AMPUMAMELUN TUTKIMUKSIA. Timo Markula 1, Tapio Lahti 2. Kornetintie 4A, 00380 Helsinki timo.markula@akukon.fi



Samankaltaiset tiedostot
2 TL Akustiikka. Tiivistelmä

Melun seurantamittaukset 2011

Ampumaratojen BAT melu

Ampumaratojen meluntorjunta. Rauno Pääkkönen Työterveyslaitos, Tampere Lammin biologinen asema

AMPUMAMELUN MITTAAMINEN, LEVIÄMINEN JA ARVIOINTI

ÄÄNTÄ VAHVISTAVAT OLOSUHDETEKIJÄT. Erkki Björk. Kuopion yliopisto PL 1627, Kuopion 1 JOHDANTO

LUMIJOEN AMPUMARATA YMPÄRISTÖMELUSELVITYS. Mika Hanski Timo Markula. akustiikka audiovisual melu

Kainuun ympäristökeskus Kalliokatu Kajaani. Vaatimus melun kynnysarvon ylittymisasian ratkaisemiseksi

Lausunto: Puolustusvoimien logistiikkalaitoksen esikunta/taipalsaaren harjoitus- ja ampuma-alueen ampumaratojen ympäristölupahakemus


Naantalin voimalaitos ja satama-alue Ympäristömeluselvitys. Benoit Gouatarbes Tapio Lahti Timo Markula

Ampumaratojen BAT/BEP melu

PÄÄTÖS ASIA. Puolustusvoimien Satakunnan lennoston ampumaradan ympäristöluvan määräyksen 6 mukaiset selvitykset, Lempäälä

Puolustusvoimien tehtävät on määritelty laissa (Laki puolustusvoimista 551/ ). Näihin tehtäviin kuuluu seuraavat kokonaisuudet:

Melupäästömittaukset, Eläintarhan skeittipuisto

Ympäristömeluselvitys

Hiukkavaaran ampumarata, Oulu

OSA III MELU JA SEN HALLINTA LUONNOS Ampumaratamelu

ASIAKASRAPORTTI VTT-CR Mervento tuulivoimalan aiheuttaman melun immissiomittaukset

LAADUNVARMISTUS

Melun arviointi ja hallinta haasteet luvittajalle ja toiminnanharjoittajalle

Sir Elwoodin Hiljaiset Värit Pistepirkko Haloo Helsinki

RAIDELIIKENTEEN TÄRINÄ JA RUNKOMELUSELVITYS

(5)+liitteet

TURUN JÄTTEENPOLTTOLAITOKSEN MELURAPORTTI

Maavoimien Esikunta 1 (5) Henkilöstöosasto Liite 5 MIKKELI

TUULIVOIMALAMELU MITTAUS JA MALLINNUS VELI-MATTI YLI-KÄTKÄ

FYSP105 / K3 RC-SUODATTIMET

ULKOILMATAPAHTUMIEN MELUKYSYMYKSIÄ MALLINNUS, MITTAUKSET JA ARVIOINTI.

Hailuodon lautta Meluselvitys

Mikrofonien toimintaperiaatteet. Tampereen musiikkiakatemia Studioäänittäminen Klas Granqvist

JOHDATUS YMPÄRISTÖMELUUN. Meluntorjunnan perusteet Meluselvitykset ja niiden teettäminen sekä laatu

Rambøll Finland Oy. Pääesikunta, Logistiikkaosasto. Keuruun varuskunta. Ympäristömeluselvitys

LUUVANIEMENTIE 2-6, HELSINKI MELUSELVITYS

FCG Planeko Oy Puutarhakatu 45 B Turku. Kyrön kylä, Pöytyä Tärinäselvitys Selvitysalue. Geomatti Oy työ 365

YMPÄRISTÖMELUN MITTAUSRAPORTTI

Kemoran moottoriradan melupäästömittaukset

Liite. RUUTUKOKO 1Km x 1Km. Kiväärit 7-9 mm. Mallinnettu melun leviäminen tasaisessa pehmeässä maastossa ilman ampumasuojaa 1:50 000

Vekaranjärven ampumaradan toimintaa koskeva ympäristölupahakemus, Kouvola. Vuosittainen laukausmäärä on noin laukausta.

