BÀI GI NG ÂM H C KI N TRÚC

M c d ích:

+ Cung c p cho sinh viên nh ng ki n th c co b n v âm thanh, s hình thành

tru ng âm trong phòng khán gi , tính ch t hút âm và ph n x âm c a các b m t v t li u

& k t c u, nh ng quy lu t lan truy n c a âm thanh trong công trình & trong du ng ph .

+ Trang b cho sinh viên nh ng ki n th c co b n d thi t k n i th t âm h c

Phòng khan gi

d d m b o ch t lu ng âm thanh trong phòng.

+ Trang b cho sinh viên nh ng hi u bi t v ti ng n, quan h gi a ti ng n và

s c kh e con ngu i d gi i quy t các bài toán v cách âm và ch ng n.

1

Chuo ng I: NH NG KHÁI NI M CO B N V ÂM THANH - M T S TÍNH

TOÁN CO B N

I. B n ch t v t lý c a Âm Thanh.

1. Sóng âm

:

V m t v t lý âm thanh chính là dao d ng c a sóng âm trong môi tru ng dàn h i

sinh ra khi có các v t th dao d ng du c g i là ngu n âm. B n ch t c a ngu n âm là kích

thích s dao d ng c a các ph n t k c n nó nên âm thanh ch lan truy n trong môi tru ng

dàn h i. Môi tru ng dàn h i có th coi là nh ng môi tru ng liên t c g m nh ng ph n t liên

k t ch t ch v i nhau, lúc bình thu ng m i ph n t có 1 v trí cân b ng b n (môi tru ng ch t

khí, ch t l ng, ch t r n là nh ng môi tru ng dàn h i).

Trong quá trình truy n âm thì dao d ng gi m d n & t t h n.

a. Phân lo i phuong dao d ng

:

Tùy theo tính ch t c a môi tru ng dàn h i mà có th xu t hi n sóng d c hay sóng ngang.

- Sóng d c: phuong truy n. X y ra khi các phân t dao d ng song

song v i phuong truy n âm. X y ra trong môi tru ng ch t l ng, khí.

- Sóng ngang : phuong truy n: X y ra khi các phân t dao

d ng vuông góc v i phuong truy n âm. X y ra trong môi tru ng r n.

* D ng m t sóng: M t sóng là m t ch a nh ng di m (phân t ) có cùng tr ng thái dao

d ng t i m t th i di m nào dó

- Sóng c u: Khi ngu n sáng là 1 di m

- Sóng ph ng : M t sóng là nh ng m t ph ng // v i nhau và vuông góc tia sóng. Khi

cách xa ngu n sóng m t kho ng cách c d nh thì các l p m t sóng xem nhu ph ng song song.

Tia m t sóng

2

- Sóng tr khi ngu n là m t du ng, m t sóng là m t tr

- Sóng u n: Lan truy n trong các b n m ng nhu kêt câu tu ng

- Sóng âm du c bi u di n du i d ng

P

P

=

ma x

tb

2

b. Các d i lu ng d c trung c a sóng âm là:

+ T n s : f (hz)

S dao d ng c a các phân t

th c hi n trong m t 1giây

c

Ký hi u: f (hz) =

T i ngu n c m th du c nh ng âm thanh có t n s t 16 d n 20.000 hz. Nh ng âm

thanh có f < 16hz g i là h âm. T i ngu n không c m th du c. Nh ng âm thanh có f >

20.000 hz g i là siêu âm. T i ngu i không c m th du c âm thanh này

3

+ Chu k : T(s)

Là s th i gian tính b ng giây d hoàn thành 1dao d ng

1

T =

(s)

f

+ Bu c sóng (cm, m)

Là kho ng cách ng n nh t gi a 2 di m có cùng pha

dao d ng.

T i ngu i c m th du c nh ng âm thanh có bu c sóng

= 1,7cm ÷20m

C =

=

C

.

T

f

V n t c truy n sóng âm: C(m/s). Là d c trung

quan tr ng c a quá trình truy n âm . Khi môi tru ng khác nhau thì t c d truy n âm cung

khác nhau.

V n t c truy n sóng âm ph thu c vào môi tru ng & d ng c a sóng âm lan truy n

trong dó .

Ví d : t = 0

C => V n t c truy n âm trong không khí là 330m/s. Trong nu c C =

0

1440 m/s. Khi t = 20

0

C. C

= 343m/s

không khí

- V n t c truy n âm còn ph thu c c u trúc c a v t li u

Ví d : Cây dàn

chi u ngang

Chiãö

u

daì

i

=> d t c ng hu ng t t nh t

Chiãö

u

ngang

2. Các do n v co b n do âm thanh theo h th p phân.

a. Công su t c a ngu n âm P(W):

Công su t c a ngu n âm là t ng s nang lu ng do ngu n b c x vào không gian

trong 1 don v th i gian

4

b. Áp su t âm: p[w/m

2

]

Khi sóng âm t i 1 m t nào dó, do các phân t c a môi tru ng dao d ng tác d ng lên

dó m t l c gây ra áp su t âm. Áp su t dây là áp su t du do sóng âm gây ra ngoài áp su t

khí quy n. Áp su t âm du c xác d nh theo công th c

P = .C.v (d i v i sóng ph ng)

Trong dó: [kg/m

]. M t d c a môi tru ng

3

C [m/s]: V n t c truy n âm

v [m/s]: V n t c dao d ng c a các phân t

Áp su t âm là 1 d i lu ng bi n thiên theo th i gian t i 1 di m b t k nào dó trong

tru ng âm. Tu vào th i di m : (b nén => P

, b kéo => P

). Trong tính toán ta tính

max

min

giá tr trung bình:

P

P

=

ma x

tb

2

Trong ph m vi âm nghe du c, áp su t âm trong kho ng 2.10

÷ 2.10

µbar

-4

2

chênh l ch 10

6

l n. Ðó là ph m vi r t r ng

(1 bar = 10

5

N/m

2

= 10

6

µbar)

c. Âm tr c a tru ng âm:

.C [kg/m

s]

2

[kg/m

3

]: M t d môi tru ng

C[m/s]: V n t c truy n âm

d. Cu ng d âm: I[J/m

, W/m

]:

Là s nang lu ng âm trong bình di qua 1 don v

2

2

di n tích d t vuông góc v i phuong truy n trong don v th i gian.

p

2

I = p.v =

.

c

Trong không gian h (sóng âm ch y) còn g i là không gian t do => cu ng d âm

gi m t l ngh ch v i bình phuong kho ng cách

I

I

=

r

p

4

r

2

Trong dó: I

là cu ng d âm cách ngu n b ng 1 kho ng cách r .

r

5

e. M t d nang lu ng âm: E[J/m

3

].

Là s nang lu ng âm ch a trong 1 don v th tích c a môi tru ng. Trong sóng âm

ch y (ch truy n di không có ph n x tr l i) thì

I =

P

2

E =

C

SC

2

M t d nang lu ng âm là m t d i lu ng vô hu ng và là 1 d c trung r t quan tr ng

trong tru ng âm khi hu ng c a sóng âm dã không bi t.

3. Các do n v do âm thanh theo thang lôgarít:

Trong ph m vi âm thanh mà tai ngu i nghe du c thì các don v trong h th p phân

thay d i trong ph m vi r t l n t 10

.10

l n. Vì v y mà tai ngu i và các d ng c âm h c

6

12

r t khó phân bi t, dánh giá âm thanh. M t khác s thay d i m t vài don v do trong h th p

phân thì tai ngu i không c m nh n du c. Vì v y trong âm h c ng d ng ngu i ta thu ng

dùng thanh lôgarít d do âm thanh.

a. M c cu ng d âm: L

(dB)

I

C m giác nghe to c a tai ngu i d i v i 1 âm không t l thu n v i cu ng d c a âm

I

dó. Khi cu ng d âm t I

=>I thì c m giác nghe to tang t l v i lg

. N u g i I là cu ng

0

I

0

d âm dang xét & I

là cu ng d âm c a ngu ng nghe c a âm tiêu chu n thì:

0

I

L

= 10lg

(dB)

I

I

0

V i âm tiêu chu n :I

= 10

-12

W/cm

2

và I

= 10

-4

W/cm

2

0

d

P

2

b. M c áp su t âm: Lp (dB)

. T I =

SC

P

L

= 20lg

(dB)

P

P

0

V i âm tiêu chu n

P

= 2.10

-5

N/m

2

, P

2.10 N/m

2

0

d =

c. M c m t d nang lu ng âm: L

(dB)

E

E

L

= 10lg

(dB)

E

E

0

- V i âm tiêu chu n: E

= 3.10

-5

J/m

3

, E

= 3.10

-3

J/m

3

0

d

M c âm - Ngu ng nghe: L

= 0 dB, L

= 0

I

P

- Ngu ng dau tai L

= 130 dB, L

= 140dB

I

p

6

- M c âm c a 1 s ngu n thu ng g p:

- Vu n yên tinh : 20 ÷ 30dB

- Ti ng nói th m xì xào (cách 1m) : 35dB

- Nói to :(60 ÷ 70)dB

- Phòng hòa nh c disco : 100dB

4. Ph âm:

- Âm thanh ch có 1 t n s g i là âm don. Trên th c t ch có d ng c duy nh t là

thanh la.

- Ph n l n các ngu n âm trong th c t là âm h n h p c a nhi u âm v i nhi u t n s

khác nhau g i là ph âm. Vì v y khi gi i bài toán v âm thanh c n bi t du c d c tính t n s

c a âm, nó cho bi t s phân b c a m c áp su t âm theo t n s .

