引言

隨著警務(wù)人員訓(xùn)練考核標(biāo)準(zhǔn)的提高,實(shí)彈射擊已成為訓(xùn)練常態(tài),無論是普通民警開展的精度類射擊訓(xùn)練,還是特戰(zhàn)隊(duì)員的戰(zhàn)術(shù)類射擊訓(xùn)練,室內(nèi)靶場現(xiàn)已成為各警種人員訓(xùn)練考核的主要場所。為了給參訓(xùn)人員提供安全舒適的訓(xùn)練環(huán)境,靶場吸音已成為僅次于靶場安全的重要建設(shè)指標(biāo)。

根據(jù)我國的噪聲職業(yè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn),職業(yè)接觸8h的工作場所,噪聲允許標(biāo)準(zhǔn)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(xùn)練人員的身心健康,同時(shí)降低噪聲污染,靶場建設(shè)單位應(yīng)確保室內(nèi)噪聲強(qiáng)度控制在可接受范圍。目前雖沒有行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),但結(jié)合以往建設(shè)經(jīng)驗(yàn),一般不應(yīng)超過75dB。

1噪聲來源

室內(nèi)靶場噪聲來源主要有三個(gè)方面,一是槍械擊發(fā)子彈產(chǎn)生的槍口激波:二是子彈飛行和撞擊受彈墻體產(chǎn)生的擾動:三是風(fēng)機(jī)噪聲和進(jìn)/排風(fēng)管內(nèi)氣流運(yùn)動產(chǎn)生的風(fēng)噪。噪聲強(qiáng)度與槍械種類、數(shù)量、受彈墻體材料、風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)選型有關(guān)。

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(jìn)行吸音處理。削減室內(nèi)靶場的噪聲并非是要消除槍械擊發(fā)時(shí)的火藥爆炸聲,而是要及時(shí)消減其發(fā)射后產(chǎn)生的各類回聲、顫動回聲、風(fēng)機(jī)運(yùn)行噪聲及風(fēng)管的共振噪聲?；芈暤募皶r(shí)削減主要依靠對地面、墻壁和吊頂使用有效的吸音物質(zhì)進(jìn)行處理,降低噪聲的反射強(qiáng)度,并盡可能避免單向傳播,當(dāng)前最經(jīng)濟(jì)適用的方法就是在靶場裝修設(shè)計(jì)上做文章:而風(fēng)機(jī)的降噪一般是通過風(fēng)機(jī)的選型、減震安裝以及風(fēng)道的走向設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)。

2.1吸音構(gòu)件的選擇與設(shè)計(jì)

根據(jù)靶場槍聲頻帶寬、噪聲大、非連續(xù)、發(fā)生點(diǎn)不固定的特征,結(jié)合施工特點(diǎn)分別在左右墻面、頂面、地面以及受彈面設(shè)計(jì)并安裝不同的吸音構(gòu)件以達(dá)到吸音效果。一般室內(nèi)靶場結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

2.1.1墻面吸音構(gòu)件

在距墻體表面30~50mm處釘制輕鋼龍骨框架,各釘制點(diǎn)背襯30~50mm高的圓形木塊,之所以在墻面和龍骨間預(yù)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(jù)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(jià)格低且吸音效果好。這是靶場墻面的通常設(shè)計(jì),但在實(shí)際施工時(shí)往往因個(gè)別靶場寬度尺寸受限,無足夠空間預(yù)留空氣吸音層,可不設(shè)置,但吸音巖棉總厚度應(yīng)不小于90mm,相應(yīng)龍骨也要選擇大一號規(guī)格。墻面吸音結(jié)構(gòu)安裝示意圖如圖2所示。

2.1.2頂面吸音構(gòu)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(nèi)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(jù)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(nèi)部填充更厚的吸音巖棉,可達(dá)到更好的吸音效果。頂面吸音結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)示意圖

2.1.3地面吸音構(gòu)件

地面吸音設(shè)計(jì)需兼顧射擊安全,根據(jù)靶場的特點(diǎn)綜合考慮地面跳彈和防護(hù)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(chǎn)生塑性變形,使用年限久的特點(diǎn)。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(fù)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(shè)時(shí)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(jié)構(gòu)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(fù)合地板;