Raideliikenteen runkomelu Case Länsimetro

Tuusulan Moottorikerho ry Turku c/o Hannu Lehtinen Kuusamontie 44 Sivu 1(6) Tuusula MITTAUSSUUNNITELMA

YMPÄRISTÖMELUN MITTAUSRAPORTTI

Lämpötila Tuulensuunta Tuulen nopeus Suhteellinen kosteus Tiistai o

Sotilaallisen toiminnan meluvaikutusten hallinta. Erityisasiantuntija, TkT Matias Warsta

(5)+liitteet (8)

Rantatunnelin seurantamittaukset, melu

MÄNTSÄLÄN KUNTA, MAANKÄYTTÖPALVELUT MÄNNIKÖN JATKE, ASEMAKAAVAN YMPÄRISTÖMELUSELVITYS

PÄÄTÖS. Nro 233/2012/1 Dnro ESAVI/340/04.08/2011 Annettu julkipanon jälkeen

A. SMD-kytkennän kokoaminen ja mittaaminen

PUOLUSTUSVOIMIEN AMPUMARADAT MELULLE ALTISTUVIEN ANALYYSI LIITE 13A4. Vastaanottaja Maavoimien Esikunta. Asiakirjatyyppi Raportti

AMMUNNAN JA RÄJÄYTYSTEN AIHEUTTAMA TÄRINÄ. Timo Markula, Tapio Lahti, Timo Peltonen

Päätös Nro 56/2014/1 Dnro ESAVI/767/04.08/2010. Annettu julkipanon jälkeen

Kainuun prikaatin vastuualueen ampuma- ja harjoitusalueet

Meluntorjuntasuunnitelma

RAKENNUSAKUSTIIKKA - ILMAÄÄNENERISTÄVYYS

Vt7 (K18) Koskenkylä Loviisa - Kotka Tiesuunnitelman ja tiesuunnitelman täydennyssuunnitelman laatiminen Täydennysmelumittaukset 15.9.

VIITASAAREN ILMOLAHDEN AMPUMARADAN LAAJENTAMISSUUNNITELMA. Kivääriradat 150/300 m

RASKAAN LIIKENTEEN MELUPÄÄSTÖ. Sirpa Jokinen, Erkki Björk

Akaan raakapuukuormausalue Ratasuunnitelman meluselvitys. Päiväys Tilaaja Liikennevirasto Projekti RR52233

YMPÄRISTÖMELUN MITTAUSRAPORTTI

Melulukukäyrä NR=45 db

AMPUMARATOJEN TULEVAISUUS. Jorma Riissanen

PARVEKKEIDEN SUOJAAMINEN LIIKENNEMELULTA. Mikko Kylliäinen, suunnittelujohtaja p

Vapaa-aikapalvelukeskus Liikuntapaikat ja nuorisotilat Laitospäällikkö Ilkka Pellikka Pohjolankatu Iisalmi

Oulu,Hiukkavaaran kaavarunko

TAHINLAMMEN AMPUMARATA, PIEKSÄMÄKI MELUSELVITYS

Raportti. Kiinteistö Oy Kalevan Airut 8479 asemakaavatyön meluselvitys. Projektinumero: Donna ID

Vastaanottaja Kainuun Liitto. Asiakirjatyyppi Raportti. Päivämäärä KAINUUN SEUDULLISTEN AMPUMARATOJEN MELU- ALUEIDEN LASKENTA

1 JOHDANTO 3 2 LÄHTÖTIEDOT JA MENETELMÄT 4

Keskustaajaman asemakaavan päivitys

Motocrosspyörien melupäästömittaukset

Ympäristömelun määrä ja laatu

M2A Suomenkielinen käyttöohje.

REILAN AMPUMA- JA HARJOITUSALUE AMPUMATOIMINNAN MELUSELVITYS

Kuva H1. Melulle altistuvassa kohteessa esiintyvän melutason muodostuminen melupäästön ja leviämisen yhteisvaikutuksena.

Mt 170 melumittaukset 2016

Tuulivoimaloiden melun mallinnus, mittaaminen ja tulosten vertailtavuus

LUT CS20A0650 Meluntorjunta 1

TASA- JA VAIHTOVIRTAPIIRIEN LABORAATIOTYÖ 5 SUODATINPIIRIT

R1: Kiväärirasti, hirvirata

TÄHTÄÄMINEN. Asennon ottamisen aikana hengitetään normaalisti.

