22.03.2011 08:41

Системы речевого оповещения о пожаре

Общеизвестно, что основной причиной гибели людей на пожарах является сопутствующая паника. Чуть больше спокойствия, и люди бы неторопливо покинули опасную зону, при этом вполне успешно эвакуировав и основные материальные ценности. Также известно, что эффективность тренировок гражданской обороны, равно как и деятельности назначенных в допожарное время ответственных за помещения - невысока. Особенно в общественных зданиях, где кроме постоянно работающего персонала присутствует значительное количество публики "с улицы". Большинство нормальных людей услышав слово "пожар" теряют способность рассуждать здраво. Единственное, что при этом может помочь - руководящие указания со стороны профессионалов, сохранивших выдержку в экстренной ситуации. Техническая основа для связи немногочисленных профессионалов с испуганной публикой - системы речевого оповещения.

Основополагающим документом при проектировании таких систем являются "Нормы пожарной безопасности НПБ 104-95". В настоящее время готовится обновлённая редакция этого документа, но главные положения давно проверены практикой и не подлежат сомнению.

В частности, системы речевого оповещения обязательны практически для всех общественных зданий площадью свыше 1000м2 или этажностью выше 3.

 

К сожалению действующий ныне документ лишь в общих чертах затрагивает собственно требования к системе. Так, требуется зональность (поочерёдность) оповещения в многоэтажных зданиях, а также предварительное оповещение персонала здания. Имеется общая рекомендация применять предварительно записанные сообщения, а не живой голос (недостаточно выдержанный диктор может наоборот разжечь панику). Совершенно отсутствуют требования к качеству оповещения (разборчивости речи), а ведь в экстремальных условиях внешний фоновый уровень шума значительно возрастает. На усмотрение проектировщика оставлены вопросы самоконтроля системы.

Контроль работоспособности

Во многих случаях достаточно периодического опробования системы. Нередко это происходит само собой - если система повседневно используется для трансляции фоновой музыки или рабочих объявлений. В таком случае специальной регулярной проверке подлежат только специфически "пожарные" подсистемы. Например, блок предварительно записанных сообщений.

В особых случаях, при наличии большого количества публики (потенциально повышенного количества жертв), а также при использовании системы для обеспечения повседневного функционирования предприятия (например, объявления в аэропорту), следует использовать автоматический контроль основных узлов и автоматическое подключение горячего резерва.

Основным методом автоматизированного самоконтроля ныне является добавка небольшого тестового пилот-сигнала 20 кГц, постоянно присутствующего во всех каналах. Звук неслышимый, тем более что большинство громкоговорителей специально расчитаны так, чтобы плохо воспроизводить эту частоту.

Контроль наличия и амплитуда пилотного сигнала на выходе усилителя позволяет постоянно контролировать работу усилителя. Дополнительные детекторы, расположенные у самого дальнего громкоговорителя на каждом шлейфе, контролируют целостность шлейфа. Детекторы в цепи громкоговорителя также контролируют сам громкоговорителя (ток через обмотку громкоговорителя).

Системы двойного назначения

Иметь широкую сеть громкоговорителей и ждать пожара чтобы их использовать - обидно. Поэтому, особенно в общественных зданиях, система оповещения изначально проектируется с учетом повседневного применения. В таком случае не следует забывать, что громкость "пожарных" объявлений должна значительно превышать громкость рекламных или повседневных сообщений. Кроме того, усилители нередко рассчитаны на относительно кратковременную (полчаса-час) работу на максимальной мощности. Во избежание перегрева при длительном использовании их следует нагружать на 20-30% максимальной мощности.
Если система используется для трансляции фоновой музыки, то могут применяться регуляторы громкости (или селекторы программ) в отдельных помещениях. Действительно, фоновая музыка нужна, чтобы людям было приятно, а не для того чтобы их раздражать. В таком случае не следует забывать реле принудительного включения полной громкости для пожарного объявления.