4-5一防跳彈橡膠磚。

圖4地面吸音結(jié)構(gòu)示意圖

2.1.4受彈墻吸音構(gòu)件

受彈墻設(shè)計(jì)同樣兼顧到射擊安全和吸音降噪兩方面,目前應(yīng)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(zhì)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?？紤]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(shè)計(jì)吸音效果較好,更換也方便。

2.1.5其他吸音構(gòu)件

靶場內(nèi)的模擬建筑物、靶棚、防彈壓線等構(gòu)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(jìn)一步降低噪聲。

2.2風(fēng)機(jī)選型及安裝

風(fēng)機(jī)的選型除了與室內(nèi)通風(fēng)效率相關(guān),還與安裝形式有關(guān),這在土建階段基本已確定,施工時(shí)只要按照設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)時(shí)都應(yīng)遵循以下幾條原則:(1)風(fēng)機(jī)日常接近最高效率點(diǎn)運(yùn)行:(2)風(fēng)道設(shè)計(jì)應(yīng)盡可能短,路徑應(yīng)避免急轉(zhuǎn)彎或小角度彎:(3)風(fēng)管間連接采用軟性接頭,盡可能減少調(diào)節(jié)閥的設(shè)置:(4)進(jìn)/排氣管道上安裝吸音器:(5)風(fēng)機(jī)基座及風(fēng)管吊掛應(yīng)采用減震器或阻尼彈簧等隔振措施。

3設(shè)計(jì)效果驗(yàn)證

靶場吸音設(shè)計(jì)效果可通過理論計(jì)算的方法進(jìn)行驗(yàn)證,通常采用計(jì)算混響時(shí)間T60及降噪量ALP(125Hz、250Hz、500Hz、1kHz、2kHz、4kHz六個(gè)倍頻程的中心頻率)來判斷吸音設(shè)計(jì)效果,或通過實(shí)測混響時(shí)間T60并計(jì)算降噪量ALP來判斷。

3.1設(shè)計(jì)混響時(shí)間計(jì)算

當(dāng)設(shè)計(jì)的吸聲材料平均吸聲系數(shù)a<0.2時(shí),混響時(shí)間計(jì)

算采用賽賓(sabine)公式:

式中,T60為衰減60dd所經(jīng)歷的時(shí)間,即混響時(shí)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(shù),si為每種材料的表面積,Aj為室內(nèi)難以確定表面積的物體單個(gè)吸聲量。

當(dāng)設(shè)計(jì)吸聲材料平均吸聲系數(shù)a>0.2時(shí),混響時(shí)間計(jì)算采用伊林(Eyring)公式:

式中,T60為衰減60dd所經(jīng)歷的時(shí)間,即混響時(shí)間:V為房間體積:s為室內(nèi)總表面積:a為室內(nèi)表面平均吸聲系數(shù)。

3.2降噪量計(jì)算

采用混響時(shí)間進(jìn)行降噪量的簡化計(jì)算:

式中,T1,T2為吸聲處理前、后的室內(nèi)混響時(shí)間,可使用計(jì)算值或?qū)崪y值。

采用室內(nèi)總吸聲量進(jìn)行降噪量的簡化計(jì)算:

式中,A1,A2為吸聲處理前、后的室內(nèi)總吸聲量。

4噪聲檢測

風(fēng)機(jī)打開后保持正常運(yùn)行,關(guān)閉靶場大門,設(shè)置聲級計(jì)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A(chǔ)0,然后保持聲級計(jì)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(diǎn)的聲壓級A1,A2,A3并取平均值A(chǔ)n,計(jì)算(A0-An)值與理論數(shù)據(jù)作比較,驗(yàn)證消音設(shè)計(jì)效果。結(jié)合以往建設(shè)經(jīng)驗(yàn),若相鄰射手位不高于100dd、控制臺處不高于60dd、觀摩廳內(nèi)不高于55dd即表明消音設(shè)計(jì)符合要求。

5結(jié)語

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