Być dobrze zrozumianym…

Michał Zalewski

W kolejnym artykule postanowiłem zmierzyć się z tematyką Dźwiękowych Systemów Ostrzegawczych (DSO). Nie zamierzam jednak poruszać kwestii mnogości innowacyjnych rozwiązań producenckich pozwalających na osiąganie wyjątkowych funkcjonalności. Nie zamierzam również analizować nowości w dziedzinie przetworników elektroakustycznych, jakimi przecież są głośniki. Na tym polu z pewnością więcej do powiedzenia mają producenci zarówno krajowi, jak i zagraniczni.

Pierwszą, prawdopodobnie zaskakującą dla czytelnika problematyką, którą poruszę, jest akustyka architektoniczna. Nie sama w sobie, ale w powiązaniu z tematyką tego artykułu. Chciałbym omówić sposób, w jaki akustyka przestrzeni może utrudnić nam skuteczne i zrozumiałe wypełnienie przestrzeni budynku ciśnieniem akustycznym o odpowiednich parametrach w celu osiągnięcia zamierzonego efektu. A bardziej zrozumiałym językiem: jak skutecznie (zrozumiale) nagłośnić obiekt, aby zapewnić odpowiednie warunki ewakuacji.

Na początek jedna, jak zwykle odważna i kontrowersyjna teza: nie da się skutecznie zaprojektować i wykonać DSO, jeżeli wcześniej projektant budynku nie przeanalizował oraz nie zapewnił odpowiednich warunków akustycznych w nagłaśnianych przestrzeniach.

Dla zobrazowania tematyki mała scenka

Projektant DSO: Czy zbadano czas pogłosu dla projektowanych pomieszczeń? Jakie parametry mam przyjąć do obliczeń?
Projektant główny: Czy jest to konieczne?
Projektant DSO: Oczywiście, ponieważ od tego zależy projektowanie DSO!
Projektant główny: To najwyżej dodacie więcej głośników!

Ze swoją oceną tej sytuacji wstrzymam się i pozostawię ją czytelnikowi.
Chciałbym podkreślić wyraźnie: nie każdą przestrzeń da się skutecznie i przy tym optymalnie pod względem kosztowym nagłośnić. Może się to okazać wręcz niemożliwe, jeżeli autor projektu budynku nie weźmie pod uwagę akustyki projektowanej przestrzeni, nie zaplanuje odpowiednio elementów rozpraszających i pochłaniających dźwięk.

Co gorsza, w mojej ocenie nie oznacza to jedynie problemów z DSO. Taka kubatura będzie po prostu nieprzyjazna akustycznie, co użytkownik z pewnością będzie odczuwał mniej lub bardziej świadomie. Dlatego projektant DSO, walcząc o odpowiednie środowisko akustyczne nagłaśnianej kubatury, nie tylko dba o interes własnego systemu, ale moim zdaniem przede wszystkim dba o przyszłego użytkownika.

Czy należy zatem wymagać określania przez projektanta szczegółowych wyników symulacji akustycznej dla wszystkich pomieszczeń w obiekcie, by znać ich parametry akustyczne?

Moja odpowiedź brzmi: to zależy. Od czego? Od wielu czynników. Z pewnością od charakteru pomieszczeń, np. biur z wykładziną na podłodze i mineralnym sufitem podwieszanym w ogóle się nie obawiam. Natomiast w przypadku dużego holu wejściowego czy też atrium ze szkłem i betonem architektonicznym na ścianach, polerowanym gresem na podłodze przewiduję problemy. I na tej kubaturze bym się skupił bezwzględnie. Chciałbym również zwrócić uwagę na ewakuacyjne klatki schodowe, do których wykończenia często nie przykłada się zbyt dużej wagi, ale pozostawienie gołego betonu bez żadnych elementów pochłaniających dźwięk skończy się z pewnością brakiem możliwości nagłośnienia.

Mam nadzieję, że przytoczone argumenty uświadomiły ważność tego problemu. To oczywiście warunki obiektywne, wynikające z doświadczeń rzetelnego projektowania. Osoby potrzebujące cięższych argumentów w dyskusji odsyłam do Warunków Technicznych, Dział IX, w szczególności § 323 pkt 2 ppkt 4, § 326 pkt 5 oraz normy PN-B-02151-4:2015-06 Akustyka Budowlana. Uważne przestudiowanie przytoczonych zapisów rozwieje wszelkie wątpliwości. Akustyka architektoniczna nagłaśnianego wnętrza to pierwsza pułapka, która czyha na projektanta. Niestety nie ostatnia.

