Какие рупоры ставить на минарет и как далеко их слышно

Четыре рупора на балконе минарета рисуют на земле фигуру из четырёх лепестков, и от рупора зависит, какой она выйдет: вытянутой или почти круглой. В селе с усадьбами при высоте установки 20 метров стоваттные рупоры с раскрывом 90° — каждый на свою четверть круга — дают разборчивую речь на 750 м по сторонам света и на 600 м между ними. Ниже — карты слышимости села и городского квартала, модель монтажа на минарете и всё, что стоит между микрофоном и рупорами.

Самый мощный рупор линейки самого ровного круга не даёт. В селе подъём рупоров от 100 Вт с 12 до 45 м почти не прибавляет дальности, а в городе от высоты зависит, услышат ли дворы. На рассвете тот же комплект слышен в 1,5–1,8 раза дальше, чем днём. А четыре самых мощных рупора весят вместе 92 кг, и ярус под них сначала проверяет проектировщик. Все дальности ниже посчитаны по ГОСТ 31295.2-2005 для семи рупоров VPA.

Четыре лепестка над селом

Посмотрите на карту сверху. В центре минарет, серым — территория условного села, зелёным — всё, где речь разборчива. У VPA-R30 четыре узких луча не выходят из середины села. У VPA-R100W фигура почти круглая. У VPA-R300 лепестки по осям уходят за край села, а между осями граница остаётся внутри него.

Каждый рупор вытягивает свой лепесток вдоль оси. Между осями соседних рупоров, на диагонали, звук приходит краем луча и звучит тише. Насколько тише, решает угол раскрыва. На краю этого угла рупор звучит на 6 дБ тише, чем по оси, а за краем уровень падает круче.

Лучшая проверка рупора — дом на диагонали, между двумя сторонами света. У VPA-R30 с раскрывом 45° граница разборчивой речи проходит там в 100 м от минарета, хотя по оси — в 350 м.

Здесь ватты и раструб тянут в разные стороны. VPA-R150 на 150 Вт слышен по оси дальше стоваттных: 950 м против 750 м. Между осями всё наоборот: 500 м против 600 м. Даже трёхсотваттный VPA-R300 на диагонали даёт 650 м, почти столько же, сколько стоваттный рупор с широким раструбом.

Поэтому узкий раструб подбирают под форму села. Длинный лепесток уместен, когда село вытянуто вдоль дороги или реки и дома стоят по оси рупора. Село, которое лежит пятном вокруг мечети, ровнее закрывают раструбы 90°.

Три стоваттные модели, VPA-R100, VPA-R100W и VPA-RD100, дают одну дальность. Мощность у них одна, чувствительность тоже одна — 112 дБ: такой уровень рупор даёт в метре от себя на одном ватте. Различаются они звучанием и исполнением. У VPA-R100W внутри два излучателя: один для нижних частот голоса, другой для верхних. У VPA-RD100 кронштейн стальной, и рупор переключается на 80 или 100 Вт. Паспорта всех семи моделей собраны в разделе рупорных громкоговорителей.

Балкон, скоба и петля кабеля

На карте четыре рупора сливаются в точку. На минарете это четыре корпуса на скобах, по одному на сторону света; такое решение для минарета распространено (обзор озвучивания мечетей). Если жильё стоит с одной-двух сторон, хватает одного-двух рупоров, повёрнутых к домам. Модель показывает верхний ярус условного минарета с четырьмя VPA-R100W.

1. Рупор VPA-R100W, 295×295×365 мм, 3,48 кг. Их четыре — по одному на каждую сторону света.
2. U-образная скоба охватывает рупор с двух боков. На боковых болтах он поворачивается вверх-вниз: ослабили болты — выставили наклон, затянули после наводки.
3. Основание скобы на стене яруса; анкеры подбирают по материалу стены.
4. Страховочный трос — к своей точке на стене, в обход скобы.
5. Петля-капельник: вода стекает с нижней точки петли и не идёт по кабелю к рупору.
6. Соединительная коробка на стене яруса, защищённая от погоды: здесь вывод рупора соединяют с линией.
7. Линия 100 В к усилителю в здании мечети; трассу задаёт проект.
8. Верхний ярус меньшего диаметра; на разрезе — его стена.
9. Парапет балкона вокруг яруса: раструб выше парапета, перед раструбом ничего сплошного.