Акустическое проектирование

Непростая задача для концертных залов, иногда приводит к изменениям в проекте и даже вообще конструкции здания. В обычных помещениях, как правило, качественное распределение звукового давления достаточно легко достигается любым профессиональным акустиком без особо кровавых мер, исключительно за счёт грамотного выбора и расстановки громкоговорителей. Кстати, существенно, чтобы объявления делались спокойным женским голосом, его спектр более равномерный и хорошо согласуется с наиболее важным диапазоном частот для восприятия речи.
Относительно небольшие помещения с невысокими (до 5 м) потолками вообще не представляют проблемы - расчёт потолочных громкоговорителей для этих случаев может проводиться по упрощённым формулам. Проблему в таком случае может представлять только заказчик, требующий сократить стоимость и поставить громкоговорители "подешевле" и "пореже". К сожалению, при этом неизбежна повышенная неравномерность распределения акустического давления. И, как следствие, существенно ухудшается разборчивость речи в некоторых областях, ибо даже повышение общей мощности приводит не только к повышению полезной громкости, но и к повышению уровня реверберационного фона (неразборчивое эхо все равно окажется громче полезного сигнала). Снизить относительный уровень фона обычно очень дорого - это требует расстелить ковры на полу и развесить гобелены на стенах.
Хочу также напомнить, что помещения с высокими потолками представляют ещё одну опасность, которая не учитывается широко распространёнными упрощёнными формулами: близко расположенные соседние громкоговорители являются источником мощной помехи, а если раздвинуть громкоговорители, чтобы они не мешали - нужны ковры и гобелены, как описано выше. Типичное решение - опустить громкоговорители на шнурах (всё равно под потолком их только воробьи слушают) - нередко встречает возражения со стороны дизайнеров. Иные решения (узко направленные громкоговорители) требуют очень точных и сложных расчетов и более дорогого оборудования.

Многозонные системы

Количество зон оповещения и количество источников сигнала (матрица переключения) обычно легко определяются исходя из задач, стоящих перед системой. Реализация самого переключения бывает двух видов: коммутация после усилителя (мощных сигналов) или коммутация до усилителя (что требует отдельный усилитель на каждую зону). Выбор определяется размером матрицы. Если источников мало, а зон оповещения много (характерно для пожарной системы), то лучше обойтись одним-двумя усилителями (правда их суммарная мощность в любом случае должна быть достаточна для одновременной работы всех зон оповещения). Если же много источников (как например в аэровокзале), то рентабельнее коммутировать до усиления. На практике (90% систем) применяется модифицированный первый вариант - один усилитель, несколько источников сигнала коммутируются на его вход в соответствии с их приоритетами, много зон оповещения коммутируются на выход усилителя. При этом одновременная трансляция в разные зоны разных сигналов невозможна.

Кроме того, раздельные усилители мощности для различных зон трансляции позволяют индивидуально корректировать полосу частот под конкретное помещение, или даже использовать системы автоматического управления тембром и громкостью сигнала в зависимости то внешней акустической обстановки в каждом помещении.

Положение на рынке

Крупные европейские и японские корпорации (Philips, Panasonic, Siemens) имеют в своей программе практически всё необходимое для любой системы. При этом для массового товара (вроде потолочных громкоговорителей) обычно сочетается доступная цена с высоким качеством и удобством использования. В категории больших систем цена заметно растёт, зато вполне возможно оснащение объектов любой сложности - с сотнями зон оповещения, сотнями пультов операторов и тысячами предварительно записанных сообщений.

При построении очень больших систем могут, например, понадобиться специфические устройства, производимые, кроме грандов отрасли, только узкоспециализированными компаниями - линии задержки, тонкорректоры, дополнительные устройства шумо- и эхоподавления.

Компании второго эшелона (TOA, RCF) обладают меньшими финансовыми возможностями и не обладают знаменитыми торговыми марками, но также производят качественное оборудование, хотя и не столь широкой номенклатуры. Цена на массовую продукцию у этих компаний отнюдь не ниже чем у компаний 1-го эшелона (ибо меньше тиражи выпуска), а вот оборудование среднего диапазона может оказаться подешевле.

Фирмы Юго-Восточной Азии, в первую очередь Inter-M, - это агрессивно развивающиеся компании. Их преимуществом является в первую очередь цена, а иногда и функциональные новшества в электронных блоках. Качество и номенклатура громкоговорителей, однако, далеки от идеала. Видимо, в области акустики, как в тонкой механике - необходим многолетний опыт и многолетние дорогостоящие эксперименты.

Отечественные производители уверенно предлагают на рынке усилители и малые системы вполне на уровне среднемировых стандартов. Порой разрабатываются и сложные системы управления для больших задач, но это скорее единичные случаи, и их качественный уровень бывает приемлемым лишь когда применяется индустриальное релейное оборудование и системы автоматизации общепромышленного назначения (АСУ ТП) - однако в таком случае цена зашкаливает выше самых дорогих импортных аналогов.

Отечественные громкоговорители по дизайну, удобству и качеству акустического оформления, к сожалению, с трудом конкурируют даже с продукцией ЮВА, хотя вполне надёжны.

Заключение

В настоящее время на рынке присутствуют оборудование и услуги для любой задачи и любого бюджета. Выбор за покупателем. Не следует только забывать, что дешёвое оборудование как правило требует более квалифицированные (дорогие) услуги по проектированию и установке системы.

Автор: А.М. Омельянчук bez.net.ru