引言

隨著警務人員訓練考核標準的提高,實彈射擊已成為訓練常態(tài),無論是普通民警開展的精度類射擊訓練,還是特戰(zhàn)隊員的戰(zhàn)術類射擊訓練,室內靶場現已成為各警種人員訓練考核的主要場所。為了給參訓人員提供安全舒適的訓練環(huán)境,靶場吸音已成為僅次于靶場安全的重要建設指標。

根據我國的噪聲職業(yè)衛(wèi)生標準,職業(yè)接觸8h的工作場所,噪聲允許標準不得超過85dB,否則有可能對聽力造成損害。靶場屬于特殊工作場所,為保證訓練人員的身心健康,同時降低噪聲污染,靶場建設單位應確保室內噪聲強度控制在可接受范圍。目前雖沒有行業(yè)標準,但結合以往建設經驗,一般不應超過75dB。

1噪聲來源

室內靶場噪聲來源主要有三個方面,一是槍械擊發(fā)子彈產生的槍口激波:二是子彈飛行和撞擊受彈墻體產生的擾動:三是風機噪聲和進/排風管內氣流運動產生的風噪。噪聲強度與槍械種類、數量、受彈墻體材料、風機設計選型有關。

2噪聲削減

為把噪聲降低到射擊人員可接受的程度(通常為75dB以下),靶場必須進行吸音處理。削減室內靶場的噪聲并非是要消除槍械擊發(fā)時的火藥爆炸聲,而是要及時消減其發(fā)射后產生的各類回聲、顫動回聲、風機運行噪聲及風管的共振噪聲。回聲的及時削減主要依靠對地面、墻壁和吊頂使用有效的吸音物質進行處理,降低噪聲的反射強度,并盡可能避免單向傳播,當前最經濟適用的方法就是在靶場裝修設計上做文章:而風機的降噪一般是通過風機的選型、減震安裝以及風道的走向設計來實現。

2.1吸音構件的選擇與設計

根據靶場槍聲頻帶寬、噪聲大、非連續(xù)、發(fā)生點不固定的特征,結合施工特點分別在左右墻面、頂面、地面以及受彈面設計并安裝不同的吸音構件以達到吸音效果。一般室內靶場結構圖如圖1所示。

2.1.1墻面吸音構件

在距墻體表面30~50mm處釘制輕鋼龍骨框架,各釘制點背襯30~50mm高的圓形木塊,之所以在墻面和龍骨間預留一定距離的空氣層,就是要避免墻體和龍骨直接接觸后形成"聲橋",降低吸音效果。龍骨與支撐地面、隔音板間加墊一層厚度3mm的隔音氈,間隙部分用隔音密封劑填充。龍骨中間滿鋪一層總厚度不小于75mm的吸音巖棉,隔音板表面貼敷的吸音材料可根據客戶意見選擇聚酯纖維吸音板、穿孔吸音板、布藝吸音板、木絲吸音板等其中的一種。推薦采用聚酯纖維吸音板,價格低且吸音效果好。這是靶場墻面的通常設計,但在實際施工時往往因個別靶場寬度尺寸受限,無足夠空間預留空氣吸音層,可不設置,但吸音巖棉總厚度應不小于90mm,相應龍骨也要選擇大一號規(guī)格。墻面吸音結構安裝示意圖如圖2所示。

2.1.2頂面吸音構件

在混凝土頂面滿鋪一層厚度10mm左右的減震墊,龍骨與頂部之間通過減震器連接,龍骨內滿鋪一層總厚度不小于75mm的吸音巖棉,下表面貼敷隔音板,最后在隔音板表面安裝多孔礦棉板,也可根據客戶選擇安裝聚酯纖維吸音板等其他吸音板材。部分對頂部吸音有更高要求的客戶可選擇大一號規(guī)格的龍骨,內部填充更厚的吸音巖棉,可達到更好的吸音效果。頂面吸音結構安裝示意圖如圖3所示。

3-1—多孔礦棉板:3-2—隔音板;3-3一輕鋼龍骨;

3-4一減震墊:3-5一吸音巖棉:3-6一減震器。

圖3頂面吸音結構示意圖

2.1.3地面吸音構件

地面吸音設計需兼顧射擊安全,根據靶場的特點綜合考慮地面跳彈和防護宜采用不小于25mm厚的防跳彈橡膠磚?；炷恋孛嬲移胶鬂M鋪一層厚度3mm的隔音氈,在隔音氈上安裝木龍骨,木龍骨具有減震性好,不易產生塑性變形,使用年限久的特點。龍骨間距不要超過500mm,可保證鋪出來的地面平整性好,龍骨之間填充一定厚度吸音巖棉后在上方平鋪一層復合地板,最后再鋪防跳彈橡膠磚。推薦采用規(guī)格較大的低密度橡膠磚,考慮到低溫狀況下橡膠的收縮特性,鋪設時相互間要有一定的"緊度",避免留有較大的縫隙影響射擊安全和吸音效果。地面吸音結構安裝示意圖如圖4所示。