На модели рупоры стоят на стене верхнего яруса, над круговым балконом (энциклопедия Tatarica). Так их ставят и на минаретах Коньи и Туниса. В Алеппо рупоры стоят на стойках навеса балкона, в Константине — на углу балкона квадратного минарета. Общее у всех четырёх одно: раструб поднят выше верхнего края парапета, и перед ним нет ничего сплошного. Всё, что стоит перед раструбом, работает как экран.

Скоба у всех семи моделей U-образная и держит рупор на двух боковых осях. Ослабили болты — выставили наклон, затянули — наклон зафиксирован. Болты затягивают после наводки, чтобы в соединениях не осталось люфта (руководство к кронштейнам рупоров). Направление оси болты не меняют: его задаёт место, где основание скобы крепят к стене яруса. На восьмигранном ярусе модели это выбор грани.

Раструб наклоняют чуть вниз и никогда не поднимают вверх: в поднятом раструбе копится дождевая вода (инструкция по установке рупоров). Наклон нужен небольшой, а крутой быстро уводит луч к земле: ось, опущенная на 20° с высоты 20 м, встречает землю уже в 55 м от минарета. Чтобы ось смотрела на точку в 500 м, рупор с высоты 20 м наклоняют всего на 2,3°, с высоты 45 м — на 5,1°.

Расчёт дальности приходит к тому же. В селе рупоры от 100 Вт слышны дальше всего при наклоне 0–2° от горизонтали; на разрезе это линия «0° · село». В городском квартале при той же высоте 20 м у VPA-R100W выходит 6° — это вторая линия разреза. Точный угол на объекте задаёт проект.

План сверху показывает, куда смотрят рупоры, и раскрыв одного из них — 90°. Раскрывы соседних рупоров смыкаются краями, поэтому на диагоналях у VPA-R100W нет провала, только небольшой спад уровня. Оси подписаны по сторонам света, но на объекте их направляют по улицам; почему — в следующем разделе.

Кабель от рупора уходит петлёй-капельником: вода стекает с нижней точки петли и не идёт по кабелю к рупору (рекомендации по защите от погоды). Выводы рупоров соединяют с линией в монтажной коробке, защищённой от погоды (руководство к уличному рупору). Дальше одна линия 100 В идёт к усилителю в здании мечети; сечение кабеля подбирают калькулятором сечения.

Усилители VPA-MK сделаны в исполнении УХЛ4.2 со степенью защиты IP20 — для помещения, не для улицы; их место — в отапливаемом помещении. Рупоры подключают и обслуживают при выключенном усилителе, потому что в линии 100 В опасное напряжение (руководство к рупору для линии 100 В).

Четыре VPA-R100W весят вместе 13,9 кг, четыре VPA-R300 — 92 кг на одном ярусе. В руководстве к кронштейнам рупоров предел нагрузки — 5–10 кг на кронштейн, а VPA-R300 весит 23 кг и стоит на собственном поворотном кронштейне. Поэтому для VPA-R300 проектировщик проверяет то, к чему кронштейн крепят: анкеры, стену и сам ярус, на массу и на ветер. Анкеры для любой модели подбирают по материалу стены.

У каждого рупора свой страховочный трос, закреплённый в обход скобы (руководство по креплению рупоров). Крепление входит в регламент осмотра (руководство к кронштейнам рупоров), а в раструбах селятся птицы и осы (паспорт уличного рупора). Скобу и болты не смазывают антикоррозийной смазкой: попав на пластик и резину корпуса, она их разрушает, и рупор может упасть (руководство к кронштейнам рупоров).

