Extreme Akustik im Indoor-Schiessstand
Stellen Sie sich folgende Szene in einem Hollywood-Actionfilm vor: Zwei Polizisten verfolgen den Bösewicht in einem Industriegebiet, umgeben von hohen Betonmauern. Es kommt mehrere Minuten lang zu einer wilden Schiesserei. Am Ende nehmen die Polizisten den Bösewicht fest und alle gehen unverletzt davon. Aber was stimmt an dieser Szene nicht? In der Realität wären alle Beteiligten vorübergehend taub und hätten möglicherweise sogar bleibende Hörschäden erlitten, wenn es so passiert wäre.
Als Mitarbeiter eines Herstellers von Schallpegelmessern haben wir uns gefragt, wie laut Schüsse wirklich sind. Um das herauszufinden, haben wir uns mit dem Besitzer eines örtlichen Indoor-Schiessstandes in Verbindung gesetzt.
Die „RMS Shooting Anstalt“ in Schaan, Liechtenstein, betreibt einen hochmodernen Schiessstand im Dreiländereck Deutschland, Österreich und Schweiz. Neben der Freizeitnutzung und Wettkämpfen nutzen Sicherheitskräfte diese Einrichtung häufig für professionelle Schulungen.
Geschäftsinhaber Carmelo Accardi hat diesen Hightech-Schiessstand in Kombination mit einem öffentlichen Restaurant entworfen. Sie befinden sich im Zentrum eines Industriegebiets in Schaan, umgeben von einer Reihe von Unternehmen. Die hervorragende Schalldämmung und die leistungsstarke Raumbelüftung sowie die hochmoderne technische Ausstattung sind die wichtigsten Merkmale dieser Einrichtung. Ein elektronisches System ermöglicht dynamische Trainingseinheiten für stationäre und bewegliche Ziele. Herr Accardi ist auch der lokale Ansprechpartner, der für die Sicherheit und die Abläufe auf dem Schiessstand verantwortlich ist und den gesamten Betrieb leitet. Der RMS-Schiessstand wurde von Horst Marxer von der RMS Security Company in Schaan gegründet.
Da wir exklusiven Zugang zu der Einrichtung hatten, haben wir nicht nur den Schiesslärm, sondern auch die Raumakustik gemessen. Für Schiessstände ist eine niedrige Nachhallzeit erwünscht.
Messen der Nachhallzeit
Was ist die ideale Nachhallzeit in einem Indoor-Schiessstand? Der Lärmpegel ist schon vor dem Schiessen hoch, da die leistungsstarke Raumbelüftung erheblich zum Hintergrundlärm beiträgt.
Wir haben daher die Nachhallzeit mit und ohne aktiver Raumbelüftung bewertet. Diese Messungen wurden mit einem DS3-Dodekaeder, einem omnidirektionalen Lautsprecher, durchgeführt. Dazu wurde der DS3 in der Mitte des Raumes platziert, zwischen der Position des Schützen und dem Ziel, um die volle Lärmverteilung im gesamten Raum zu erhalten.
Der Hintergrundlärm des Raumes ohne aktive Raumbelüftung beträgt 54,1 dB. Dieser wurde mit einem XL2-Schallpegelmesser in einem Abstand von 4 Metern zum DS3-Lautsprecher gemessen. Der verwendete DS3-Dodekaeder liefert 121 dB ref 1pW Schallenergie.
Wir wollten auch herausfinden, ob die laminare Luftströmung des Belüftungssystems einen signifikanten Einfluss auf die akustischen Parameter hat. Daher haben wir alle unsere Messungen mit und ohne aktives Raumbelüftungssystem durchgeführt.
Das Messen der Nachhallzeit ohne Raumbelüftung (rote Kurve) war einfach. Nach dem Einschalten der Raumbelüftung (rosa Kurve) scheint die Nachhallzeit bei niedrigen Frequenzen geringer zu sein. Dies wird jedoch höchstwahrscheinlich durch eine erhöhte Messunsicherheit verursacht, da die laminare Luftströmung den niederfrequenten Hintergrundlärm deutlich erhöht hat.
Wie laut ist Schiesslärm wirklich?
Bei ersten Orientierungsmessungen stellten wir fest, dass eine Mikrofonposition neben dem Schützen, selbst mit einem Mikrofon mit geringer Empfindlichkeit, zu einer soliden Übersteuerung des Schallpegelmessers führte. Daher wählten wir eine Position in einem Winkel von 30° und 2,5 m Abstand zum Schützen. Dies war die nächstgelegene Mikrofonposition, die nicht zu einem Übersteuerungs-Spitzenpegel von 154,1 dB oder höher führte.