Ð thu n ti n trong âm h c ngu i ta chia ph m vi t n s âm nghe du c thành các d i

t n s

M i d i t n s du c d c trung b ng các t n s gi i h n (f

là gi i h n du i, f

là gi i

1

2

h n trên). B r ng d i: f = f

- f

và f

=

f

f

1

2

tb

1

2

f

D i 1octave ( c ta):

(hay là 1 bátdô trong âm nh c)

=

2

2

f

1

125 250 500 1000 2000 hz và 4000 hz

Thu ng du c s d ng khi nghiên c u âm h c phòng khán gi và trong ch ng n.

f =

f

D i 1/3 octave

, D i n a ôcta là

=1,4

2

=

2

2

3

2

f

f

1

1

÷

÷

125 250 500 1000 2000 hz

160

200 320

400

1 octave

1/3 octave

hz

125 250 500 1000

5. Ðo âm thanh

a. Ðo b ng v t lý sau dó chuy n v do c m giác fôn c a tai ngu i ta dùng m ch chuy n d i

A, B, C, D

7

A ,B , C

Ð

K

M

K

A: M c th p: 0 ÷ 40dB

B: M c trung bình: 41 ÷ 70dB

C: M c cao: 71 ÷ 120 dB

D: M c r t cao: > 120 dB

M: Micro phôn

K: B khuy ch d i (tang âm)

L : B l c t n s

TG: Máy t ghi

MH : màn hình

PT

L

T G

MH

K

K

Máy phân tích âm thanh theo t n s có th ghi l i trên bang t ho c ghi l i trên màn

hình.

- Các âm thanh phát ra có âm thanh n d nh và không n d nh. Âm thanh n d nh

m c âm bi n thiên không quá 5 dB

Ví d : 125 hz (1 octave) => 63dB

250 hz => 61 dB

500 hz => 59 dB

II. Các d c trung sinh lý c a âm thanh

1. Ph m vi âm nghe th y

- V t n s : f = 16hz ÷ 20.000 hz

- V m c áp su t âm: L

= 0 ÷ 120 dB

p

- Ngu ng nghe: Gi i h n d u tiên mà tai ngu i c m th du c âm thanh.

- Ngu ng ch i tai:

- M c âm t i thi u d tai c m th 20 ÷ 30dB

8

2. Ð cao c a âm thanh: Ph thu c vào f:

Xét dao d ng c a 1 dây dàn

a

f

0

b

2f

0

c

3f

0

+ Khi dao trên toàn chi u dài, t n s dao d ng th p nh t, âm tr m nh t g i là âm co

b n. T n s f

g i là t n s co b n, quy t d nh d cao c a âm thanh. T n s f

g i là t n s

0

0

co b n, quy t d nh d cao c a âm thanh. T n s dao d ng 2f

, 3f

... d u g i là b i s c a t n

0

0

s co b n, âm c a chuong lag h a âm. H a âm càng nhi u, âm nghe càng du duong. Nhu

v y ta có:

+ f th p : 16 ÷ 355hz

+ f trung bình : (356 ÷ 1400) hz

+ f cao : (1401 ÷ 20.000) hz

3. Âm s c:

Âm s c ch s c thái c a âm du duong hay thô k ch, thanh hay rè, trong hay d c. Âm

s c ph thu c vào c u t o c a sóng âm di u hòa. C u t o c a sóng âm di u hòa ph thu c

s lu ng các lo i t n s , cu ng d & s phân b chung quanh âm co b n

- Cu ng d & m t d h a âm cho ta khái ni m v âm s c khác nhau.

+ Âm di u ch âm cao hay th p, tr n hay b ng. Âm di u ch y u ph thu c vào t n

s c a âm: f cao => âm cao, f th p => âm càng tr m.

4. M c to, d to

:

M c to, d to c a 1 âm là s c m nh c m giác do âm thanh gây nên trong tai ngu i,

nó ph thu c vào p & t n s c a âm. Tai ngu i nh y c m v i âm có f = 4000 hz & gi m d n

d u 20 hz

9

a. M c to: F Ðon v do: Fôn

C m giác to nh khi nghe âm thanh c a tai ngu i du c dánh giá m c to & xác d nh

theo phuong pháp so sánh gi a âm c n do v i âm tiêu chu n.

Ð i v i âm tiêu chu n, m c to có tr s b ng m c áp su t âm (do dB). Mu n bi t

m c to c a 1 âm b t k ph i so sánh v i âm tiêu chu n

- V i âm tiêu chu n

: M c to

ngu ng nghe là 0 Fôn ngu ng ch i tai là 120 Fôn.

- Cùng 1 giá tr áp su t âm, âm t n s càng cao => m c to càng l n.

B ng phuong pháp th c nghi m ngu i ta v du c b n d d ng m c to

Ngu ng ch i tai 120 dB

140

dB

120

100

80

60

40

Ngu ng nghe

20

hz

-20

100

20

500

1000

5000

10.000

b. Ð to: S: Ðon v Sôn

Khi so sánh âm này to hon âm kia bao nhiêu l n ta dùng khái ni m "d to"

Ð to là 1 thu c tính c a thính giác, cho phép phán doán tính ch t m nh y u c a âm

thanh.

M i liên h gi a Sôn & Fôn nhu sau:

S = 2

0,1(F-40)

Nhu v y n u m c to c a 1 âm = 40F => d to c a âm dó S = 1 Sôn

Khi m c to tang 10F thì d to tang g p 2

III. M t s tính toán âm thanh

Bài Toán 1:

Tính m c âm t i 1 di m cách ngu n âm 1 kho ng r (m)

L

L

A

P

N

N

A

r

r

A

1

10

ß

r

L

= L

+ 10lgF - 10lg - 20lgr -

A

P

1000

Trong dó: F: H s d nh hu ng c a ngu n âm

: góc kh i b c x c a ngu n l y nhu sau:

Khi ngu n b c x c không gian

thì = 4p -B c x trên 1 m t ph ng thì = 2p. B c x

n m g n góc nh di n thì = p, tam di n = p/2

F: H s có hu ng. Trong th c t ngu n âm b c x không d u theo các

P

2

hu ng. Tính có hu ng du c d c trung b ng h s có hu ng F =

h

P

h

2

t b

ß: h s hút âm c a không khí tra b ng

f 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000

dB

ß

Km

0 0,7 1,5 3 6 12 24 48

r (m): kho ng cách t ngu n d n di m A

L

: Công su t ngu n âm

P

Bài Toán 2:

L

L

B

A

B

r

A

N

1

r

r

2

r

- Sóng c u (ngu n diem): L

= L

- 20lg

(dB)

2

B

A

r

1

r

- Sóng tr (ngu n âm du ng): L

= L

- 10lg

(dB)

2

B

A

r

1

11

Bài Toán 3:

SL = L

+ L

1

A

Trong dó : + L

: M c âm c a ngu n âm l n nh t

1

+ L: S gia c a ngu n âm ,ph thu c vào hi u s L

và L

tra b ng

1

2;

L

- L

0 1 2 3 4 5 6 7 8 20

2

1

L

3 2,5 2 1,6 1,5 1,2 1 0,8 0,6 0

Ví d 1. Nguon 1 co L

= 70dB Nguon 2 co L

= 71dB Nguon 3 co L

= 69dB

1

2

3

Nguon 4 co L

= . 69dB

4

L

2-1

= 71 + 2,5 = 73,5 dB

A

L

2-1-3

= 73,5 + 1,5 = 75 dB

A

L

2-1-3-4

= 75 + 1 = 76 dB

A

L

= L

+ 10 lgn dB

A1-n

A1

Ví d 2:

L

= 90 dB L

= 85dB L

= 88 dB

1

2

3

Tính S L

S L

= 92 + 0,8

132

12

CHUONG 2: V T LI U & KHO NG CÁCH HÚT ÂM

I. H s hút âm

E

= E

+ E

t

fx

hâ

E

N u d t ß =

=> g i là h s ph n x âm thanh

fx

E

t

E

a =

=> g i là h s hút âm

há

E

t

Theo d nh lu t b o toàn nang lu ng thì

a + ß = 1. N u ß = 0 => a = 1 => v t li u hút âm hoàn toàn. N u a = 0 => ß = 1

=> VL ph n x âm hoàn toàn.

V i P

: Áp su t do kho ng cách nh t d nh theo hu ng nh t d nh

h

P

hte

: Áp su t âm trung bình theo m i hu ng kho ng cách dó

E

t

w

E

x

E

m

E

f

H s hút âm 2 d c trung cho kh nang c a v t li u và kho ng cách hút 1 ph n

âm thanh t i. Ð ây chính là d c trung tr ng nh t c a v t li u & kho ng cách, nó quy t

d nh s hình thành tru ng âm

+ H s a ph thu c vào góc t i : Khi = 0 => a l n nh t, khi = 90

0

=> nh

nh t.

+ H s hút âm ph thu c vào t n s c a âm t i (f

)

t

+ H s a ph thu c vào tính ch t co lý c a v t liêu (tr ng lu ng riêng, d r ng,

c u trúc)

+ H s a ph thu c vào thông s hóa h c.

II. M t s v t li u & kho ng cách hút âm

1. V t li u x p hút âm

a. C u t o:

G m v t li u x p r ng, các l r ng thông nhau & thông ra m t ngoài noi

s ng âm d p vào. Các khe r ng dan vào nhau trong v t li u, vách c a các khe r ng b ng

c t liêu c ng ho c dàn h i

13

o

o

o

o

o o

b. Nguyên t c làm vi c:

Khi sóng âm v i nang lu ng E

d p vào, không khí trong các

t

khe r ng dao d ng, nang lu ng âm m t di d ch ng l i tác d ng c a ma sát và tính nh t

c a không khí dao d ng gi a các l r ng. M t ph n nang lu ng âm xuyên qua v t li u kh

nang hút âm c a v t li u x p ph thu c vào d x p, chi u dày và s c c n c a không khí

* Ð x p c a v t li u là d i lu ng không th nguyên

V

caï

c

läù

khê

(

khäng

kãø

läù

khê

)

Ð x p =

Vcuí

a

máù

u

váû

t

liãû

u

* S c c n th i khí (s c c n khi th i 1 dòng khí qua m u VL)

P

r =

N.S/cm

4

v

d

Trong dó: P: Hi u s áp su t trên 2 b m t c a m u VL (N/cm

2

)

v: V n t c dòng khí th i qua khe r ng (cm/s)

d: Chi u dày c a v t li u (cm)

N u r càng l n, kh nang hút âm c a v t li càng nh .

