Тема выполнения электроакустического расчета достаточно подробно описана в предыдущих статьях. Сбор исходных данных, в частности проведение измерения уровня постоянного шума, последующее выполнение расчета санитарно-защитной зоны, определяют условия размещения и диапазон моделей и модификаций громкоговорителей систем оповещения населения. Но, как и в других областях, искомого результата можно достичь различными комбинациями технических решений. В статье разобраны варианты достижения целевых показателей по формированию зоны адекватной идентификации информации сигналов оповещения с применением громкоговорителей с различными параметрами.
 
Расчет уровней звукового давления производится в соответствии с разделом 3.6. Методических рекомендаций по созданию и реконструкции систем оповещения населения. В последовательности действий, при проведении расчетов уровней звукового давления, седьмым шагом из тринадцати является подбор марки и модели громкоговорителя с параметрами не менее, рассчитанных с учетом результатов предыдущих шести этапов. На этой стадии уже известен основной целевой показатель выполнения акустического расчета — уровень звукового давления, который необходимо создать в точке размещения громкоговорителя при его работе на номинальной мощности. Иными словами, на предыдущих этапах произведен расчет минимального, но достаточного для выполнения требуемого превышения, уровня звукового давления сигнала над уровнем шума. С учетом расстояния от расчетной точки до места установки громкоговорителя рассчитывается потеря уровня звукового давления (ЗД), в зависимости от расстояния. Арифметическая сумма рассчитанной потери уровня ЗД и требуемого уровня на границе зоны оповещения и есть минимальное звуковое давления, которое должен создать громкоговоритель в точке размещения, чтобы обеспечить требуемую зону адекватной идентификации сигналов оповещения. Все модели громкоговорителей, обладающие уровнем звукового давления равным или выше расчетной величины, могут быть приняты во внимание при определении конкретной марки и модели для выполнения последующих этапов расчета.

Сложность выбора заключается в широком ассортименте, который зачастую не позволяет объективно оценить наилучшее соответствие той, или иной модели решаемой задаче. В данной статье будет рассмотрен не столько выбор конкретной марки и модели громкоговорителя, сколько ее влияние на количественный состав оборудования и стоимостные характеристики всей системы.

Одной из основных характеристик громкоговорителя, для расчета уровня звукового давления вдоль оси излучения, является уровень характеристической чувствительности — показатель эффективности преобразования подведенного к громкоговорителю электрического сигнала, в создание сжатия/разряжения воздуха вдоль оси излучения, формирующего звуковую волну.

Очевидно, чем выше показатель уровня характеристической чувствительности, тем более эффективным может быть громкоговоритель, как на номинальной мощности, так и на мощностях ниже номинальных. Основной ошибкой при обосновании выбора громкоговорителя, является оперирование его номинальной мощностью, в отрыве от уровня характеристической чувствительности.

Иными словами, использование показателя номинальной мощности, не может служить достаточным обоснованием для выбора конкретной модели громкоговорителя. Пояснить это целесообразнее на примере. При выполнении акустического расчета в соответствии с методикой, приведенной в разделе 3.6. «Расчет зон звукопокрытия оконченными средствами звукового оповещения», Методических рекомендаций по созданию и реконструкции систем оповещения населения (19.02.2021г), определен минимальный уровень звукового давления в точке размещения громкоговорителя. В нашем примере примем его равным 123 дБА.

Для дальнейшего рассмотрения отбираются модели громкоговорителей, которые при подведении сигнала номинальной мощности, создают уровень звукового давления 123 дБА и выше. В данную выборку попадают модели разного номинала мощности 10,20, 25, 50 и более Ватт. При сравнении моделей возникают ситуации, при которых громкоговоритель с меньшей мощностью может показывать более высокий уровень звукового давления, чем громкоговоритель с большей мощностью.

При дальнейшем изучении данного вопроса выясняется, что данный громкоговоритель, при прочих равных параметрах, имеет более высокий уровень характеристической чувствительности. То есть, он более эффективно, по сравнению с другим громкоговорителем, преобразует подведенную мощность в звуковое давление. Встречаются случаи, когда разница по мощности при сравнимом звуковом давлении между громкоговорителями может составлять шесть, а в отдельных случаях и более раз.

Разработка и производство громкоговорителей с высоким уровнем характеристической чувствительности достаточно высокотехнологичный процесс, требующих больших, по сравнению с массовым сегментом затрат. Кроме единовременных затрат, такие громкоговорители также требуют больших затрат в обслуживании и содержании ЗИП.

Тем не менее, громкоговорители с высоким уровнем характеристической чувствительности, несмотря на более высокую стоимость, также получили достаточно широкое применение. Причиной тому, как раз способность создавать требуемый уровень звукового давления, при меньшей подведенной мощности, что прямо влияет на мощность усилительного тракта оконечного средства оповещения.

В свою очередь, мощность усилительного тракта определяет параметры источника бесперебойного питания, который в соответствии с требованиями пункта 5.1.4 ГОСТ Р 42.3.01−2021 должен обеспечивать при отключении централизованного энергоснабжения не менее 6 часов в режиме ожидания и не менее одного часа в рабочем режиме технического средства оповещения. Таким образом, увеличение потребляемой мощности на конце тракта (увеличение суммарной мощности громкоговорителей) влияет на изменение параметров всей системы. Увеличение мощности усилительной установки, а также емкости ИБП приводит к существенному увеличению затрат на приобретение и дальнейшую эксплуатацию технического средства оповещения.

Таким образом, применение громкоговорителей с меньшим уровнем характеристической чувствительности приводит к большей потребляемой мощности и, как следствие, удорожанию станционного оборудования и линейной части. Напротив, использование громкоговорителей с высоким уровнем характеристической чувствительности ведет к снижению потребляемой мощности.

На основании вышеприведенного примера стоит ли делать выводы, о нецелесообразности применения громкоговорителей с низким уровнем характеристической чувствительности? Нет. Разнообразие моделей, представленных на рынке позволяет при проведении технико-экономического обоснования подобрать такую модель, которая будет удовлетворять требованиям технического задания и учитывать целевые экономические показатели. Часто, в процессе решения задачи по оповещению внутренних территорий, например дворов жилых многоквартирных домов нет нужды в использовании громкоговорителей с высоким уровнем звукового давления. В таком случае, чаще всего применяют громкоговорители с уровнем характеристической чувствительности от 103 до 110 дБ (1Вт/1м/1КГц) и номинальной мощностью 10−25 Вт. Тем же принципом руководствуются при озвучивании складских помещений, паркингов и производственных помещений с невысоким уровнем шума.

При озвучивании больших пространств принцип выбора громкоговорителей не столь однозначен. В случае, если модификация станционного оборудования предусматривает запас по мощности, то целесообразно применение менее эффективных, но более дешевых громкоговорителей. В случае, когда требуется наиболее эффективный расход мощности — громкоговорители с высоким уровнем характеристической чувствительности. Приоритет стоимость/эффективность наиболее правильно определять требованиями технического задания, а аргументировать выбор расчетом в разделе технико-экономического обоснования.