Стоит ли поднимать рупоры выше

Ответ зависит от того, что стоит вокруг минарета. В селе у рупоров от 100 Вт высота почти ничего не меняет. VPA-R100W при высоте установки 12 м слышен на 750 м, при 45 м — на 800 м. У VPA-R300 те же две высоты дают 1 200 м и 1 250 м. Дома в селе низкие, и звук почти весь путь идёт над крышами.

Среди домов в 5–9 этажей высота работает. VPA-R300 во дворах за домами слышен на 250 м при установке на 12 м и на 400 м при установке на 45 м. На улице, которая выходит прямо к минарету, разница меньше: 450 м и 500 м. Высота помогает дворам, улицам почти нет. Чем выше рупор, тем большую часть пути звук проходит над двадцатиметровыми крышами, а не между домами.

В городе дальность сокращает прежде всего шум. Тот же VPA-R300 на высоте 20 м в селе слышен на 1 200 м, а в городе даже на улице, открытой к минарету, — на 450 м. Домов между рупором и слушателем там нет, разница в шуме: 55 дБА днём против 40 в селе. Дома отнимают остальное: во дворах за ними остаётся 250 м.

Поэтому для квартала многоэтажек нужны модели от 100 Вт. Во дворах за домами при высоте установки 20 м VPA-R30 слышен на 50 м, VPA-R50B — на 100 м, стоваттные — на 150 м.

Улица слышит дальше двора по простой причине. Когда минарет виден прямо вдоль улицы, стандарт не учитывает затухание на домах (ГОСТ 31295.2-2005, приложение A, п. A.3.3). Поэтому азимут осей выбирают по плану улиц вокруг мечети и не направляют рупор в стену ближнего дома. Для мечетей Турции то же требование — учитывать улицы и здания при монтаже — записано в циркуляре Управления по делам религии.

В старом центре и в ауле, где дома стоят плотно, в 2–3 этажа, при высоте установки 20 м VPA-R100W слышен на 550 м, VPA-R300 — на 900 м, против 750 м и 1 200 м в селе. Расчёт сделан для практически плоской земли, горизонтальной или наклонной (ГОСТ 31295.2-2005, п. 7.3.1). Если между минаретом и домами гребень или уступ склона, дальность считают по проекту.

На рассвете звук уходит дальше

В селе час суток меняет размер лепестков сильнее, чем высота. При высоте установки 20 м VPA-R100W слышен там днём на 750 м, на рассвете — на 1 200 м. У VPA-R300 — 1 200 м и 1 750 м. В городе VPA-R300 на 45 м слышен во дворах на 400 м днём и на 600 м на рассвете, вдоль улицы — на 500 м и 800 м. Остальные модели — в последнем столбце первой таблицы.

Главная причина — тишина: на рассвете фон в селе — 34 дБА против 40 днём. Небольшую добавку даёт сам метод: для дня расчёт вычитает из уровня 2 дБА метеорологической поправки, для рассветного часа не вычитает.

От микрофона до четырёх рупоров

Между голосом и рупорами стоят три звена: микрофон, усилитель и линия 100 В. На схеме минарет и молельный зал подключены к разным зонам одного усилителя.

Микрофон VPA-MK1 конденсаторный, настольный, на гибкой стойке. Он кардиоидный: слышит говорящего перед собой и слабо ловит звук сзади. Говорят в него с расстояния 20–50 см; кабель длиной 5 м включают в приоритетный вход усилителя. Полоса микрофона — от 40 Гц до 16 кГц, не уже, чем у любого из семи рупоров, поэтому тембр на улице решает рупор.

Каким голос дойдёт до слушателя

Столбец «Полоса» в первой таблице на дальность не влияет, зато от него зависит тембр. У VPA-R100W, VPA-R150 и VPA-R300 полоса воспроизведения начинается со 120 Гц, у VPA-R30, VPA-R100 и VPA-RD100 — с 250 Гц, у VPA-R50B — с 300 Гц.

