В процессе разработки проектно-технической документации одним из основных разделов является раздел 5 "Зоны звукопокрытия оконечными средствами оповещения". Формируется он на основании данных об уровне постоянного шума, измеренном при проведении обследования территории и помещений. Формирование зоны адекватной идентификации сигналов оповещения является основой для дальнейшего определения состава технических средств оповещения и топологии построения системы оповещения. Однако, при любой топологии, и при сосредоточенной и распределенной достаточно часто возникает вопрос озвучивания больших территорий с одной точки, при которой требуется обеспечить оповещением расстояние 1000 и более метров. Для формирования зоны адекватной идентификации на большие расстояния без применения мощных акустических систем не обойтись. О вариантах построения и способах применения мощных акустических систем – в статье.

Создание высокого уровня звукового давления в точке излучения не является такой уж сложной задачей. Увеличение звукового давления может быть произведено как за счет увеличения мощности акустических систем и усилительного оборудования, так и за счет использования наиболее соответствующего акустического оформления. Расположение и ориентация в пространстве громкоговорителей также позволяет улучшить показатели по зоне охвата. Однако, стремление увеличить уровень звукового давления в одной точке приводит к некоторому количеству побочных эффектов, о которых целесообразно напомнить до рассмотрения методов формирования высокого уровня звукового давления.

Прежде всего создание высокого уровня звукового давления приводит к существенному росту размеров санитарно-защитной зоны, уровень звукового давления в которой на высоте1,5 от уровня поверхности земли не должен превышать 120 дБА. Например, для уровня звукового давления 138 дБА (что соответствует некоторым моделям рупорных громкоговорителей мощностью 200Вт) в направлении вектора распространения величина санитарно-защитной зоны составляет почти 8 метров. Вторым фактором является существенное снижение разборчивости речевого сообщения, даже при условии, что уровень речевого сигнала превышает уровень фонового шума на заданную величину 15 дБА.

В большинстве случаев, для речевого сообщения, вне зависимости от превышения уровня звукового давления сигнала над уровнем шума, для расстояния свыше 500 метров перестает выполняться требование об обеспечении разборчивости. Таким образом, важно принимать во внимание, что не всегда увеличение звукового давления позволит обеспечить оповещения населения на большей площади.

Третьи побочным эффектом является высокая неоднородность звукового поля, при которой уровень звукового давления у точки излучения существенно выше, чем на удалении от нее. Наибольшее мешающее воздействие этот эффект приобретает в условиях плотной городской застройки когда количество отражающих звук поверхностей достаточно велико, и наложение отраженных сигналов существенно снижает разборчивость даже в ближней зоне.

В случае, если отрицательные воздействия указанных выше мешающих факторов учтены, а задача создания высокого звукового давления в точке излучения все еще актуальна, то время переходить к анализу возможных способов генерации высокого уровня звукового давления в точке излучения.

Одним из самых эффективных с точки зрения концентрации звуковой энергии в определенном направлении является акустическое оформление типа рупор. Применение рупорных громкоговорителей в системах оповещения населения получило наибольшее распространение вследствие возможности концентрировать звуковую энергию при относительной простоте конструкции. Встречаются и иные типы акустического оформления для мощных громкоговорителей, типа свернутый волновод (свернутый рупор), но они получили меньшее распространение. Вследствие чего, при всем многообразии типов акустического оформления для озвучивания открытых пространств наиболее вероятным будет экспоненциальный рупор.

Другим, наиболее очевидным, путем повышения громкости представляется применение более мощной динамической головки в составе громкоговорителя. У данного решения есть свои достоинства и недостатки. Применение одной мощной динамической головки вместо каскада менее мощных, позволяет снизить габаритные размеры рупорного громкоговорителя (но не самого концентрического канала), но вместе с тем обладает и некоторыми недостатками. Одним из них является достаточно высокая стоимость разработки и дальнейшего производства таких головок. Среди прочих сложностей присутствует проблема эффективного отвода тепловой энергии при работе динамической головки. Также у наиболее мощных громкоговорителей наблюдается меньший рост уровня звукового давления при дальнейшем увеличении мощности и больший уровень искажений. В настоящее время наиболее распространенным номиналом среди мощных громкоговорителей являются динамические головки мощностью 100 Вт, несколько реже 150 Вт, еще реже 200 Вт. Применяя такой тип громкоговорителей следует принимать во внимание, что надежность таких громкоговорителей ниже, чем суммы эквивалентных по мощности нескольких громкоговорителей.

Для уменьшения влияния ограничений одной мощной динамической головки, применяется конструкция рупорного громкоговорителя с несколькими драйверами (динамическим головками), конструктивно объединенные одним рупором. Наиболее распространены две конструкции: первая, когда каждая динамическая головка работает на свой концентрический канал, но все каналы объединены одним рупором.

Вторая, когда все головки сразу объединены одним рупором. Любой из представленных вариантов позволяет добиться большего звукового давления по сравнению с однодрайверными громкоговорителями. Но при монтаже таких систем важно учитывать ряд особенностей их включения. Первым и наиболее влияющим на правильное их функционирование является контроль синфазности включения динамических головок.

Не все конструкции многодрайверных систем имеют объединенный вход для подключения усилительного тракта. Часто можно встретить отдельную линию на каждую динамическую головку. Такой дискретный подход позволяет подключить каждую головку на отдельную линию.

Выбирая линии в различной комбинации, можно добиться изменения громкости подаваемого сигнала без регулировки усилительного тракта, а при наличии локализатора повреждений у станционного оборудования обеспечить большую, по сравнению с однодрайверными громкоговорителями, устойчивость функционирования громкоговорителя.

Наряду с особенностями подключения у таких систем есть и явные недостатки. Среди них: гораздо большие массогабаритные показатели, влекущие за собой необходимость применения для их установки нетиповых узлов крепления. Невозможность формировать при помощи такого типа акустического оформления сложные диаграммы направленности. Тем не менее, такой вид громкоговорителей позволяет создать больший уровень звукового давления по сравнению с однодрайверными.

Наиболее очевидным, и часто применяемым на практике, способом является увеличение звукового давления за счет увеличения количества менее мощных громкоговорителей. В основном, для такой комбинации применяются громкоговорители с прямоугольным сечение рупора, позволяющие расположить их относительно друг друга таким образом, чтобы диаграмма направленности, формируемая группой громкоговорителей, имела наибольшую эффективность. Несомненным плюсом такого способа является применение типовых (не уникальных) громкоговорителей и узлов их крепления, что в свою очередь повышает их доступность на рынке и снижает затраты на эксплуатацию. Также этот способ положительно сказывается на возможности формирования сложной диаграммы направленности.

Наряду с многодрайверными системами также, следует учитывать особенности включения каждой динамической головки. С этой точки зрения, два последних из описанных способа идентичны, как в особенностях включения, так и в своих достоинствах по надежности функционирования. Однако, данный способ наиболее дорогостоящий, как на этапе приобретения оборудования, так и на этапе его монтажа.

Когда решение о применении мощных громкоговорителей с высоким уровнем звукового давления уже принято на этапе ТЭО наступает этап принятия решения о конструктивном исполнении, а уже затем подбор модели в данном форм-факторе, наиболее удовлетворяющей условиям ее применения. При выбое форм-фактора следует руководствоваться критериями надежности, стоимости как самого изделия, так и его монтажа и последующего обслуживания и ремонта. Также следует принимать во внимание условия установки громкоговорителей, несущую способность конструкций, к которым производится крепления. На основании описанных в статье особенностей применения различных форм-факторов в зависимости от условий и ограничений можно выбрать наиболее соответствующую модель громкоговорителя.