт электрической мощности (15% от того количества речевых оповещателей, которое требовалось при применении традиционного метода дБА). Достаточно использовать одну панель SP40/2 и 8 бустерных усилителей SPB-160. Такое решение будет намного более дешевым по стоимости.

Новый метод «узкополосной» сигнализации не является оптимальным для всех возможных применений, например, он будет более дорогим для небольших площадей или площадей с низким уровнем шума. Для применения «узкополосного» метода необходимо тщательно измерить уровни шума в нужном октавном диапазоне и обосновать расчетом требуемый уровень сигналов оповещения, этот расчет необходимо согласовать с уполномоченными надзорными органами.

Новый метод дает несомненные преимущества на больших производственных площадях с высоким уровнем шума. Он дает возможность строить экономичные системы оповещения, полностью удовлетворяющие требованиям норм пожарной безопасности (NFPA72), предъявляемых к слышимости сигналов оповещения, а также требованиям норм по охране труда (OSHA «Employee Alarm Systems» 29 CFR 1910.165). При применении его в комбинированных системах голосового оповещения и поисковой связи, они будут удовлетворять требованиям всех нормативных документов, увеличивать безопасность производства и обеспечивать аварийное оповещение в случае чрезвычайных ситуаций и функции поисковой связи (пейджинга) в нормальном повседневном режиме работы.