Kolejnym problemem, który mocno komplikuje projektowanie DSO, jest hałas emitowany do nagłaśnianego wnętrza.

W przypadku tego czynnika w zasadzie można ograniczyć się do określenia wpływu jednej instalacji w budynku – mechanicznej wentylacji oddymiającej/napowietrzającej.

Wyobraźmy sobie klatkę schodową pozbawioną jakichkolwiek materiałów pochłaniających dźwięk, która zostanie ponadto wyposażona np. w wentylator napowietrzający systemu nadciśnieniowego emitujący hałas na poziomie 85 dB; kratka nawiewna przez nieodpowiedni dobór wprowadzi dodatkowy hałas przepływającego przez nią powietrza. I zapraszam do zaprojektowania w tej klatce schodowej systemu DSO… Przez brak wykończenia klatki schodowej materiałami pochłaniającymi praktycznie odbieramy sobie szansę na walkę z tym problemem.

Nie można też aspektu hałasu pomijać przy okazji projektowania samej wentylacji pożarowej. Jej projektant musi wiedzieć, jaki jest dozwolony poziom hałasu emitowanego przez jego urządzenia, i tak je dobrać oraz zapewnić inne sposoby obniżenia niepożądanego hałasu, by nie zakłócać komunikatów. Powinien np. zaplanować użycie odpowiednich tłumików na wentylacji.

Przypominając, w zmienionej trochę formie, znaną już czytelnikowi radę: nie da się poprawić akustyki, instalując większą liczbę głośników lub zwiększając ich moc. Projektant DSO (ale i projektant główny) musi pamiętać o tych problemach, a jego odpowiedzialność jako członka wielobranżowego zespołu projektowego to głośne i wyraźne artykułowanie tych problemów.

Przejdźmy zatem do meritum, czyli do projektowania, instalacji i uruchamiania DSO.

Wierzę, że przytoczenie normy CEN 54-32 jako podstawy naszych działań jest czystą formalnością.

Z tematu projektowania chciałbym poruszyć w zasadzie jeden aspekt, powiązany niejako z tematyką akustyki architektonicznej. We wspomnianym wcześniej nowoczesnym przestronnym holu wejściowym/atrium jest niewiele materiałów pochłaniających, mamy do czynienia z dużą ilością równoległych powierzchni (ze szkła, betonu i stali), które mocno odbijają dźwięk. W takich przestrzeniach stosuje się zasadę dobierania możliwie największej liczby głośników o niewielkiej mocy.

Należy zwracać uwagę na charakterystyki kierunkowe głośników, by unikać promieniowania mocy akustycznej prosto w taflę odbijającej powierzchni. Ważny jest też sposób mocowania głośników. Ich przeguby mocujące nie służą do tego, by wszystkie głośniki ładnie komponowały się z wnętrzem. One służą takiemu ukierunkowaniu głośników, by uzyskać dodatkowo efekt rozproszenia dźwięku dla poprawy jego odbierania przez użytkownika, optymalnie dla ich charakterystyki kierunkowej i miejsca, do którego kierowany jest ten dźwięk.

Tak więc pamiętajmy: dobieramy odpowiednie głośniki nie tylko pod względem wyglądu, ale równie ważnych aspektów; w ten sposób decydujemy o przyszłej skuteczności systemu DSO.

Instalacja to równie ważny element warunkujący skuteczność systemu.

Nieodpowiednio wykonane okablowanie, uszkodzenia przewodów podczas ich instalacji skutkujące doziemieniem linii, nieodpowiednio terminowane zaciski w złączach kablowych powodujące wzrost rezystancji linii i w konsekwencji spadek mocy na głośnikach, zwłaszcza wtedy, gdy wielkość przewodów została dobrana bez rezerw – jednym słowem staranność wykonania instalacji, a także (co moim zdaniem jest niezmiernie ważne) kontrola linii głośnikowych po ich wykonaniu w celu wyeliminowania ukrytych uszkodzeń spowodowanym np. innymi pracami, są również absolutnie konieczne podczas instalacji. Specyfika materiału, z którego zostały wykonane powłoki przewodów instalacji DSO, powoduje, że są one mocno narażone na uszkodzenia. Należy o tym pamiętać podczas wykonywania instalacji.

Gdy już rozwiązaliśmy wszystkie problemy z akustyką wnętrz, hałasem pochodzącym od wentylacji pożarowej; gdy zadbaliśmy o odpowiedni dobór i rozmieszczenie głośników; gdy instalacja została wykonana, przewody pomierzone przed montażem głośników i po ich montażu, a wszystkie uszkodzenia instalacji zostały skorygowane – możemy przystępować do uruchomień.

