室内靶场噪声分析及控制对策

表 1 部分枪支脉冲有效值及脉冲峰值实测数据 dB（ A）
序号 1 2 3 4 5 6 7 8
声源 9 mm 手枪，侧向 5 m 处
猎枪，侧向 5 m 处 来福枪，侧向 1 m 处 警用散弹枪，侧向 5 m 处 M16 自动步枪，侧向 2． 5 m 处单发 M16 自动步枪，侧向 2． 5 m 处连发 5． 8 mm 口径机枪，侧向 2． 5 m 处单发 5． 8 mm 口径机枪，侧向 2． 5 m 处连发
摘 要： 从室内靶场射手听力保护的角度出发，深入分析了射手附近区域的声场构成，并针对性的提出了控制射手位噪声的有效
措施，从而减小传入射手位置的噪声级，确保人员听力不受损伤。
关键词： 靶场，枪声，射手，噪声
中图分类号： TB53
文献标识码： A
1 概述
枪支在出厂前需要经过灵敏度、精确度等一系列测试。生产 任务繁重时，试验员每天都要进行数小时射击试验。从卫生保健 角度考虑，应采取 有 效 措 施，以 确 保 试 验 员 的 听 力 不 受 损 伤。 我 国在 2002 年颁布了 GB Z1-2002 工业企业设计卫生标准，该标准 从卫生保健的 角 度 规 定，工 业 企 业 中 的 人 员 每 日 连 续 接 触 噪 声 8 h，噪声限值不得超过 85 dB（ A） ，而且无论接触噪声的时间长 短，最高不得超过 115 dB（ A） 。实际上，多数军工企业枪支实验 室射手位置的噪声都超过了标准限值。目前，企业主要是采取噪 声防护措施来减轻噪声的危害，例如给射手配戴防噪声耳罩等措 施。但被动的防护措施一方面会给射手带来不便，另一方面在特 殊情况下会存在漏防的问题。更好的解决办法是主动的控制噪 声传播，尽可能减小传入射手位置的噪声级。
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第 39 卷 第 6 期 2013年2 月
山西建筑
SHANXI ARCHITECTURE
Vol． 39 No． 6 Feb． 2013
文章编号： 1009-6825（ 2013） 06-0196-02
室内靶场噪声分析及控制对策
张 磊1 陈志刚1 刘灯标2
（ 1． 浙江大学建筑技术研究所，浙江 杭州 310058； 2． 杭州智达建筑科技有限公司，浙江 杭州 310058）
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80
70
60
■ M16 自动步枪 ▲ 警用散弹枪
9 mm 转轮手枪
50 63 80 100 125 160 200 250 315 400 500 630 800 1 000 1 250 1 600 2k 2 500 3 150 4 000 5 000 6 300
图 1 实测枪声的频率特性
2． 3 枪声的脉冲峰值
枪声的脉冲峰值很大，通常比有效值高出 30 dB 左右（ 见表 1） 。现行标准中规定的噪声容许值是有效值，研究表明［1］，脉冲 峰值的大小与人 耳 的 听 力 损 伤 有 重 要 关 系 ，由 此 看 来，与 有 效 值 相同的其他脉冲噪声相比，枪声对人耳的损伤更大。
脉冲有效值 116 111 110 132 126 132 127 133
脉冲峰值保持 146 143 139 — — — — —
注： 表中 1 行 ～ 3 行数据引自《建筑声学设计手册》，4 行 ～ 8 行数据是笔者现场的 测量结果，测量时射击室内未做吸声处理
3 射手附近区域的声场分析
根据从声源到达接收点的传播路径不同，可以将射手位置接 收到的声波细分为几个部分：
2 枪声特性分析
2． 1 枪声的构成
枪声是典型的脉冲噪声，主要由以下几个部分构成： 1） 弹头出口瞬间，从膛内向外喷射的高压、高速火药气体，冲 击枪口前的空气，使之产生剧烈扰动而形成巨大噪声； 2） 当弹头速度接近或超过声速时，弹头表面出现弹道波引起 的噪声； 3） 弹头在膛内挤出空气柱在枪口外形成球面波产生的噪声， 以及金属零件相互碰撞和未燃完的火药气体在枪口外二次爆燃 所发生的噪声等。
4 噪声控制措施
2． 2 枪声的频率特性
枪声的频域很宽，图 1 所示为某靶场的实测枪声频率特性。 从图中可以看出，手枪的低频稍小，M16 自动步枪、警用散弹枪等 长管枪低频较为丰富。
声压级/dB
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110
100 90
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1） 从声源处到达接收点没有受到任何阻挡的直达声； 2） 从声源经过射击口内壁反射后到达接收点的一次反射声； 3） 声源激发墙壁振动传播到接收点的声波； 4） 波长大于洞口尺寸的低频声通过孔洞产生的衍射声波； 5） 声波掠过射手位置后，经过射击室墙面一次或多次反射到 达接收点； 6） 经过靶道内墙壁反射后再穿过洞口到达射手位的声波。 从保护射手听力的角度考虑，应重点关注 2 个声学测量参 数，脉冲声的峰值，脉冲声的最大值（ 有效值） 。 从现场射手位置测量得到的多个脉冲响应曲线可以看出，脉 冲峰值大多出现在枪口爆炸发生后的 2． 5 ms ～ 3． 5 ms 内，对应的 声程为 0． 8 m ～ 1． 2 m。根据前述枪声构成的成分可知，枪声各频 率声波产生的初始时刻会稍有不同，其直达声到达射手位的时刻 也不同，不同频率的直达声有可能与经洞口内壁的反射声同时到 达射手位（ 均在 2． 5 ms ～ 3． 5 ms 内） ，脉冲峰值即是直达声和洞口 内壁反射声叠加后的最大值。 脉冲最大值（ 有效值，以下同） 发生的时间可近似认为是： 从 脉冲到达射手位开始之后的 35 ms（ 脉冲时间常数） 。期间包含了 脉冲到来，之后在 3． 5 ms 内迅速达到峰值，然后再衰减的过程。 其中，达到峰值之前以及峰值附近的声波主要来自直达声和洞口 附近的一次反射 声，衰 减 过 程 取 决 于 射 击 室 的 反 射 声。 因 此，脉 冲最大值取决于脉冲峰值和 35 ms 内其他直达声和反射声序列的 幅值。 射手位附近区域声场频域和时域特性分析清楚了，就可以寻 找有针对性的措施，减小射手位附近区域的声压级。