* Chi u dày c a l p v t li u x p: d

Ð tránh chi phí th a khi b trí c u t o l p v t li u x p hút âm ta ph i xác d nh chi u dày d

260

kinh t . Khi r < 10 Ns/cm

4

thì d =

r

90

Khi r = 10 NS/cm

=> d =

4

r

N u v t li u x p d t tr c ti p lên b m t ph n x c ng thì: 80 < dr < 160 NS/cm

d h s

4

hút âm l n nh t.

N u phía sau l p v t li u x p có l p không khí thì:

40 < dr < 80 NS/cm

4

Trong th c t chi u dày d c n thi t, ngu i ta dã xác d nh cho s n các b ng.

14

Chú ý: Ð i da s v t li u x p hút t t các âm thanh có t n s cao.

2. Các t m dao d ng (c ng hu ng) hút âm:

+ C u t o: g m 1 t m m ng có th b ng g dán bìa, cáttông d t c d nh trên h su n g .

Phía sau t m m ng là khe không khí.

1 2

4

3

1. T m m ng

2. Su n g

3. M t c ng

4. Khe không khí

+ Nguyên t c làm vi c:

Khi sóng âm d p vào b m t c a k t c u. Du i tác d ng bi n thiên c a áp su t âm,

t m m ng b dao d ng cu ng b c, do dó gây ra t n th t ma sát trong n i b b n, nang lu ng

âm bi n thành co nang và nhi t nang d th ng n i ma sát khi t m m ng dao d ng.

Khi f sóng âm t i = f dao d ng c a t m => x y ra hi n tu ng c ng hu ng và lúc dó

kh nang hút âm c a v t li u l n nh t.

Uu di m: C u t o don gi n, g n nh b n lâu, h p v sinh. Ch ng m và ch ng các

tác d ng co h c t t. H ng hóc d s a ch a.

Nhu c di m: Ch hút âm t n s th p.

3.K t c u hút âm b ng v t li u x p d t sau t m d c l .

C u t o: Ph c t p hon t m dao d ng hút âm g m 1 t m m ng, trên có x r nh hay d c l .

Sau t m d c l có dán 1 l p v t li u ma sát d làm tang s m t mát nang lu ng âm (l p ma

sát có th là l p v i m ng, v i th y tinh). Gi a t m m ng và l p v t li u x p là l p không

khí.

15

3 2

1

5

4

1. T m m ng d c l

2. L p v i m ng

3. Khe không khí

4. L p v t li u x p

5. M t tu ng c ng

K t c u này có kh nang làm vi c nhu t m dao d ng hút âm và d di u ch nh d c

tính t n s hút âm. Kh nang hút âm c a k t c u ph thu c vào s l và d c tính c a l d c

trên t m.

* N u di n tích l d c l n và s l d c trên t m nhi u => k t c u làm vi c nhu t m v t

li u x p hút âm (T.e: T m d c l không có nh hu ng d n kh nang hút âm c a k t c u.

* N u di n tích l d c nh và s l d c ít => k t c u làm vi c nhu t m dao d ng hút

âm . N u thay d i di n tích l d c, chi u dày v t li u, khe h không khí thì kh nang hút âm

c a k t c u s thay d i. Nhu v y mu n k t c u hút âm t n s cao thì di n tích l d c

chi m < 15% thì k t c u hút âm t n s th p.

Uu di m: D di u ch nh kh nang hút âm.

Nhu c di m: C u t o ph c t p

4. L c ng hu ng hút âm

C u t o: Nó là th tích không khí kín

b i các m t tu ng c ng và thông v i bên

ngoài qua 1 cái c dài. C u t o có 2 ph n

+ L : Ðóng vai trò nhu d m không

khí d cho ph n không khí ch c dao d ng

d dàng có th hình tròn, vuông, da giác.

+ C l : Có chi u dài nh t d nh,

không khí trong b ng l thông v i không khí trong phòng qua mi ng l .

Khi c a sóng âm t i l n hon 3 kích thu c c a l thì không khí trong l có tác

d ng nhu 1 lò xo dàn h i. C t không khí trong c nhu 1 pít tông kh i lu ng m. Du i tác

16

d ng c a sóng âm t i, c t không khí trong c dao d ng lui t i nhu 1 pít tông, không khí

trong l vì không thoát ra du c và th tích l l n hon c nhi u nên nó có tác d ng nhu

m t d m dàn h i làm cho nang lu ng âm m t di d bi n thành co nang và nhi t nang

th ng nôi ma sát khi không khí trong c dao d ng. Khi t n s âm t i = f dao d ng riêng

c a l thì hirnj tu ng c ng hu ng x y ra => kh nang hút âm c a l l n nh t. Các l

c ng hu ng th này du c dùng t lâu trong ki n trúc d tang cu ng âm vang trong các

nhà th c .

Áp d ng nguyên t c hút âm này ngu i ta ch t o các nanen c ng hu ng. M i m t

l và th tích không khí phía sau du c coi nhu 1 l c ng hu ng. K t c u này hút âm

m nh nh t nh ng t n s nh t d nh.

1

2

3

1. T m d c l

2. L p v i

3. Khe không khí

Uu di m: K t c u này có h s hút âm cao r ti n d ch t o.

Nhu c di m: Ð c tính t n s hút âm không d u

17

1(vaí

i moí

ng)

(táú

m âuû

c läù

2)

3 khung

Ð nh n du c h s hút âm cao và d u trong d i r ng t n s ngu i ta làm k t c u

c ng hu ng b ng nhi u l p d c l d t song song v i nhau (k t c u hút âm ki u này du c thi

công cung van hóa và khoa h c Vacsava (Ba Lan)

5. K t c u hút âm don

:

Là nh ng k t c u du c ch t o d c bi t du i d ng t m r i, có d ng hình c u .... Hi u

qu hút âm c a k t c u này du c tang lên khi kích thu c c a chúng < ho c g n b ng bu c

sóng c a sóng âm t i nên g i là k t c u hút âm nhi u x . Khi nghiên c u c u t o c a

ch m hút âm ta th y: V làm b ng t m kim lo i, trong d t v t li u x p v i d = 12,5 ÷ 25

mm và thu ng du c treo nh ng d cao khác nhau trên nh ng ngu n n.

1. B n d c l

3

1 2

1. B n d c l

2. L p v t li u x p

3. Lò xo d treo

Chú ý: Ngu i và các d g trong phòng, các d ng c trong nhà d u là nh ng k t c u hút âm

don.

18

ÂM H C PHÒNG KHÁN GI

Chuong 3:

I. Yêu c u ch t lu ng âm h c d i v i phòng khán gi .

1.Ð nh nghia:

Phòng khán gi là m t phòng kín, có the tich tuong d i l n, b gi i h n b i các b

m t tu ng có tính ch t dã bi t. Có th dùng làm h i tru ng, gi ng du ng, bi u di n ca

nh c, k ch nói và có th hoà nh c ... V i hai ch c nang nghe và xem. V m t v t lý có

th coi phòng khán gi là he th ng không nh ng ch u s kích thích c a ngu n âm ma

con thuc hien nhung giao dong rieng ngay c sau khi ngu n âm dã t t.

2. Phân lo i:

a.Theo d c di m c a âm thanh:

+ Phòng nghe tr c ti p

+ Phòng nghe qua h th ng di n thanh (HTÐT)

+ Phòng nghe tr c ti p + HTÐT

b. Theo d c d i m c a ngu n âm:

+ Nghe ti ng nói: Rõ hay không rõ

+ Nghe âm nh c: Hay hoac khong hay

+ Nghe ti ng nói + âm nh c: Rõ + hay.

3. Ðánh giá ch t lu ng âm hoc

c a phòng khán gi

a.Ðánh giá chat luong am hoc theo ch quan:

R t ph c t p nên chia phòng khán gi theo ch c nang c a phòng theo 2 lo i:

* Lo i nghe ti ng nói: Là ch y u h i tru ng, gi ng du ng dây ch t lu ng âm h c c a

phòng du c dánh giá qua d rõ. Phong du c coi là d rõ t t khi ti ng nói hi u du c d

dàng: Ngu i nói không b giãn s c, ngu i nghe không b cang th ng. Ð rõ ph thu c

vào nhi u y u t :

+ Ð c di m c a phòng.

+ Ð c di m c a âm phát ra

+ S chú ý c a ngu i nghe.

Ð xác d nh d rõ ngu i ta dùng phuong pháp th c nghi m: ch n 100 âm ti t vô

nghia, r i r c, d c lên sân kh u, ngu i nghe ng i t t c các v trí trong phòng, ghi l i

các âm mình nghe du c (g i là d rõ âm ti t)

19

Säú

ám

tiãú

t

nghe

âæåü

c

Ð rõ âm ti t A =

x 100%

Säú

ám

tiãú

t

âoü

c

A = 85% : Phòng có d rõ r t t t Ð rõ câu 97%

A = (75 ÷ 84) % : Phòng có d rõ T t Ð rõ câu 95%

A = 65 ÷ 74 % : Ð t Ð rõ câu 90%

A < 65 % Không d t.

