Особенности построения систем оповещения в плотной городской застройке

Озвучивание территории городов — это всегда сложная задача, и на
этапе сбора данных, и при проектировании, и при наладке системы оповещения, и при проведении контрольных измерений. Высокая степень разнообразия городской застройки представлена и узкими улицами, и широкими проспектами, многоуровневыми магистралями, пронизывающими территорию города из края в край, спальными районами, площадями, скверами, городскими парками. Применить одно-два типовых решения для озвучивания всего архитектурного разнообразия — это однозначно не выполнить задачу по качественному доведению сигналов оповещения до населения. В условиях урбанистической архитектуры недостаточно, как в условиях открытых пространств, поставить пакет громкоговорителей, сформировав квазикруговую диаграмму направленности ТСО и обеспечить зону адекватной идентификации информации оповещения по «ковровому» принципу. Здесь требуется работа с почти ювелирной точностью, тщательный подбор типа акустического оформления громкоговорителей, их мощности, ширины диаграммы направленности. Нельзя сказать, что озвучивание территории в условиях плотной городской застройки задача проще или сложнее, чем озвучивание открытых пространств, нет, просто это задача другого типа, и решать ее надо иными методами, учитывая влияние другого набора ограничений. О порядке расчета зон покрытия систем оповещения населения в условиях города в статье.
 
Первым этапом при расчете зон звукового покрытия всегда выступает сбор данных. Наиболее важным, и трудоемким при этом является оценка шумовой обстановки. Достаточно часто можно наблюдать ситуацию, при которой в качестве уровня шума для выполнения расчета используются два типа данных:

• усредненные данные по уровню шума на улицах и во дворах;
• данные о максимально допустимом уровне шума, регламентированных сводом правил.

Первый вариант носит больше оценочный характер, и может применяться в условиях оценки шумовой обстановки и выполнении предварительного акустического расчета. Применение таких данных на постоянной основе несет в себе последствия, отражающиеся на качестве расчета зон покрытия. Нередки примеры, когда уровень шума, принятый для дворовой территории или парковой зоны, зачастую имеет больший уровень, по сравнению с реальным уровнем шума на этой территории. Это приводит к тому, что расчет зоны адекватной идентификации информации, создаваемой отдельным техническим средством оповещения (громкоговорителем), имеет меньшие размеры площади охвата, по сравнению с реальной зоной озвучивания. Это приводит к необходимости увеличения количества и мощности применяемых громкоговорителей и, как следствие, к увеличению мощности станционной части ТСО, напрямую влияющей на стоимость построения и эксплуатации системы оповещения. На оживленных магистралях напротив, такой подход имеет обратный эффект — реальный уровень шума оказывается выше установленного, что приводит к значительно меньшей площади зоны адекватной идентификации информации по сравнению с расчетной.

Тем не менее, негативный эффект применения такого рода данных об уровне шума существенно снижается при высокой степени развития систем оповещения населения на анализируемой территории. С ростом плотности установленных на территории населенного пункта технических средств оповещения, расхождения в расчетных и фактических данных о зонах, формируемых оконечными средствами оповещения, снижаются вследствие эффекта дополнения зон оповещения, формируемых одним ТСО, зонами, формируемыми другими, смежными, ТСО. Однако, для территорий, с низкой степенью насыщения или полностью отсутствующими средствами оповещения населения применение таких данных оправдано только на этапе оценки.
 
Применение в качестве сведений о шумах предельно допустимых уровней звукового давления на территории жилой застройки приведенных в СП 51.13 330.2011 «Защита от шума» несет в себе те же риски, что и описанные выше, при которых уровни шума для различных типов территорий, приняты равными определенному значению. Применение сведений, указанных в своде правил оправдано на этапе строительства объекта, когда измерение уровня шума не отражает шумовую обстановку в режиме последующей повседневной эксплуатации объекта или озвучиваемой территории.
 
Наиболее релевантным является проведение измерений уровней шума на проектируемой территории, что в отношении сформированной городской застройки является более чем уместным. Разделом 3.6 «Расчет зон покрытия оконечными средствами звукового оповещения» «Методических рекомендаций по созданию и реконструкции систем оповещения населения» определены два метода измерения шумов: снятие сетки шумов и снятие карты шумов. Принципиальным отличием методов является регулярность расположения точек измерения. Сетка шумов предполагает выполнение измерений через регулярные расстояния и применяется в основном для территорий, свободных от существующей застройки. Для сформировавшейся городской застройки наиболее соответствующим решаемой задаче будет снятие карты шумов.