4-1一隔音氈;4-2一吸音巖棉;4-3一木龍骨;4-4一復合地板;

4-5一防跳彈橡膠磚。

圖4地面吸音結構示意圖

2.1.4受彈墻吸音構件

受彈墻設計同樣兼顧到射擊安全和吸音降噪兩方面,目前應用較多的有吸附式受彈墻、百葉窗式受彈墻、橡膠顆粒收彈墻等,不論采用哪一種受彈墻,原理都是通過前端高密度軟質材料來阻滯子彈的飛行,削減其速度,從而降低子彈最終與防彈鋼板的碰撞能量。考慮到阻滯材料既是耗材又是隔絕碰撞噪聲回傳的吸音材料,通常采用25~50mm厚的高密度橡膠磚貼敷或懸掛5層以上單層厚度不小于6mm的橡膠簾,這種設計吸音效果較好,更換也方便。

2.1.5其他吸音構件

靶場內的模擬建筑物、靶棚、防彈壓線等構件可直接粘貼吸音材料,以降低噪聲的反射特征,也可采取在聲源附近懸掛吸音片或靶場專用靶布(多孔特征)來增大吸音面積的方式進一步降低噪聲。

2.2風機選型及安裝

風機的選型除了與室內通風效率相關,還與安裝形式有關,這在土建階段基本已確定,施工時只要按照設計圖紙選擇屋頂安裝、邊墻安裝或是吊裝方式即可。無論采用哪種安裝方式,設計時都應遵循以下幾條原則:(1)風機日常接近最高效率點運行:(2)風道設計應盡可能短,路徑應避免急轉彎或小角度彎:(3)風管間連接采用軟性接頭,盡可能減少調節(jié)閥的設置:(4)進/排氣管道上安裝吸音器:(5)風機基座及風管吊掛應采用減震器或阻尼彈簧等隔振措施。

3設計效果驗證

靶場吸音設計效果可通過理論計算的方法進行驗證,通常采用計算混響時間T60及降噪量ALP(125Hz、250Hz、500Hz、1kHz、2kHz、4kHz六個倍頻程的中心頻率)來判斷吸音設計效果,或通過實測混響時間T60并計算降噪量ALP來判斷。

3.1設計混響時間計算

當設計的吸聲材料平均吸聲系數a<0.2時,混響時間計

算采用賽賓(sabine)公式:

式中,T60為衰減60dd所經歷的時間,即混響時間:V為房間體積:A為房間總吸聲量,A=ZsiaiBZAj,其中ai為每種材料的吸聲系數,si為每種材料的表面積,Aj為室內難以確定表面積的物體單個吸聲量。

當設計吸聲材料平均吸聲系數a>0.2時,混響時間計算采用伊林(Eyring)公式:

式中,T60為衰減60dd所經歷的時間,即混響時間:V為房間體積:s為室內總表面積:a為室內表面平均吸聲系數。

3.2降噪量計算

采用混響時間進行降噪量的簡化計算:

式中,T1,T2為吸聲處理前、后的室內混響時間,可使用計算值或實測值。

采用室內總吸聲量進行降噪量的簡化計算:

式中,A1,A2為吸聲處理前、后的室內總吸聲量。

4噪聲檢測

風機打開后保持正常運行,關閉靶場大門,設置聲級計在峰值捕獲模式下并放置在射手耳罩處。射擊后讀取鎖定的峰值A0,然后保持聲級計峰值捕獲模式不變,分別置于相鄰射手位(約2m)、控制臺(約6m)、觀摩廳(約8m)3處,多次測出各點的聲壓級A1,A2,A3并取平均值An,計算(A0-An)值與理論數據作比較,驗證消音設計效果。結合以往建設經驗,若相鄰射手位不高于100dd、控制臺處不高于60dd、觀摩廳內不高于55dd即表明消音設計符合要求。

5結語

目前,國內外靶場采用"吸聲降噪"方法進行噪聲控制已非常普遍,一般能使噪聲下降6~10dd就已經非常好了,但這仍不足以保護射手聽力安全。靶場實際使用時仍需要輔以其他手段來降低噪聲對訓練人員的危害,防護耳罩就是一種有效工具,使用后實測聲衰減量可達15~30dd,如果與耳塞配合使用,聲衰減量能達到25~45dd。隨著科技的進步,近幾年市場上出現了一種主動式降噪耳機,專門用于強噪環(huán)境下的聽力保護,正在射擊訓練中逐步普及。