* Lo i phòng nghe âm nh c: Nghe hay và t o du c c m xúc. Vi c dánh giá r t

khó khan vì nó ph thu c vào nhi u y u t ch quan c a ngu i nghe vào n i dung và

trình d bi u di n c a dàn nh c. Vì v y mu n dánh giá chat luong am hoc ngu i ta d a

vào 3 ch tiêu:

+ Tính phong phú c a âm thanh trong phòng

+ Âm thanh phát ra rõ ràng và âm s c không d i

+ S cân b ng âm vang c a các nhóm nh c c t i m i ch ng i trong

phòng.

Vi c dánh giá chu quan cho phép l t lu n du c chat luong am hoc c a phòng

nhung không tìm ra phuong pháp thi t k 1 phòng có chat luong am hoc

t t.

a.Ðánh giá ch t lu ng âm h c c a phòng khán gi theo khách quan:

Có nhi u y u t t nh hu ng d n chat luong am hoc c a phòng khán gi nhu kích

thu c, hình dáng c a phòng, các gi i pháp k t c u, cách gia công các b m t trong phòng

v.v... M t phòng có chat luong am hoc t t n u thoã mãn các yêu c u sau:

+ Có d nang lu ng âm trên m i ch ng i c a khán gi (m i ch ng i có d rõ t t)

+ Âm vang c a phòng ph i phù h p v i m i kích thu c c a phòng và ch c nang

c a phòng .

+ T o du c tru ng âm thanh hoàn toàn khuy t tán, tránh du c các ho t d ng s u

(ti ng d i, hôi t âm...)

+ Có m t c u trúc thích h p v th i gian cung nhu m c âm gi a âm tr c ti p và

âm ph n x .

Tóm l i: Ch t lu ng âm h c c a phòng khán gi du c dánh giá:

a.Ð rõ

b.Ð khoách tán c a tru ng âm: ph thu c vào kh nang ph n x khuy t tán âm

thanh các b m t trong phòng.

20

ha hz

M

M t phòng du c coi là có d khu ch tán lý tu ng khi t i các di m trong phòng do

âm thanh d n t m i hu ng v i t n su t và cu ng d nhu nhau.

Th i gian âm vang thích h p.

Lp(dB)

{

80

- Th tích phòng

T(s)

- Ch c nang phòng

Có 3 co s lý thuy t d nghiên c u tru ng âm

- Lý thuy t sóng: Cho phép gi i thích chính

20

xác b n ch t v t lý c a các quá trình âm

t(s')

T(s)

thanh x y ra trong phòng. Tuy nhiên quá

trình này ph c t p và k ng k nh.

- Lý thuy t th ng kê: Cho phép lý tu ng

hoá các quá trình v t lý x y ra trong phòng và coi nang lu ng âm 1 di m trong

phòng b ng t ng nang lu ng c a các âm ph n x t i các di m dó và b qua tính ch t

sóng c a âm thanh.

- Lý thuy t âm hình h c: Theo lý thuy t này tru ng âm du c xét du i d ng t ng

công c a các tia âm (sóng âm thay b ng các tia âm). Các tia âm d ng theo quy lu t

quang hình h c cho phép xác d nh di m t i c a âm trên các b m t c a phòng.

II. Thi t k âm h c theo nguyên lý âm hình h c.

1. Nguyên lý âm hình h c:

Khi âm thanh t i m t b m t có kích thu c là a x y ra các hi n tu ng sau dây:

+ Khi a >> (1,5 ÷ 2) l n thi x y ra hi n tu ng ph n x d nh hu ng.Ðây là hi n

tu ng t t trong tru ng âm Ngu i ta l i d ng hi n tu ng này d thi t k các ph n x âm

b sung cho các di m xa ngu n âm.

21

X y ra hi n tu ng ph n x

+ Khi a ˜

khu ch tán. Ðây cung là hi n tu ng t t trong tru ng âm.

Q

+ Khi a << X y ra hi n tu ng nhi u

Q

x âm thanh. Ð ây là hi n tu ng x u trong tru ng âm lo i b .

Nguyên lý âm hình h c ch du c áp d ng khi a >> .

a. Thi t k b m t ph n x âm.

L

< 70 dB

Btt

L

= 70 dB

N

Att

B A

3m

N

N

o

* Ði u ki n d thi t k âm hình h c khi kích thu c các b m t a >>

o

= 17m

max

Ph n x d nh hu ng

f = 20 ÷ 20.000hz

khu ch tán t m t cong l i

c

=

.

f

Ví d : Có 2 âm t i m t ph ng .B m t

có kích thu c 3m; f

= 100 hz;

1

f

= 1000 hz.Tinh xem âm nào có th ph n x du c

3m

2

Ð i v i âm f

= 100 hz;

1

Tinh bu c sóng

=3,4m

1

340

=

=

3

,

4

m

a a

.

100

1

Không có ph n x vì bu c sóng c a âm t i > b m t (3m)

22

340

=

=

0

,

34

m

1000

2

Âm f

= 1000 hz m i có ph n x

2

* T i nh ng v trí xa ngu n âm, d rõ thu ng b gi m do các nguyên nhân sau:

+ S hút âm c a b m t.

+ S ph n t môi tru ng ngày càng tang lên nang lu ng âm chia nh trong quá

trình lan truy n. Ð kh c ph c hi n tu ng này c n thi t k nh ng b m t ph n x âm

tu ng bên, tr n. d c bi t là ph n tr n, tu ng bên g n b m t ph n x sân kh u, kích

thu c 5 ÷ 6m.

s'

A

Ngu n âm

Q

B

s

C

D

Xa sân kh u có th nh hon 2 ÷ 3m. B m t ph n x nên l y du ra 0,5m v m i phía.

b. Áp d ng nguyên lý âm hình h c d thi t k hình d ng phòng.

+ Hình d ng phòng:

+ Hình d ng phòng t t n u phòng t o du c s phân b d u d n nang lu ng âm có

d nang lu ng ph n xa d nghe rõ.

+ Ð i m t b ng hình ch nh t: Âm thanh

phân b tuong d i d u d n .T l m t b ng

N

R ng / Dài = 3÷ 5

* Khu v c tr ng không ph n x phía tru c

nh nh t.

M t b ng hình ch nh t

* Khi chi u r ng phòng l n c u trúc âm tr c

hình -1

ti p và âm ph n x ch ng i phía tru c

không t t,d t o thành ti ng d i.

+ M t b ng hình thang:

( H .2 )

* Khu v c ng i n m ngoài góc nhìn

phía sân kh u tuong d i nhi u, dây t n

Hình 2

s âm cao y u, phòng khán gi l n khu v c

này càng r ng.

23

* K t c u và thi công hình ch

nh t don gi n. Nên m t b ng hình ch nh t

áp d ng cho quy mô phòng v a và nh .

s

Ð kh c ph c góc nhìn ngoài góc 45

0

tru c sân kh u, rút ng n c ly ph n x ,thu ng c i

ti n m t b ng hình ch nh t thành m t b ng

Hình 3

hình qu chuông

+ M t b ng hình qu t:

Hi u qu âm thanh c a lo i m t b ng

này ph thu c vào góc f t o thành

gi a tu ng bên v i tr c d c c a phòng.

Góc

càng l n vùng tr ng không

f

Hình 4

có ph n x phía tru c càng l n

góc f = 22

0

t t nh t f = 10

0

.

* Lo i m t b ng này tu ng sau tuong d i

s

r ng. Ð tránh don di u, ki n trúc thu ng

x lý cong, khi dó chú ý d t tâm cong n m

xa sau sân kh u d tránh tiêu di m âm

Hình 5

ho c ti ng d i roi trên sân kh u , có th x

lý khu ch tán âm trên m t tu ng này.

* Ð c di m n i b t c a lo i m t b ng này là d m b o góc nhìn n m ngang t t.

Lo i m t b ng này ch a nhi u khán gi nh ng ch ng i l ch tuong d i nhi u.

- Do dó góc l ch f nên thi công ph c t p.

- T uu di m v nhìn và nghe, m t b ng này thu ng áp d ng cho nhà hát l n và v a.

Góc f càng l n càng ch a nhi u khán gi nhu ng ch t lu ng v âm kém. Ð kh c ph c

thi u sót này thu ng x lý khu ch tán trên 2 m t tu ng trên. (H.3)

+ M t b ng hình l c giác:(H.5)

Là m t b ng c i ti n t m t b ng

hình qu t c t b góc l ch sau.

s

Tru ng âm tuong d i d u, tang c ng du c

m c âm cho khu v c ng i gi a.

(H.5) N a tu ng bên phía sau ng n.

Hình 6

(H.6) N a tu ng bên phía sau dài

24

* So v i m t b ng hình qu t cùng th tích, m t b ng này b du c nhi u ch ng i

l ch, k t c u thi công ph c t p.

* Là lo i m t b ng có tru ng âm tuong d i d u. Thích h p v i phòng hoà nh c. Ð i

v i nhà hát thích h p cho lo i v a và nh .

+ M t b ng hình b u d c: (H.7)

* Do tu ng cong nên âm ph n x men theo

tu ng, t o thành tiêu di m âm, âm không d u.

* Lo i hình này ph bi n cho nhà hát ngoài

nhà (nh t là nhà hát c di n). Ð kh c ph c

Hình 7

thi u sót này ngu i ta t o thành nh ng l

xung quanh tu ng, tu ng ngan và lan can c a các l thi t k nh ng phù diêu l n ho c

x lý thành nh ng m t cong l i khu ch tán âm.

* So v i m t b ng hình qu t lo i này có uu di m l n v nhìn, không có ch l ch và

xa. Toàn b ch ng i d u có góc nhìn t t.