ASUINKERROSTALON ÄÄNITEKNISEN LAADUN ARVIOINTI. Mikko Kylliäinen

YMPÄRISTÖMELUMITTAUKSET

PIEKSÄMÄEN MELUSELVITYKSEN MELUMITTAUKSET

TAHINLAMMEN AMPUMARATA, PIEKSÄMÄKI MELUSELVITYS

Mittaukset: Sääolosuhteet mittausten aikana ( klo 14 17):

ERISTELEVYN ASKELÄÄNITASOKOEMITTAUKSET

saapunut kirjelmä liittyen ampumaradan käytön kieltämiseen ulkopuolisilta

GRÄSBÖLEN TUULIVOIMAHANKE. Meluselvitys. Lounaisvoima Oy

Päätös ympäristövaikutusten arvioinnin tarpeellisuudesta Vuosangan ampuma- ja harjoitusalueen laajennushankkeen

Ritavuoren ak:n melusuojaus vaihe 2, Lapua

Pohjolankatu 25, Tampere MELUSELVITYS. Toukokuu Tampereen kaupunki, Tilakeskus

akustiikka Teollisuus Helsingin kaupunki, meluselvitys 2012 TL akustiikka Helsinki Tapio Lahti Liisa Kilpi

Siviiliseurojen ja -ampujien käytössä ovat seuraavat ampumaradat ja -paikat:

Endomines Oy:n kaivospiirien ja kaivospiirihakemusten melumallit Pohjois-Karjalassa

Santahaminan ampumaradan ympäristölupahakemus ja hakemus toiminnan aloittamiseksi muutoksenhausta huolimatta, Helsinki

Rakennus- ja ympäristölautakunta Muuntamontie Joensuu Annettu julkipanon jälkeen

RAPORTTI ISOVERIN ERISTEIDEN RADIOTAAJUISTEN SIGNAALIEN VAIMENNUKSISTA

CADENZA. Lyhyesti Ulkovaippaan liitettävä suorakaiteenmuotoinen äänenvaimennin.

PUOLUSTUSVOIMIEN AMPUMA- JA HARJOITUSALUEET MELULLE ALTISTUVIEN ANALYYSI. Vastaanottaja Maavoimien Esikunta. Asiakirjatyyppi Raportti

Transkriptio:

Timo Markula 1, Tapio Lahti 2 1 Insinööritoimisto Akukon Oy Kornetintie 4A, 00380 Helsinki timo.markula@akukon.fi 2 TL Akustiikka Kornetintie 4A, 00380 Helsinki tapio.lahti@tlakustiikka.fi 1 JOHDANTO Melu on merkittävimpiä kiistanaiheita Puolustusvoimien ampuma- ja harjoitusalueiden sekä ampumaratojen ympäristössä. Ampumamelu poikkeaa monin tavoin muista ympäristömelun lajeista, eikä niille yleisesti käytettyjä menetelmiä voida suoraan soveltaa ampumamelulle. Häiritsevälle ampumamelulle altistuvien määrä on suhteellisen vähäinen esimerkiksi liikennemeluun verrattuna, minkä vuoksi ampumamelua koskeneet tutkimustiedotkin ovat olleet niukempia ja hajanaisempia. Näistä syistä Puolustusvoimat on viime vuosina teettänyt useita ampumamelun ja -tärinän mittaamista, laskentaa ja arviointia koskeneita selvityksiä ja tutkimuksia, mm. [1, 2]. Niillä on pyritty kehittämään ampumamelun ja -tärinän arviointia, parantamaan selvitysten luotettavuutta sekä löytämään sopivia torjuntakeinoja. Tässä artikkelissa esitellään lyhyesti muutamia ampumamelua koskeneita selvityksiä viime vuosilta. Ensimmäinen osa käsittelee tykkien melupäästömittauksia, toinen äänenvaimentimen vaikutusta rynnäkkökiväärin melun leviämiseen ja kolmas tekeillä olevaa ampumaratojen parhaiden käyttökelpoisten meluntorjuntakeinojen (BAT) selvitystä. 2 TYKKIEN MELUPÄÄSTÖT Tykkien melupäästöä eli emissiota mitattiin Puolustusvoimien koeampumalaitoksella Niinisalossa syksyllä 2009. Aiemmin raskaiden aseiden melupäästömittauksia on Suomessa tehty lähinnä ampuma- ja harjoitusalueilla tavallisten ammuntojen yhteydessä vaihtelevissa olosuhteissa. Nyt tehtyjä raskaiden aseiden mittauksia voidaan hallittujen mittausolosuhteiden vuoksi pitää tähän mennessä luotettavimpina Suomessa tehdyistä. Ehkä suurin haaste raskaiden aseiden melupäästömittauksissa on maaheijastuksen vaikutuksen kompensointi. Aseen lähellä äänipaine on niin merkittävä suhteessa ilmanpaineeseen, että ääniaalto käyttäytyy epälineaarisesti. Mittausetäisyyden onkin oltava niin suuri, että epälineaarisuus on käytännössä riittävän pientä. Tykeillä etäisyyden tulee olla vähintään noin 100 m. Suuren mittausetäisyyden vuoksi maaheijastus saapuu väistämättä mikrofonin kohdalle lähes yhtä aikaa suoran äänen kanssa. Tällöin syntyy interferenssiä eli ns. kampasuodatusta, joka näkyy spektrissä sarjana minimejä ja maksimeja. Pehmeässä maaperässä esiintyy usein yksi merkittävä interferenssikuoppa noin taajuudella 200 500 Hz. Tätä suuremmilla taajuuksilla maksimit ja minimit esiintyvät niin tiheään, että ne menevät terssispektrissä päällekkäin, jolloin vahvistus on +3 db suhteessa vapaakenttään. 1