Этап снятия карты шумов является наиболее ресурсоемким процессом при проведении изысканий, тем не менее, от качества его проведения, существенно зависит соответствие расчетных показателей по озвучиванию территории, реальным площадям зон адекватной идентификации информации оповещения. Результатом данного этапа является протокол измерений и план территории с нанесенными точками измерений уровня шума. Для удобства чтения помимо условного номера точки измерения на плане указывается значение измеренного уровня шума. В отдельных случаях целесообразно обеспечить цветовое кодирование точек, в которых производилось измерение уровней шума.
 
Условно, на территории города, с точки зрения озвучивания пространств, целесообразно выделить несколько типов территории, различающиеся по применяемым приемам при размещении средств оповещения:

• улицы, проспекты, магистрали, ограниченные с одной или двух сторон зданиями жилого и нежилого назначения;
• внутриквартальные территории, районы с высокой плотностью жилой застройки, жилые комплексы;
• площади, территории набережных, пешеходных зон и бульваров;
• парки, скверы, зеленые зоны;

Отдельно следует выделить территории, на которых осуществляется строительство в активной фазе, однако, будущее оснащение таких территорий средствами оповещения предусматривается на этапе строительства объектов.

При озвучивании улиц, ограниченных с одной или обеих сторон объектами капитального строительства целесообразно производить путем размещения громкоговорителей на фасадах зданий.

При размещении на фасадах следует учитывать ряд важных условий:

1. Громкоговорители необходимо ориентировать вдоль улицы, избегая их ориентации строго на противоположную сторону, особенно на улицах, имеющих небольшую ширину;

2. Для получения более ровного звукового поля в зоне адекватной идентификации информации направление излучения рупорных громкоговорителей целесообразно не менять и ориентировать из «вдогонку» один за другим. При этом, чем чаще установлены громкоговорители, тем более ровное звуковое поле будет ими сформировано.

3. В обратной ситуации, при необходимости минимизации точек установки громкоговорителей, с учетом допустимого снижения равномерности звукового поля возможна установка громкоговорителей парами и ориентация их в противоположных направлениях вдоль озвучиваемой улицы.

4. При большой ширине улицы, проспекта, магистрали применяют один их двух способов: либо увеличение угла ориентации громкоговорителя относительно оси улицы, либо установку по обе стороны улицы. При двусторонней установке важно, чтобы способ ориентации громкоговорителей по одной стороне улицы, совпадал с принципом установке на другой стороне, в противном случае могут быть не достигнуты цели по формированию ровного звукового поля.

Размещение громкоговорителей на фасадах вдоль улиц при плотной городской застройке представляется наиболее эффективным методом озвучивания. Но при таком размещении достаточно существенно возрастают ресурсные затраты при проведении монтажных работ и при последующем эксплуатационно-техническом обслуживании.

Такими затратами выступают: согласование мест проведения работ, составление и согласование схем объезда на период выполнения монтажных работ или обслуживания технических средств оповещения, размещенных на фасаде. Также необходимо учитывать, что размещение громкоговорителей производится, как правило на высоте 5−9 метров, то есть, на уровне 2−4 этажей и для доступа к громкоговорителям необходима дополнительная оснастка или подъемные механизмы. Размещение громкоговорителей на фасадах также требует соблюдение норм по организации санитарно-защитной зоны как людей, находящихся на уровне поверхности земли в непосредственной близости от мест установки громкоговорителей, так и людей, проживающих в квартирах, на внешних стенах которых установлены громкоговорители систем оповещения населения. С учетом формирования зоны высокого звукового давления уровнем более 120 дБ необходимо предусмотреть расположение громкоговорителей на достаточном для обеспечения СЗЗ расстоянии от окон.

При озвучивании внутриквартальных территорий следует учитывать, что уровень шума на таких территориях, в подавляющем большинстве значительно ниже, чем вдоль улиц, проспектов и магистралей ввиду существенно меньшей интенсивности дорожного движения. Вследствие этого, применение мощных акустических систем в большинстве случаев не оправдано, а иногда и оказывает мешающее воздействие при формировании зоны адекватной идентификации, за счет большего количества переотражений на внутриквартальной территории. Наиболее частыми объектами для размещения технических средств оповещения выступают здания общеобразовательных школ, домов культуры и т. п., как правило, имеющих расположение в топографическом центре квартала. Расположение систем оповещения на объектах внутри квартала может быть совмещено с системой оповещения объекта, одновременно решая две задачи: обеспечение зоны оповещения муниципальной или региональной системы оповещения и обеспечение зоны оповещения на путях эвакуации и путях ввода сил и средств для ликвидации ЧС на уровне объектовой системы оповещения.