* Do uu di m v nhìn và phong cách ki n trúc d c dáo nên nhi u ngu i thích dùng.

* Có th x lý n a tru c tu ng bên th ng và thi t k c t du ng kính l n (50cm) t o

thành l i di d c tu ng sau d tang d khu ch tán âm.

o

2. Tránh các hi n tu ng x u v âm h c:

a. Hi n tu ng ti ng d i: Âm tr c ti p

và âm ph n x d n tai ngu i có nh ng kho ng

N A

chênh l ch v th i gian nh t d nh.

N u kho ng chênh l ch v th i gian

này nh hon không gi i h n thì ti ng nói

du c tang cu ng thêm và d rõ tang thêm.

N u kho ng chênh l ch dó l n hon kho ng

gi i h n thì s t o thành nh ng

s

ti ng d i d n d n ch t lu ng âm h c c a

M t c t

phòng x u di. Kho ng gi i h n ph thu c

vào m c dích s d ng phòng và d ng c a

sóng âm. Ví d : Ð i v i ti ng nói là 50ms,

M t b ng

Ð i v i âm nh c là 100 ÷ 200ms.

s

* Có th nh n bi t nh ng y u t gây ra

hi n tu ng ti ng d i:

25

+ Nh ng vùng dánh d u trên m t c t và m t

b ng có th sinh ra hi n tu ng ti ng d i.

+Ti ng d i do hai m t tu ng song song có kh nang ph n x cao,sóng âm s ph n x

trùng l p. Vì th nên thi t k 2 m t tu ng bên l ch nhau m t ít (ch c n góc nghiêng là 5

0

nên x lý âm khu ch tán trên hai m t tu ng này.

+ Tu ng sau d gây ti ng d i.

+ M t tu ng sau th ng l n d kh i

don di u ta x lý cong d t o tiêu di m

âm.

Ð tránh tiêu di m âm, tâm cong

ph i sau sân kh u và nên x lý khu ch tán.

(Hinh 9)

Hình 8

Ð tránh hi n tu ng ti ng d i ph i

thi t k ph n x âm thanh thoã mãn di u ki n:

- NA + 17 = NO + OA

- Ð t v t li u hút âm

Hình 9

- H tr n

- Chia nh b m t

b. Hi n tu ng h i t âm thanh

:

s

Hi n tu ng âm thanh sau khi th c

N

hi n quá trình ph n x trên nh ng b m t

I

cong lõm có bán kính l n hu ng v

phía ngu n âm. T i tiêu di m âm có cu ng d r t l n

làm cho tru ng âm phân b không d u, âm nghe

gián do n, mo h . M t cong lõm trên tr n nguy

a'

a

hi m nh t khi bán kính cong b ng chi u cao

c a phòng, lúc dó tiêu di m âm ro i dúng

vào vùng ch ng i c a khán gi . N u r > 2h

S

O

thì tiêu di m âm ít nguy hi m.

Ð tránh tiêu di m âm ta chú ý:

26

F

S

S

F

Ð t

Ð t H i t

R t x u

- Không thi t k b m t cong lõm có r l n hu ng v phía ngu n âm.

- Chia nh b m t cong lõm thành b cong l i.

h

- Tang bán kính cong r > 2h ho c

r

<

2

c. Âm di men phòng:

Do tu ng cong lõm nên âm ph n x thu ng di

men tu ng, làm tu ng âm không d u.

S

III. Thi t k t o tu ng âm khu ch tán:

1. nh hu ng c a tru ng âm khu ch tán d n

ch t lu ng âm thanh. Tru ng âm khu ch tán có nh hu ng r t l n d n ch t lu ng âm

thanh trong phòng. Ð khu ch tán càng cao thì âm thanh nghe càng sinh d ng và h p

d n. Tru ng âm khu ch tán có ý nghia:

- T o ra d d ng d u l n v m c âm các ch ng i.

- Tru ng âm khu ch tán t o s tang gi m m c âm t i các ch ng i tuong d i d u

d n, không có tang và gi m m nh.

- Làm cho âm thanh trong phòng tr thành du duong, m cúng.

2. Yêu c u v tru ng âm khu ch tán

:

Phòng du c coi là có d khu ch tán cao, n u t i m i v trí c a phòng áp su t âm g n

nhu nhau: L

= L

= L

d ng d u m c âm.

A

B

C

* T i 1 v trí âm ph n x d n t nhi u hu ng v i xác su t nhu nhau và âm n ti p

nhanh sau âm kia.

* Yêu c u khác nhau d i v i phòng khán gi có ch c nang khác nhau.

79 79

* Yêu c u cao nh t v kh nang khu ch tán là phòng hoà nh c.

76

78

78

* phòng nghe ti ng nói yêu c u th p hon.

80

76

* Ð xác d nh tính khu ch tán c a ngu n

78

77

76

âm Ðo m c âm các v trí khác nhau

Phân b âm thanh

77

76

trong 1 nhà th

27

3.Các bi n Pháp t o tru ng âm khu ch tán

:

a. Phân chia các b m t theo c u t o chu k .

Các y u t hình tr , lang tr khu ch tán âm t n s trung và cao có hi u qu t t .

+ Các y u t góc vuông khu ch tán âm t n s th p t t. Khu ch tán âm trong d i

t n s r ng s có hi u qu t t khi các y u t này trên các b m t tu ng và tr n > 2m

và sâu hon m t vài cm.

+ T o ra nh ng b m t trong phòng có kích thu c x p x bu c sóng c a sóng âm

a ˜ .

Ð i v i âm h c phòng f = 100 ÷ 400 hz = 1,36 ÷ 3,4

+ Khi ch n kích thu c c a b m t phân chia n u l y nh quá (du i vài ch c cm)

thì không có ý nghia trong vi c t o tru ng âm khu ch tán.

+ Kích thu c a, B, d l y theo bi u d .

+ Kích thu c b m t thay d i theo 2 chi u không gian, 3 chi u không gian.

Hút âm a l n

Ph n x âm a nh

b. B trí v t li u hút âm

:

B trí v t li u có h s âm khác nhau trên các b m t

luân phiên. Thông thu ng là các tu ng bên ho c các m ng phân tán trong phòng.

Trong m t phòng thì vi c b trí v t li u hút âm r i rác khu ch tán âm thanh t t

hon vi c b trí v t li u hút âm t p trung.

I. Thi t k phòng khán gi theo th i gian âm vang:

1.

Âm vang

:

Hi n tu ng âm thanh còn ngân dài khi ngu n âm ng ng tác d ng g i

là âm vang.

Theo quan di m sóng (âm v t lý) thì âm vang là quá trình t t d n c a nh ng dao

d ng còn du c a các ph n t không khí trong phòng khi ngu n âm ng ng tác d ng.

Quá trình này là t ng h p vô s nh ng dao d ng t do c a các ph n t không khí

trong phòng.

28

2.Th i gian âm vang: T(s).

A

Xét vi c b sung nang lu ng âm

S

r

di m A trong phòng. Khi

r

f1

f2

ngu n âm S phát ra A nh n du c

âm tr c ti p SA và nang lu ng âm

A b t d u tang lên theo th i gian khi nó nh n các ph n x âm r

< r

< r

...

f1

f2

f3

Ð n m t lúc nào dó ngu n âm v n phát

E(J/m3)

ra âm thanh nhu ng nang lu ng âm

E

E

=

10

6

0

E

a

A không tang n a d t du c s

E*

cân b ng: E

= const. N u t t ngu n

A

t(s)

T

âm lúc này thì âm tr c ti p t t tru c,

sau d n các âm ph n x nang lu ng

âm A gi m. Quá trình thu nh n âm thanh

Lp(dB)

trong phòng chia làm 3 giai do n:

L

0

+Giai do n 1: Giai do n tang nang lu ng

âm do nang lu ng âm du c b sung

L*

liên ti p t các ph n x x y ra nhanh.

t(s)

T

+Giai do n 2: Giai do n nang lu ng âm

trong phòng d t tr ng thái n d nh.

+Giai do n 3: Giai do n nang lu ng âm b gi m di (x y ra ch m hon lúc tang).

Ð nh nghia:

Th i gian âm vang là th i gian c n thi t d m t d nang lu ng âm gi m

di 10

6

l n hay m c nang lu ng âm gi m di 60dB so v i tr s n d nh trong quá trình

t t d n t do c a nó khi ngu n âm ng ng tác d ng.

Ý nghia:

+ V m t v t lý: T cho bi t t c d t t c a âm thanh trong phòng.

+ V m t c m giác nghe âm: T ng n nghe rõ nh ng âm thanh khô khan, không

t t cho phòng nghe âm nh c. N u T dài thì m c d che l p l n âm thanh nghe không

rõ, nhung âm nghe m và du duong. R t t t cho phòng nghe âm nh c nhung không

t t cho phòng ti ng nói. Ðây là 1 y u t quan tr ng d dánh giá ch t lu ng âm thanh

trong phòng.

2.

Các y u t nh hu ng d n T:

Có nhi u y u t nh hu ng d n th i gian âm vang:

a. Hình dáng, th tích c a phòng V(m

3

).

b. Ð c di m hút âm c a phòng:

29

o

S b trí v t li u hút âm

o

Lu ng hút âm c a phòng A(m

3

)

c. T n s c a âm thanh.

d. Ch c ang c a phòng.

3. Công th c xác d nh th i gian âm vang:

a.

Công th c c a Sabin:

Tác gi d a vào hai gi thi t d thành l p phát tri n âm vang.