180 L JZ, db 7 m 180 LJZ, db!"#"$%&%'()$**) 170 2 m 170 34'-.'/'01!""2$ 160 160 +,'-.'/'01!""2$ 150 150 140 16 31,5 63 125 250 500 1k 2k 4k 8k 140 16 31,5 63 125 250 500 1k 2k 4k 8k Kuva 1. Mittauskorkeuden vaikutus spektriin. Suuremmalla mittauskorkeudella maaheijastuksen aiheuttaman interferenssin vaikutus on pienempi. Kuva 2. Vapaakenttäarvon määritys spektrisovituksella, jossa huipun paikkaa ja leveyttä voidaan säätää. Sovitus tehdään siten, että huipun kohdalla se on 6 db pienempi kuin mittaustulos. Maaheijastuksen vaikutusta voidaan pienentää mittauspisteen tai lähteen korkeutta kasvattamalla. Kuvassa 1 on verrattu tykin äänienergiaspektrejä, jotka on mitattu 100 m etäisyydellä kahdella eri korkeudella. Matalammalla 2 m korkeudella maavaimennuksen aiheuttama kuoppa spektrissä erottuu selvästi taajuusvälillä 200 400 Hz, kun taas 7 m korkeudella interferenssin yksittäiset kuopat eivät enää juurikaan erotu. Niinisalon mittausten yhteydessä kehitettiin yksinkertainen menetelmä, jossa mitattuun maaheijastuksen sisältävään spektriin sovitetaan kolmesta osasta muodostuva käyrä. Käyrässä on kaksi luiskaa, jotka laskevat tasaisesti spektrihuipun ympärillä ( 3 ja 9 db per oktaavi). Sovitus tehdään siten, että spektrihuipun kohdalla (eli välillä 31,5 63 Hz) maaheijastuksen vaikutus on +6 db koherentin heijastuksen vuoksi (kuva 2). Maaheijastuksen vaikutusta voidaan pienentää myös tekemällä mittaukset akustisesti kovassa maastossa. Ainoa käytännössä riittävän kova maanpinta lienee asfaltti. Tällaisia säteeltään 100 m suuruisen puoliympyrän kokoisia asfalttialueita, jossa raskailla aseilla voidaan ampua, ei kuitenkaan ole ollut käytettävissä. Niinisalossa mitattiin 155 mm kanuunan ja 122 mm haupitsin melupäästöä. Kanuunalle 155 K mitattiin kahden eri lähtöpanoksen emissio. Yksi merkittävistä mittaustuloksista oli, että tykkien suuntaavuus oli hyvin pientä; eri suuntien (0...180 re ampumasuunta) väliset erot olivat mittausepätarkkuuden sisällä eli alle 2 db. Sama on havaittu ampumaharjoitusten yhteydessä tehdyissä melupäästömittauksissa. Tätä ei pidä kuitenkaan suoraan yleistää kaikkiin raskaisiin aseisiin, esim. sinkoihin. Tykkien melupäästöt on esitetty taulukossa 1 ja kuvassa 3 C-painotettuina äänienergiatasoina L JC. Aseen kaliiperin lisäksi lähtöpanos vaikuttaa merkittävästi melupäästöön. 155 K:n tapauksessa suuren ja pienen lähtöpanoksen ero oli 8 db. Mittauksissa etäisyydeksi oli ennalta valittu tasan 100 m aiempien ohjeiden mukaisesti. Mittauksilla ei voitu siten varmistaa, onko melko yleisesti mittausohjeissa epälineaarisuuden rajana pidetty huippuäänipainetaso L pcpeak 154 db (1 kpa) sopiva. Saattaa olla, että 155 mm kanuuna 4-panoksella mitattiin liian läheltä, minkä vuoksi mitattu spektri poikkeaa muodoltaan teoreettisesta räjäytyksen spektrimuodosta. Tämä onkin syytä tarkistaa seuraavien melupäästömittausten yhteydessä, joita tullaan mahdollisesti tekemään muille asetyypeille lähitulevaisuudessa. 2