Pierwszym krokiem uruchomieniowym jest kontrola równomierności poziomu ciśnienia dźwięku (SPL).

Wszystkie przestrzenie w obszarze działania obu linii głośnikowych (redundancja linii) muszą być nagłośnione na podobnym poziomie. Głośniki mają odpowiednie odczepy transformatorowe, które pozwalają, przy optymalnie wykonanym projekcie, na ewentualną korektę SPL. Czynność tę należy wykonać na początku uruchomień, co ważne – w miarę możliwości na zaaranżowanej przestrzeni. Dopiero w pełni zrównoważone linie można poddać kolejnej czynności uruchomieniowej, a mianowicie ustawieniu optymalnego SPL dla nadawanych komunikatów. Przy ustalaniu tej wartości należy zwracać szczególną uwagę na zakładany przez projektanta poziom hałasu zakłócającego komunikaty, czyli najczęściej (wspomniany wcześniej) hałas pochodzący od wentylacji mechanicznej.

Przy ustalaniu poziomów komunikatu ewakuacyjnego należy zwrócić uwagę, iż norma przewiduje rozpiętość stosunku sygnału użytecznego do szumu na poziomie od 6 do 20 dB; w mojej ocenie nieprzypadkowo mamy do czynienia ze sporą rozpiętością dopuszczalnych wartości. Nie należy wybierać rozwiązania „im głośniej, tym lepiej”.
Wszystko zależy od rodzaju pomieszczenia. W pomieszczeniach trudnych akustycznie, o większym czasie pogłosu należy dobierać wysterowania na niższych poziomach, co ułatwi zachowanie odpowiedniej zrozumiałości komunikatu. I apel: unikajmy nagłośnienia na poziomie 120 dB toalety w hotelu lub sanatorium.

Po ustaleniu wartości SPL komunikatu można przystąpić do pomiarów zrozumiałości mowy wg skali CIS/STI. Należy dobierać siatkę pomiarów adekwatną do przewidywanych miejsc przebywania lub gromadzenia się użytkowników. Na tym etapie możliwa będzie (w przypadku nieodpowiednich wyników pomiaru zrozumiałości) korekta SPL lub ewentualne korekty filtrów częstotliwościowych. W tym ostatnim przypadku należy jednak być bardzo ostrożnym – wprowadzanie korekt zarówno na wejściach wzmacniaczy, jak i na wyjściach linii głośnikowych musi być potwierdzone dokładną analizą i wykonywane przez doświadczonego uruchomieniowca wyposażonego w odpowiednie urządzenia diagnostyczne, analizujące widmo sygnału testowego.

Na koniec dwa słowa o interfejsie systemu DSO z SSP.

Jest on dość szczegółowo opisany w normie i zasady jego budowania są dość powszechnie znane, dlatego nie będę omawiał go dokładnie, a jedynie wspomnę o jednej, często pomijanej funkcjonalności. DSO jest mianowicie wyposażony w mikrofon strażaka posiadający najwyższy priorytet użycia. Urządzenie jest przewidziane do zastosowania w wyjątkowych sytuacjach, tylko i wyłącznie przez osoby do tego upoważnione. W większości systemów moim zdaniem brakuje jednej funkcjonalności: wprowadzenia potwierdzenia użycia mikrofonu strażaka na wejście alarmowe w systemie SSP, nie tylko czysto informacyjnie. W każdym obiekcie należy rozważyć z projektantem i użytkownikiem automatyczne otwarcie przejść ewakuacyjnych w takim przypadku. Temat nie jest zbyt popularny, ale wart rozważenia.

Podsumowanie

Omawiany system jest na pierwszy rzut oka mało skomplikowany. Nie wymaga pieczołowitej, skomplikowanej integracji z innymi urządzeniami w obiekcie. Urządzenia systemu DSO mają wiele wbudowanych narzędzi diagnostycznych wspomagających uruchomienia (np. pomiary impedancji linii). Jednakże używanie w procesie projektowania tego systemu słów znanych czytelnikowi z innych moich artykułów: „tylko / wystarczy rozmieścić głośniki i doprowadzić do nich przewody od wzmacniaczy” może skończyć się dużymi kłopotami. Chciałbym przed nimi przestrzec i zmobilizować do wytężonej inżynierskiej pracy w trakcie planowania, budowania i uruchamiania DSO.

Michał Zalewski Absolwent Politechniki Gdańskiej i studiów podyplomowych Zarządzania Projektami Politechniki Warszawskiej. W branży od 25 lat, od 13 lat niezależny konsultant, inżynier uruchomieniowy.