+ trong phòng, âm thanh phát ra cho d n lúc d t du c tr ng thái n d nh, nang

lu ng âm thanh m i di m trong phòng d u nhu nhau (tru ng âm khuy t tán)

+ Sau khi ngu n âm ng ng phát nang lu ng âm t t d n d u d n (tru ng âm hoàn

toàn khuy t tán)

0

,

16

V

0

,

161

V

.

T a

=

(

s

)

=

.(

s

)

A

S

.

Khi V tang T tang

A

a

=

v i

S

T b

Khi A gi m T tang

t g

3

V i V (m

): Th tích c a phòng

3

A (m

): Lu ng hút âm c a phòng

3

b. Công th c c a Eyring: a

> 0,2

tb

0

,

16

V

T

=

(

s

)

-

-

a

S

ln(

1

)

tb

Trong dó:

a. S: T ng di n tích các m t b ng trong phòng khi phòng có V > 2000m

3

và t n s cao thì ph i k thêm lu ng hút âm c a k

2

0

,

16

khi dó:

(1)

T

=

A

+

4

mv

0

,

16

V

= (2)

và

T

-

-

+

S

ln(

1

2

tb

)

4

mv

Trong dó:

* m là h s hút âm c a k

.

2

A = A c d nh + A thay d i + A ph

* A: T ng lu ng hút âm

30

* A

: Lu ng hút âm c d nh (tr n, tu ng...)

CÐ

n

A

=

[ m

]

a

i

.

si

2

CÐ

=

1

* A

: Lu ng hút âm thay d i trong phòng

TÐ

= a

. N

+ a

. N

A

TÐ

n

u

g

g

b. a

: Lu ng hút âm c a m t ngu i ng i

n

c. N

: s ngu i có m t trong phòng

u

d. a

: Lu ng hút âm c a m t gh .

g

e. N

: S gh không có ngu i ng i.

g

f. A

: Lu ng hút âm ph do có khe h các l dèn và do s dao d ng

ph

c a k t c u.

* Khi s d ng phuong trình âm vang ta c n chú ý v không gian ng u h p. Ðó là

nh ng khôn ggian thông su t nhau nhung d l n khác nhau và ch c nang âm h c cung

khác nhau và n i v i nhau b ng m t c a l n.

h

b

- Trong không gian ng u h p do th tích, v t li u c a các không gian không

gi ng nhau nên ph i tính riêng.

+ Ð i v i phòng khán gi và sân kh u khi tính th i gian âm vang cho phòng khán

gi l y h s hút âm c a mi ng sân kh u thay th cho s t n t i c a

sân kh u

.

+ Ð i v i không gian chính c a phòng khán gi v i không gian du i ban công thì

N u b > 2h ta ph i phân thành hai không gian riêng bi t và l y h s hút âm c a mi ng

ban công thay cho s t n t i c a ban công. N u b= 2h thì coi nhu m t không gian d

tính

5.

Th i gian âm vang t i uu: T

(1)

tn

a. Th i gian âm vang (T) có ý nghia:

31

- Cho bi t t c d t t c a âm thanh trong phòng.

- Là d i lu ng v t lý có th tính toán du c, có m i liên h v i các thông s V, A

c a phòng

- Giúp cho vi c camr nh n, dánh giá ch t lu ng âm thanh phòng. \

N u T ng n quá âm thanh nh

N u T dài quá âm kém rõ

Nhu v y s t n t i m t ch s T sao cho d rõ không b gi m mà âm nghe

v n du duong. m t khác tr s dó cung không gi ng nhau d i v i t ng lo i phòng

và V c a chúng

CLAT d du duong

d rõ

T

T(s)

tn

T

ph thu c vào nhi u y u t :

tn

+Ph thu c vào V (m

) c a phòng.

3

+Ph thu c vào ch c nang c a phòng.

+Ph thu c vào t n s c a âm thanh.

b. Theo công th c kinh nghi m c a Clavil.

T

500

= K.lg.V

tn

trong dó: k là h s ph thu c vào ch c nang c a phòng.

T

tn500

2,2 1

2

2

1. Nh c giá du ng

1,8

1,6

2. Hoà nh c

3

1,4

3. K ch

4

1,2

4. Âm nh c

1

5

5. Chi u phim

0,8

6. Gi ng du ng

6

0,6

V

-

32

- Phòng ca nh c k = 0,41

- Phòng k ch nói k = 0,36'

- Phòng chi u phim, gd k = 0,29

hay tra T

500

b ng

bi u d .

tn

* Tinh T

= R. T

ftn

tn500

Chú ý:

Khi V > 2000 m

t c d t t ph thu c vào V không dãng k .Theo kinh nghi m ta

3

l y tr s T

= 1,48s (nh c hi n d i); T

= 1,54s (nh c c di n); T

= 2,07s (lãng mãn

tn

tn

tn

tr tình); T

=1,7 (chung cho t t c các lo i âm nh c); V< 300 m

T

= 1s

3

tn

tn

1,6

1,4

1,2

1

0,8

f

100

500 1000 2000

V i R hi u ch nh theo bi u d

N u f = 500hz R = 1

Ð i v i phòng V nh l y vùng g ch chéo du i. N u phòng V l n thì l y vùng

g ch chéo trên hay xác d nh R theo b ng

f (hz) 125 500 1000 2000

R 1,4 1,1 1 1

6. Thi t k phòng d m b o âm vang.

a. Yêu c u c n thi t k : T

= T

ftn

± 10%

pf

+ Ð i v i phòng khán g i yêu c u ch t lu ng cao thì tính cho 6 gi i t n s :

125, 250, 500, 1000,... 4000

+ Ð i v i phòng khán gi yêu c u ch t lu ng trung bình thì tính cho 3 gi i

t n s T

125

, T

500

, T

2000

.

tn

tn

tn

+ Ð i v i phòng nghe ti ng nói T

= 500hz

tn

33

Ttn

T

hz

125

500 1000 2000

Khi lu ng khán g i trong phong thay d i thì lu ng hút âm thanh trong

phong cung thay d i theo t dó làm thay d i th i gian âm vang c a phòng ngu i

ta ph i tính các m c ch a thông d ng nh t (100% và 75%).

+ Ð i v i các phòng yêu c u ch t lu ng cao, ngu i ta c g ng gi m thay

d i lu ng hút âm b ng cách s d ng các gh có h s hút âm g n b ng c a ngu i

c.Các bu c thi t k .

Bu c 1:

+ Xác d nh th i gian T

can c vào kh i tích và ch c na g c a phòng

tn500

+ Xác d nh th i gian: = R.T

tn500

+ L p bi u d : T

± 10%

tnf

Bu c 2:

+ Xác d nh h s hút âm trung bình(a

)theo các t n s khác nhau

tb

0

,

16

V a

()

ln

1

- .

a

=

T

S

t b

t b

f

t n

Bu c 3: + Tính lu ng hút âm c a phòng

Xác d nh:

=

-

=

=

+

A

A

A

A

a

N

Q

.

N

f

f

f

c d

t d

y c

n

n

y

g

Bu c 4: B trí trang âm cho phòng khán gi

Ph i l a ch n và b trí v t li u hút âm sao cho lu ng hút âm g n b ng lu ng hút

âm

yêu c u.

Tr n ph n x

K/T âm hút âm

34

+Tr n các m ng tu ng, tr n g n ngu n âm lu ng b trí v t li u có d c ng cao và

du c thi t k theonguyên lý âm hình h c. Nên c u t o cá hình l i trong phòng.

+ các ph n tr n cu i phòng c n b tri các v t li u hút âm

+ Tu ng h u có th gây ra các hi n tu ng x u nên ph i b trí các v t li u hút âm

m nh và d ng d u.

+ Lu ng hút âm c d nh yêu c u du c b trí 2 tu ng bên theo nguyen t c t o các

d i hút âm và ph n âm sen k nhau nh m d t d n d khuy ch tán âm n d nh

Bu c 5: Ki m tra.

+ Xác d nh lu ng hút âm tính toán c a phòng thi t k : A

tkf

A

=

A

+

A

tkf

cdf

tdf

+ Xác d nh th i gain âm vang thi t k T

và so sáng nó v i T

± 10%

tkf

tnf

N u không d m b o thì chúng ta ph i thay d i v t li u hút âm và thay d i di n

tích hút âm.

Thi u

Th a

500Hz

Bu c 6: Hi u ch nh công trình.

+ Ð o d c, ki m tra.

+ Hi u ch nh, b trí v t li u hút âm

Ví d : Tính t ng lu ng hút âm, l a ch n và b trí v t li u hút âm cho gi ng

du ng 500 ch ng i. cho bi t V= 3240m

.

3

Kích thu c cao x r ng x dai = 9.15.24 (m) T ng di n tích t t c các b m t trong

phòng S = 1389 (m

). Phòng không có các khe tr ng ph c t p, b qua lu ng hút âm b

2

sung.

GI I:

1. Tính T

500

= K.lgV 0,29.lg3240 = 1,02s. gi ng du ng yêu c u d rõ là ch y u t c R

tn

= 1. th i gian âm vang t t nh t c a các t n s d u b ng nhau T

500

=

T

125

=

T

2000

.

tn

tn

tn

2. Tính tính h s hút âm trung bình c a các t n s .

+ Ð i v i các t n s 125 và 500 hz dùng công th c:

0

,

16

V

0

,

16

.

3240

=

=

T a

-

S

ln(

1

-

a

)

1389

ln(

1

-

)

tb

t b

35

Thay T

=

T

= 1,02 vào ta có

tn500

tn125

0

,

16

.

3240

1,02 =

a

=

a

=

0

,

31

500

125

-

1389

ln(

1

-

a

)

t b

t b

t b

+ Ð i v i f = 2000hz ta dùng công th c:

0

,

16

V

T

=

-

S

ln(

1

-

a

)

+

4

mV

tb

Trong dó m là h s hút âm c a không khí 20

o

C và d m f = 80%

Thay s vào ta có

0

,

16

.