Taulukko 1. Eri suuntien yli lasketut C-painotetut kokonaisäänienergiatasot L JC [db]. ase ja panos L JC, db 122 H 63A, sp 173 155 K 98, tsp 1 169 155 K 98, tsp 4 177 TNT, 200 g valettu 167 175 165 L JZ, db 155 K 4-panos 122 H 155 K 1-panos TNT 200g 155 145 135 16 31,5 63 125 250 500 1k 2k 4k 8k Kuva 3. Mitatut äänienergiatasot L JZ [db] terssikaistoittain. Niinisalossa mitatut melupäästöt olivat hyvin lähellä aiempina vuosina ampumaharjoitusten yhteydessä saatuja tuloksia, vaikka aiemmissa mittauksissa olosuhteet eivät olleet yhtä hallittuja kuin Niinisalossa. Erot aiempiin mittauksiin olivat n. 1...3 db. 3 ÄÄNENVAIMENTIMEN VAIKUTUS RYNNÄKKÖKIVÄÄRILLÄ Puolustusvoimat on harkinnut äänenvaimentimien käyttöä ampumaradoilla, joiden ympäristölupapäätöksissä melua on määrätty vähennettäväksi ja joilla melun ohjearvoja ei voida saavuttaa katos- tai vallirakenteilla. Kahden rynnäkkökiväärin äänenvaimennintyypin vaimennusta tutkittiin mittausten ja laskentamallin avulla kahdella Puolustusvoimien ampumaradalla syksyllä 2009 ja syksyllä 2010. Äänenvaimentimien lähimittauksissa (10 m) niiden tuottama vaimennus suupamaukselle oli suuri: 8...20 db suunnasta riippuen (taulukko 2). Suuntakuviot rynnäkkökiväärin melupäästölle sekä ilman vaimenninta että vaimentimen kanssa on esitetty kuvassa 4. Mittauksia tehtiin myös suuremmilla etäisyyksillä, joiden avulla voitiin arvioida yliääninopeudella lentävän luodin yliäänipamauksen merkitystä. Luotiääni esiintyy rynnäkkökiväärillä ainoastaan etuviistossa noin 45...65 sektorissa ampumasuuntaan nähden. Koska äänenvaimennin vaikuttaa ainoastaan suupamaukseen, luotiäänisektorissa äänenvaimentimen hyöty on pieni. Tätä on havainnollistettu kuvissa 6 ja 7. 3