Как правило, в крупных городах, этажность жилых зданий, опоясывающих квартал, значительно выше, чем зданий дома культуры или школы, которые, как правило, редко превышают 3−4 этажа. Ввиду этого, наиболее целесообразным представляется размещение громкоговорителей на кровле с использованием мачт, с пакетами громкоговорителей.

В случае если размещение на объектах внутри квартала не представляется возможным, то целесообразно применять принципы установки громкоговорителей аналогично устанавливаемым вдоль улиц, разбив внутриквартальную территорию на отрезки, сходные по топологии с отрезками улиц. При этом мощность устанавливаемых громкоговорителей следует выбирать существенно ниже, ввиду меньшего уровня шума.

Достаточно часто встречаются случаи, когда озвучивание внутриквартальной территории производится с кровли многоэтажных зданий. Данный вариант установки, в большинстве случаев, продиктован вопросом снижения издержек и повышения удобства обслуживания оконечных средств оповещения. Также, при таком размещении, автоматически решается вопрос с обеспечением санитарно-защитной зоны, как у поверхности земли, так и у окон квартир. Однако, применение такого способа размещения приводит к образованию большого количества зон акустической тени, минимизация площади которых, может быть осуществлена только в условиях высокой плотности установки средств оповещения населения на внутриквартальной территории.

В условиях города, объединение системы оповещения населения со средствами озвучивания мероприятий и информирования, расположенных на основных площадях, набережных и пешеходных зонах достаточно частое явление. Очевидно, что сферой применения систем оповещения населения не определено ее использование в таком качестве, а правомерность задействования систем оповещения населения не для целей доведения информации оповещения до настоящего времени нормативно правовыми актами не определена. Тем не менее, при выборе топологии построения системы оповещения населения в условиях крупного города целесообразно принимать во внимание возникновение таких потребностей. Таким образом, в отличие от компактного размещения оборудования при внутриквартальном размещении, топология, используемая на площадях и бульварах более всего сходна с установкой технических средств оповещения на улицах и магистралях. Ввиду этого целесообразно применять оборудование, использующее трансляционные линии напряжением 100−120 Вольт. Принципы размещения, аналогичны принципам, свойственным для оповещения улиц, проспектов, магистралей. Такие же принципы целесообразно применять при установке систем оповещения парках, скверах и зеленых зонах, однако частоту их расположения следует выбирать более высокую, а мощность каждого отдельного громкоговорителя меньшую, по сравнению с применяемыми громкоговорителями в системах оповещения на набережных и бульварах. Это обусловлено достаточно высоким экранирующим воздействием листвы зеленых насаждений в весенне-летний период.
 

В описанных выше примерах встречаются территории, на которых целесообразно применение сосредоточенного принципа построения, и территории, где распределенный принцип будет более приемлем для создания систем оповещения населения.

При сосредоточенном принципе построения достоинствами являются: компактное размещение, короткие фидерные линии, отсутствие трансляционных линий, меньшие затраты на построение и дальнейшее эксплуатационно-техническое обслуживание. В то время как отрицательными сторонами является наибольшая неравномерность звукового поля, формируемая такими системами.
В условиях плотной городской застройки такой принцип построения используется редко, в основном на внутриквартальных территориях или в случаях высокой насыщенности техническими средствами оповещения определенной территории.
 
Распределенный принцип позволяет получить более ровное звуковое поле, однако требователен к протяженности и нагрузке линии, а также существенно дороже в построении и дальнейшей эксплуатации по сравнению с ТСО, построенными по сосредоточенному принципу. При выборе ТСО, для озвучивания улиц важно принимать во внимание возможность размещения оконечных технических средств оповещения (в частности, громкоговорителей) на фасадах зданий. Среди факторов, обеспечивающих возможность такого размещения — формирование громкоговорителем узкой диаграммы направленности, возможность юстировки по углу места и азимуту для точной ориентации оси излучения, возможность установки громкоговорителя на опоре.
 

При создании систем оповещения на территории городской застройки, в том числе на участках с плотной застройкой решать задачу формирования зон адекватной идентификации информации оповещения целесообразно расчетом индивидуальных диаграмм направленности каждого громкоговорителя. При расчете важно принимать во внимание значения измеренных уровней шума, параметров проектируемых громкоговорителей и требований по дополнительному использованию системы оповещения населения для доведения речевых и звуковых сигналов до населения. Использование мощных систем оповещения во внутриквартальной территории часто нецелесообразно, а в отдельных случаях носит отрицательных характер. Использование систем оповещения с компактным размещением громкоговорителей на кровлях высотных зданий может обеспечить требуемую зону оповещения только при высокой плотности расположения систем, установленных таким образом, в противном случае велика вероятность образования зоны акустической тени на достаточно большой площади озвучиваемой территории.