2340

=

a

=

1

,

02

0

,

28

-

1389

.

ln(

1

-

a

)

+

4

.

0

,

0025

.

3240

tb

t b

2.Tính lu ng hút m c a phòng.

+ Ð i v i f = 125 &500 hz ta có:

A

=S.a

1389.028 0,31 = 435 m

2

125

tb125

A

=S.a

1389.028 0,31 = 435 m

.

2

500

tb500

Ð i v i t n s 2000hz ta có:

A

= S.a

2000

= 1389.0.28 = 392m

2

2000

tb

3. Tính lu ng hút m thay d i.

Gh ng i trong giang du ng là gh d a b ng g dán

Ð i tu ng hút âm

H s hút âm

125Hz 500Hz 2000Hz

Gh b ng g dán 0,07 0,081 0,082

H c sinh ng i trên gh 0,2 0,31 0,41

• Ð i v i t n s 500hz. xác d nh A

v i 4 tru ng h p có m t c a h c sinh 0%,

td

50%, 70% và 100% tuong ng v i 0, 340, 480, và 650ngu i.

• Ð i v i f = 125 và 2000hz xác d nh A

khi 70% h c sinh có m t.

td

A

c a t n s 500hz.

td

= N. a

A

500

td

Ð i tu ng hút âm N a

t d

0% 50% 70% 100%

Gh d a g dán 0,081 48,6 24,2 14,5 0

H c sinh ng i trên gh 0,31 0 92,6 130 186

A

c a n u i và gh 48,6 116,8 144,5 186

td

36

A

c a f = 125,500 v à 2000 khi 70% h c sinh có m t

td

Ð i tu ng hút âm

125 500 2000

S lu ng d i tu ng N a Na a Na a Na

Gh d a g dán 180 0,07 12,6 0,081 14,5 0,082 14,8

H c sinh ng i trên

gh 420 0,2 84 0,31 130 0,41 172

A

c a ngu i và gh 96,6 144,5 186,8

td

4. Tính lu ng hút âm c d nh A

khi 70% h c sinh có m t (b qua lu ng hút âm b

cd

sung)

+ Ð i v i t n s 125hz.

=

-

=

-

A =

A

A

435

89

,

6

338

,

4

m

12 5

125

125

2

c d

td

+ Ð i v i f = 500hz

=

-

=

-

A =

A

A

435

144

,

5

290

,

5

m

500

50 0

5 00

2

c d

t d

+ Ð i v i f = 2000hz

=

-

=

-

A =

A

A

392

186

,

8

205

,

2

m

2000

200 0

20 00

2

c d

t d

5. ch n v t li u và b trí trang âm

B NG CH N V T LI U VÀ B TRÍ TRANG ÂM

Di n

125hz 500hz 2000hz

STT B m t V t li u và kho ng

tích

a

Sa

a

Sa

a

Sa

cách hút âm

m

2

1 Tr n phía tru c V a vôi trên lu i 200 0,04 8 0,06 12 0,04 8

2 Tr n sau G ván 1cm, dáy

du i sàn g 5cm 240 0,3 72 0,2 48 0,1 24

G ván 1cm, dáy trên

3 Tu ng phía

tru c

sàn g 4cm 118 0,18 21,24 0,19 22,4 0,12 14,16

4 Tu ng b o v Trát v a quét son ph n

66 0,01 0,66 0,02 1,32 0,02 1,32

xá âm d n tr n

T m nhôm 1cm, cách

tu ng cm, x lý

5 Tu ng 2 bên

226 0,3 67,8 0,1 22,6 0,04 9

trên

khuy t tán âm, ph n

trên tu ng b o v

37

G dán 1cm d óng

6 Tu ng sau b ng

trên su ng g cách

93,1 0,3 27,93 0,2 18,8 0,1 9,31

den

tu ng 5cm

7 Tu ng h u T m rôm ép trên

su n g 58,9 0,37 21,8 0,30

7 38,6 0,10

8 6,25

8 Sàn l i di Tr i th m cao su dày

5mm 120 0,04 4,8 0,08 9,6 0,03 3,6

9 B c gi ng Tr i th m cao su dày

5mm 45,8 0,04 1,83 0,08 3,6 0,03 1,37

10 C a s M hoàn toàn 140 0,9 12,5 0,9 12,5 0,9 125

11 C a di C a kính dóng kín 30,3 0,35 11,21 0,18 5,45 0,07 2,12

12 C a thông gió l tr ng có song s t 11,4 0,5 5,7 0,5 5,7 0,5 5,7

13 L dèn L tr ng 1 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25

A

t ng h p 368,21 313,29 210,07

cd

7. Ki m tra sai s :

-

368

,

21

345

,

5

=

=

<

A

.

100

%

8

%

10

%

1 25

345

,

5

c d

-

313

,

29

290

,

5

=

=

<

A

.

100

%

8

%

10

%

500

290

,

5

c d

K t lu n: sai s n m trong gi i h n cho phép v t li u và kho ng cách hút âm b trí nhu

v y là d t yêu c u.

V. nh hu ng c a c u trúc âm ph n x d u tiên d n d rõ.

1. Ð rõ và các y u t nh hu ng:

- Ð rõ ph thu c vào m c n trong phòng

K

: h s gi m d rõ do m c n trong phòng gây ra. Thu ng m c n không quá

N

(35÷40)dB

- Th i gian âm vang T h s K

T

Hình d ng kích thu c c a phòng: K

-

S

Công su t âm c a ngu n âm: K

-

P

Ð rõ = 96.K

.K

.K

.K

.%

N

T

S

P

Trong thi t k l a ch n các gi i pháp ki n trúc h p lý nên K

= 1 và tham kh o b ng

S

sau:

38

- M t b ng phòng hình qu t, hình ch nh t K

= 1

S

- Phòng l n, có tu ng + tr n lõm K

= 0,9

S

- Phòng bé, tru ng âm b ng kho ng cách ph n x âm: K

= 1,06.

S

K

: H s gi m rõ do m c âm trong phòng gây ra l y theo bi u d :

p

K

T

1

K

K

P

0,8

N

1

1

0,8

0,6

0,8

0,6

0,4

0,4

0,2

0,4

20

40

0,2 1

60

80

100

120

1

2

3

4

0,2

5

M c n

M c áp su t âm

Th i gian âm vang

c

b

a

K

: H s gi m d rõ do th i gian âm vang trong phòng (b)

T

K

: H s gi m d rõ do m c n trong phòng (c)

N

- C u trúc âm ph n x d u tiên nh hu ng d n d rõ chia làm 2 giai do n:

+ Giai do n 1: bao g m t t c các ph n x d n sau 50ms t o c m giác âm vang nhung

gi m d rõ nang lu ng âm này có ích.

Ð i v i ph n nang lu ng âm có ích không ch tang nang lu ng c a chúng có nh hu ng

d n d c u trúc v th i gian và m c d cung nh hu ng d n ch t lu ng âm c a phòng.

L

(dB )

p

Âm

tr c

Âm

ti p

tr c

5 ÷ 10

ti p

t(ms)

t(m s)

20 ÷ 30

15

10 ÷ 15

5

Cho ti ng nói

Cho âm nh c

C u trúc t t nh t khi nghe ti ng nói c a âm ph n x d u tiên (Q)

C u trúc ph n x d u tiên khi nghe âm nh c.

39

2. Các bi n pháp tang cu ng d rõ:

- Tang cu ng nang lu ng âm tr c ti p t o di u ki n d âm tr c ti p truy n t t nh t d n tai

ngu i nghe

+ Tang d d c c a sàn.

+ Ch n hình dáng phòng h p lý.

+ Chú ý tính d nh hu ng c a ngu n âm.

- N u T dài làm gi m T b ng cách d t v t li u hút âm d di u ch nh th i gian âm vang.

- Có nh ng bi n pháp ch ng n trong phòng.

- T o nh ng b m t ph n x g n sân kh u d du a ph n x âm ra ch ng i cu i phòng.

40

CHUONG IV: CH NG TI NG N TRONG THÀNH PH

I. Các ngu n n & phuong pháp dánh giá

Gi a ti ng n & âm thanh c n nghe không có gì khác nhau v b n ch t v t lý

nhung v khía c nh tâm lý & sinh lý có khác nhau. Ti ng n gây ra nh ng nh hu ng

b t l i v tâm sinh lý

1. Phân lo i ti ng n:

a. Theo du ng lan truy n:

- Ti ng n không khí: là nh ng ti ng n lan truy n trong không khí

- Ti ng n do va ch m: Là do nh ng v t th va ch m vào k t c u gây ra & du c

lan truy n theo k t c u

- Ti ng n k t c u: Là nh ng ti ng n theo k t c u nhà c a. V ngu n g c có th

là do không khí hay do va ch m

b. Theo th i gian tác d ng:

- Ti ng n n d nh: Là ti ng n có m c thay d i không quá 5dB. Ti ng n các

////

- Ti ng n không n d nh: Là ti ng n có m c thay d i vu t quá 5 dB (ti ng n giao thông)

- Xung: Ti ng n phát ra trong th i gian không quá 1s. Thu ng có cu ng d r t

cao (ti ng n khi d ng co ban d u làm vi c)

c. Theo t n s

: Ti ng n f th p = 300 hz

f cao: f = 300 ÷ 800 hz - f cao : f > 800 hz

d. Theo v trí tuong d i c a ngu n.