В разговорной речи основной тон голоса взрослого мужчины лежит в пределах 90–155 Гц (справка Wikipedia со ссылкой на R. J. Baken, 2000). У моделей от 120 Гц часть основного тона попадает в полосу воспроизведения. У моделей от 250 до 300 Гц основной тон лежит ниже их полосы, и голос они передают гармониками. Поэтому VPA-R100W, VPA-R150 и VPA-R300 полнее передают тембр.

Линия и усилитель

Линию на минарет ведут на 100 В неслучайно: такая линия сохраняет отдачу на длинных трассах, и в типовых решениях для мечетей рупоры минарета подключают именно так (типовое решение для мечети). Рупоры VPA работают от линии 70 или 100 В, у пяти моделей есть ещё вход 8 Ом.

Мощность усилителя считают так: суммируют мощности всех рупоров и умножают на 1,25 (калькулятор мощности усилителя). Все дальности статьи посчитаны для рупора, который в пиках голоса получает полную паспортную мощность.

VPA-MK 700Z6 даёт шесть зон с независимой регулировкой громкости, у VPA-MK 1000Z8 и 2000Z8 — раздельное управление зонами. Громкость зоны минарета у VPA-MK 360Z6 и 700Z6 выставляют при наладке отдельно от зала — так, как решит община. Весь ряд собран в разделе микшеров-усилителей.

Форму четырёх лепестков выбирают дважды. Первый раз — когда подбирают рупор по таблице и по карте своего села. Второй — на балконе минарета, когда место каждой скобы выбирают по плану улиц, выставляют наклон и затягивают болты.

Частые вопросы

Сколько рупоров ставить на минарет?

Чаще всего ставят четыре рупора: каждый смотрит на свою сторону света. Если дома стоят с одной-двух сторон, ставят один-два рупора, повёрнутых к жилью. Для ровной зоны вокруг мечети подходят рупоры с раскрывом 90°; у раструбов 45–60° между осями заметно тише.

Какие колонки ставить на минарет?

Рупорные: они направленные, все семь моделей VPA защищены по IP66 и работают от −40 до +70 °C. Подбор начинают с расстояния от минарета до крайних домов. Если село лежит вокруг мечети и до крайних домов около 600 м, его ровно закрывают четыре стоваттных рупора с раскрывом 90°: VPA-R100, VPA-R100W или VPA-RD100, дальность у них одна. Если дома тянутся вдоль дороги дальше, осью вдоль неё ставят VPA-R150 (около 950 м) или VPA-R300 (около 1 200 м). Среди домов в 5–9 этажей стоваттный рупор слышен во дворах на 150 м, VPA-R300 — на 250 м. Числа — для высоты установки 20 м и дня.

На какой высоте ставить рупоры?

В селе у рупоров от 100 Вт высота установки почти не меняет дальность: у VPA-R300 1 200 м при высоте 12 м и 1 250 м при высоте 45 м. В городе подъём над крышами прибавляет дворам: 250 м при высоте 12 м и 400 м при высоте 45 м.

Выдержат ли рупоры мороз и ветер?

Все семь моделей — IP66, от −40 до +70 °C. Ветер паспорт оговаривает у трёх моделей из семи (VPA-R50B, VPA-R100W и VPA-R300): они рассчитаны на 12 баллов по Бофорту и сильнее. Каждый рупор страхуют тросом, а крепление проверяют при осмотрах.

Какой усилитель нужен для четырёх рупоров?

Мощностью не меньше суммы рупоров плюс 25 % запаса. Для четырёх стоваттных рупоров выходит 500 Вт — это VPA-MK 700Z6; для четырёх VPA-R300 — 1 500 Вт, это VPA-MK 2000Z8. Минарет и зал подключают к разным зонам, остаток мощности уходит на зал.

Какой микрофон нужен для мечети?

Конденсаторный на гибкой стойке, кардиоидный, включённый в приоритетный вход усилителя. У VPA-MK1 полоса от 40 Гц до 16 кГц и кабель 5 м; другие модели — в разделе микрофонов и аксессуаров.