Taulukko 2. Mitatut äänenvaimentimien aiheuttamat melupäästöjen vaimentumat [db] emissiomittauksissa. Luotiääni poistettu ikkunoimalla signaalista ennen analyysiä. suunta ÄV1 ÄV2 0 8 8 45 12 12 90 24 22 135 19 18 180 14 12 A-äänialtistustaso LAE, db 0 Rk62 315 110 45 Rk62+ÄV1 Rk62+ÄV2 Rk95 90 270 70 90 225 135 180 Kuva 4. Melupäästön suuntakuviot 7.62 Rk 62:lle äänenvaimentimilla ja ilman sekä 7.62 Rk 95:lle ilman äänenvaimenninta. Kuva 5. Varusmies ampuu 7.62 Rk 62:lla, johon on asennettu äänenvaimennin. Luotiäänen merkityksen ja äänenvaimentimen hyödyn arviointia hankaloittaa se, että etuviistossa ohjearvosuure AI-enimmäisäänitaso L AImax ei maaston muodoista riippuen välttämättä pienene lainkaan. Kuulohavainnon perusteella luotiäänen suurempitaajuinen korkkipyssyääni ei ole yhtä tukeva ja häiritsevä kuin suupamaus, mutta melutaso pysyy samana. Tätä on havainnollistettu leviämislaskennan kuvassa 6 sekä mitatuissa spektreissä kuvassa 7. '" &" 562.71.24819:+;<=./012 31.0422.2 %" $" #"!" ( )*+# $) *,#,#" #"" *-,-!- &- >? Kuva 6. Esimerkki kokonaismelun spektristä sekä äänenvaimentimen vaikutuksesta niihin. Luotiääni erottuu 2 khz taajuuden ympärillä. 4

Kuva 7. Rynnäkkökiväärin 7.62 Rk 62 mallilaskenta suupamaukselle ja luotiäänelle avoimessa maastossa ilman äänenvaimenninta (vasen) ja äänenvaimentimella (oikea). 4 AMPUMARATOJEN BAT-SELVITYS Puolustusvoimat ja Puolustushallinnon rakennuslaitos laativat parhaillaan selvitystä parhaista käyttökelpoisista tekniikoista (BAT, best available techniques) ulkona sijaitsevien ampumaratojen ympäristövaikutusten hallinnasta. Melun osalta selvityksessä kuvataan tavanomaisessa meluntorjuntatyössä käytettäviä menetelmiä ja niillä saavutettavissa olevia vaimentumia. Kivääri- tai pistooliammunnan rata on usein varustettu katoksella ja päätyvallin lisäksi sivuvalleilla. Umpinainen katos vaimentaa melun leviämistä taakse ja vallit toimivat parhaimmillaan meluesteinä. Jos ne eivät riitä melun vaimentamiseksi ympäristön altistuvissa kohteissa, valleja voidaan yrittää korottaa ja katoksen äänieristystä taaksepäin parantaa. Pahimmillaan ongelmia esiintyy tämän jälkeenkin etupuolen suunnissa. Ampumakatoksen vaimennusta voidaan lisätä etuviistoihin suuntiin (n. 45...90 ampumasuuntaan nähden) pitkillä absorboivilla sivuseinäkkeillä (kuva 8). Suoraan eteen tilannetta voidaan yrittää parantaa poikittaisilla yläkulisseilla. Aseen äänenvaimennin on melko tehokas keino vaimentaa aseen suupamausta lähes kaikkiin suuntiin. Jäljelle jää yksi ongelma: useimmat mainitut keinot tepsivät vain aseen suupamaukseen, mutta eivät lentävän luodin yliäänipamaukseen. Sivuvalli on edellisistä keinoista ainoa, jolla sitä voi yrittää vaimentaa. Teoriassa lentoäänen torjuntakeinoksi voisivat sopia myös koko radan mittaiset mutta hintavat pitkittäiskulissit. 5

Kuva 8. Poikkileikkaus ampumakatoksesta, jonka ampumapaikkojen väliset pidennetyt absorboivat sivuseinäkkeet vaimentavat melua noin 45...90 sektorissa. Katoksen seinäkkeet tehoavat ainoastaan suupamaukseen, ei luotiääneen. VIITTEET 1. MARKULA T & LAHTI T, Ampumamelun mittaaminen, leviäminen ja arviointi. Akustiikkapäivät 2007, Espoo 27 28.9.2007, 11-15. 2. MARKULA T, LAHTI T & PELTONEN T, Ammunnan ja räjäytysten aiheuttama tärinä. Akustiikkapäivät 2009, Vaasa 14 15.5.2009, 86-91. 6