Wenn man diese Zahl auf einen Abstand von 0,7 m (Ohr zu Pistole) projiziert, erreicht der Spitzenpegel am Ohr 165,2 dB. Bei diesem Pegel würde das ungeschützte Ohr höchstwahrscheinlich durch ein Knalltrauma dauerhaft geschädigt.
Schallpegelmessung in einem Abstand von 2,5 m
Eine Serie von sechs Schüssen mit LCpkMax (blau), LCIMax (rot) und LAFMax (grün) in 2,5 m Entfernung
Die gleiche Serie von Schüssen wurde gleichzeitig mit einem zweiten Gerät in einem Abstand von 8,5 m gemessen. An dieser Position erreichte der Spitzenpegel LCpkMax immer noch 143,8 dB.
Wir waren uns der Tatsache bewusst, dass man für eine normgerechte Messung von sehr kurzzeitigen Impulsen idealerweise mit höheren Abtastraten von 192 kHz messen sollte (wie in der US MIL-STD 1474E spezifiziert). Dennoch ermöglichte in dieser Messanwendung die vorhandene Abtastrate von 48 kHz des Schallpegelmessers aufgrund der spektralen Energieverteilung unserer gemessenen Schüsse eine ausreichende Messung und wiederholbare Genauigkeit. Wenn die Abtastung des XL2 nicht ausreichend gewesen wäre, hätten wir grosse Varianzen des LCpkMax gesehen. Wir konnten dann nur schliessen, dass der tatsächliche Wert mindestens so hoch war wie unsere höchste Messung mit dem Schallpegelmesser.
Die gleiche Serie von sechs Schüssen in einem Abstand von 8,5 m
Wenn wir diese Messergebnisse auf unsere anfängliche Actionfilmszene projizieren, wird es sehr wahrscheinlich, dass alle Teilnehmer nach dem ersten Schuss einen Hörschaden erleiden würden, egal wer zuerst geschossen hat.
Wir haben auch untersucht, ob sich der Spitzenpegel bei aktiver Raumbelüftung ändert. Die Grafik unten zeigt, dass der Hintergrundlärm zwischen den Schüssen ansteigt. Der Spitzenpegel wurde jedoch nicht beeinflusst.
Schiesssequenz ohne / mit / ohne Raumbelüftung
Geschulte Schützen wissen, dass Gehörschutz auf einem Schiessstand obligatorisch ist. Die Dämmung eines guten Gehörschutzes erreicht 35-40 dB bei mittleren und hohen Frequenzen, während niedrigere Frequenzen unter 500 Hz nur um 15-20 dB gedämpft werden.
Die Hauptenergie eines Schusses liegt bei Frequenzen über 1 kHz. Unter der Annahme einer realistischen Dämmung von 35 dB erreicht der Spitzenpegel an den Ohren des Schützen immer noch 130 dB. Für besonders empfindliche Personen oder solche, die häufig schiessen, wird empfohlen, den Gehörschutz mit einem zusätzlichen Ohrstöpsel oder einer Otoplastik zu kombinieren.
Ein öffentliches Restaurant befindet sich im Raum neben dem Schiessstand. Daher war es interessant, die Schalldämmung des Schiesslärms zu untersuchen.
Schusslärm gemessen im Schiessstand (links), Vorraum (Mitte) und Restaurant (rechts)
Basierend auf dem Kurzzeit-Leq dämpft die Tür zum Vorraum 44 dB, und im Restaurantbereich wird der Lärm um 80 dB gedämpft. Bei einem gedämpften Pegel von 65 dB sind die Schüsse kaum hörbar, wenn Klimaanlage und Hintergrundmusik ausgeschaltet sind. Die Schalldämmmassnahmen sind sehr effektiv.
Perfektes Ambiente
Die gemessenen Nachhallzeiten und Schalldämmwerte bestätigen, was das Auge im Raum wahrnimmt. Die akustischen Bedingungen sind ebenso angenehm und funktionell wie der Rest des Schiessstandes. Im Allgemeinen gibt es keine Referenzwerte für Schiessstände. „Wir haben bereits in der Planungsphase grossen Wert auf die Akustik gelegt. Die Innenausstattung und die Materialien wurden so ausgewählt, dass sie nicht nur perfekte funktionale Bedingungen bieten, sondern auch ein komfortables Ambiente für unsere Schützen schaffen“, sagt Pasquale Carmelo Accardi, Direktor von RMS Shooting und verantwortlich für Sicherheit und Betrieb. „Es ist meine oberste Priorität, dass unsere Kunden in unseren Einrichtungen das bestmögliche und individuell gestaltete Training erhalten. Das ist nur möglich, wenn sich jeder sicher und wohl fühlt“.