-Ti ng n ngoài là nh ng ti ng n t phía ngoài tác d ng vào trong

- Ti ng n trong: Là ti ng n do chính con ngu i & thi t b t o ra bên trong công

trình

2. Phuo ng pháp dánh giá

a. Ti ng n n d nh

: Sinh ra t các tr m bi n th , các máy móc TB

- T ng m c n: SL, dBA

- Ð ánh giá theo t n s L

f

(dB): 63 ÷ 8000hz (do theo d i 1/3 octa & 1 ôcta)

b. Ti ng n không n d nh (ti ng n giao thông v n t i)

- M c n tuong duong L

td

1

L

= 10lg (

) dB(A)

f

.

10

0

,

1

L

td

i

100

i

Trong dó: th i gian kh o sát tính b ng giây. Thu ng do trong 1800s (30 phút)

41

f

: Th i gian tác d ng c a m c n d i th i: tính b ng s % c a t ng th i gian tác

i

d ng.

L

: M c âm trung bình c a d i th i

i

M c n tuong duong là 1 m c n d nh dùng d thay th cho tác d ng không n

d nh c a ngu n n hay có th dùng công th c TN

L

= L

+ SD v i SD = D

+ D

+ D

+ D

A7

A7

1

2

3

4

V i D

, D

, D

, D

tra b ng: D

= 1 dB khi xe t i & khách 60%, D

= ± 1dB.

1

2

3

4

1

1

T c d 40km/h.

L'

: M c âm tuong duong c a dòng xe cách tr c du ng 7,5m c a do n du ng

A7

th ng và ph ng c a dòng xe có 60% xe t i và xe khách, t c d 40km/h l y theo b ng.

Cu ng d dòng xe 40% 60% 100%

M c âm tính toán 68 69 70 A

Và khi dó dùng công th c: L

= 46 + 11,8lgN + SD

A7

D

= +1dB khi d d c không b ng ph ng;

3

D

= +3dB khi có m t c a tàu di n

4

N là m t d dòng xe (xe/h).

V m t sinh h c ngu i ta coi nó tác d ng tuong duong bên con ngu i nhu tác

d ng không n d nh.

Ðánh giá ti ng n: Ð o m c âm thanh theo d ng t n s t i da theo dB. Ph m vi t 63 ÷

8000hz ho c dánh giá m c âm theo dB (A).

II. nh hu ng c a ti ng n. Tính ch t ti ng n cho phép.

1. nh hu ng c a ti ng n:

a. nh hu ng d n co quan thính giác:

- Gi m d nh y c m

- Làm cho ngu ng nghe tang

- B n ng tai, b di c.

b. nh hu ng d n h th n kinh:

- Gây ra s c ch .

- Gi m s t p trung suy nghi gây ra nh ng sao lãng khó ch u.

- B c b i, dau d u chóng m t.

- nh hu ng d n gi c ng .

42

Ví d : Khi L

= 35dB sau 15' ng say khi ti ng n tang lên 50dB sau 1h m i ng .

A

- Ti ng n làm gi m ch t lu ng cu c s ng.

c. nh hu ng h tiêu hoá

:

Chính ti ng n là nguyên nhân gây ra b nh vi êm loét d dày.

C n coi ti ng n là lo i hình gây ra ô nhi m môi tru ng và d b o v con ngu i kh i

tác d ng có h c n có tính ch t m c n cho phép.

2. Tiêu chu n ti ng n:

Ð d m b o di u ki n v sinh, di u ki n làm vi c c a con ngu i thì ngu i ta dua ra m c n

cho phép. M c n cho phép không ph i là m c n ti n nghi. Theo di u ki n v sinh:

* M c n cho phép là m c n du i tác d ng kéo dài c a nó không gây ra nh ng

bi n d i ph c t p trong các h th ng và b máy c a co th con ngu i. N u m c n th c

t nh hon m c n cho phép thì không gây nên nh ng bi n d i x u v m t sinh lý và v n

d d m b o du c di u ki n làm vi c và nghi ngoi.

Ð i v i m i nu c tu theo di u ki n kinh t k u thu t, ch c nang c a công trình

mà ngu i ta dua ra m c n cho phép khác nhau:

Vi t Nam:

+ Ð i v i nhà :

- Ngoài: - Ðêm: 40dB

- Trong phòng: - Ðêm: 35dB

- Ngày 55dB

- Ngày 50dB

+ Ð i v i gi ng du ng: 40dB

+ Trong các van phòng: 50dB.

III. Ch ng ti ng n thành ph

3.1 Phân lo i ti ng n:

1.

Ti ng n giao thông v n t i

:

Ti ng n trong thành ph ch y u là do ti ng n do

giao thông v n t i gây ra chi m t (60 ÷ 80)%

a. Ð c di m ti ng n c a giao thông v n t i

* M c n c a giao thông v n t i du c coi là m c n chung c a dòng xe ch y trên

du ng gây ra (m c n t ng c ng c a nhi u xe). M c n này ph thu c:

+ Cu ng d xe: S xe/h

+

Thành ph n các lo i xe ( xe tair, xe con, xe máy...)

+

V n t c xe (Km/h)

+ Ð c di m c a du ng

Ð c di m c a công trình hai bên du ng

+

43

*

M c n này thay d i vì ti ng n GTVT không ph i là ti ng n n d nh

b. Ð ánh giá m c n GTVT thông qua m t m c n khác tuong duong L

td

M c n tuong duong c a m t ngu n không ôn d nh th c ch t là m t m c n n

d nh cùng gây nh hu ng t i con ngu i nhu ngu n gây ti ng n chúng ta dang kh o sát

Ch s tính toán m c n tuong duong c a m t dòng xe thu ng du c kh o sat

b ng phuong pháp th ng kê ttrên co do m c n t i m t di m c th th i gian kh o sát 30

phút trong th i di m cao di m

7,5m

2. Ti ng n trong công nghi p.

- Ti ng n co khí

- Ti ng n va ch m

- Ti ng n khí d ng

3. Bi n pháp phòng ch ng ti ng n.

1) Bi n pháp quy ho ch ki n trúc

Ð ch ng ti ng n du ng ph và ti ng n công nghi p có hi u qu thì ph i s d ng

t ng h p các bi n pháp quy ho ch và kiên trúc

a). Quy ho ch vùng

- Khu n: 80dB

- Khu : 60dB

- Khu yên tinh: 50dB

Gi a các vùng này ph i có vùng d m và b trí h p lý và chia thành ph ra làm 4

khu v c theo d n:

Vùng 1: Vùng công nghi p( n nh t thành ph 80 d n 90dB)

Vung2: Trung tâm công c ng 70 d n 80dB. B trí ch búa, c a hàng, nhà

ga, b n xe.

Vùng 3: Vùng nhà khu dân cu; noi tuong d i yên tinh c a thành ph

Vùng 4: Ðây là vùng yên tinh nh t c a hành ph : 50dB ( b trí b nh vi n,

vi n nghiên c u, Phòng thu âm)

44

Trong khi quy ho ch c n chú ý d n hu ng gió - Hu ng gió nh hu ng d n s lan

truy n âm ngoài tr i(Cùng chi u âm lan truy n nhanh hon xa hon) B trí nhà máy

khu công nghi p nên b trí cu i hu ng gió.

b). Quy ho ch giao thông:

- L p m ng lu i giao thông h p lý

- S d ng bi n pháp quy ho ch ch ng ti n n trên toàn thành ph

Cao t c Ðu ng thành ph Ðu ng di b

Qu c l (T i nh , xe khách, xe cá nhân) Xe d p

(T i n ng)

Ngu n n:

• C dòng xe --> ngu n du ng khi kho ng cách gi a các xe S >20m

• T ng xe --> ngu n di m khi kho ng cách gi a các xe S> 200m

• Tru ng h p trung gian --> ngu n dãy, khi

Kho ng cách gi a các xe 20 = S = 200ngu n dãy kho ng cách gi a các xe tính

nhu sau:

S = 1000 V/N (m)

trong dó: V (Km/h) t c d chuy n d ng trung bình c a xe.\

N cu ng d xe (xe/h). s lu ng xe ch y trên du ng theo c hai

chi u.

2. Bi n pháp k thu t

:

a. S d ng dãi d t cách ly:

* Ngu n dãy:

( )( )

-

-

24

lg

s

30

,

2

24

lg

r

20

,

3

Khi r

= s/2 thì L = L

- L

=

2

2

A

B

-

24

lg

s

27

,

8

Khi r

> s/2 thì L = L

- L

= (15lg5r

- 33).

2

A

B

2

• Ð i v i ngu n di m: Ð gi m ti ng n L

A

r2 = 7,5m

r

2

45

r

L = L

- L

= k

20lg

(dB)

z

A

B

r

r

u

L

-

L

+

k

lg

lgz

=

v i k

= 1,5

A

B

r

2

u

k

20

u

* Ð i v i ngu n du ng: d gi m ti ng n L:

r

L = L

- L

= k

. 10lg

(dB)

2

A

B

n

r

u

L

-

L

+

k

10

lg

r

lgr

=

k

= 0,75

A

B

u

2

n

k

10

k: H s k d n s hút âm c a m t du ng:

- Ð i v i m m t tr n: k

= 1

n

- M t d t ph nh a du ng: k

= 0,9

n

- M t d t tr ng c : k

= 1,1.

n

b. S các bi n pháp cây xanh d ch ng n:

Cây xanh tr ng gián do n

r

B

A

2

r

B

A

B

A

B

1

1

1

2

2

3

r

2

* Cây xanh l p d y kho ng tr ng

r

Ngu n di m: L = L

- L

= K

20lg

2

A

B

z

r

u

r

Ngu n du ng: L = L

- L

= K

10lg

2

A

B

z

r

u

V i K

= 1,5 v i l p cây xanh tr ng xen k ,

vòm lá r ng, có cây th p tr ng xung quanh

z

K

= 1,2 => l p cây xanh mang tính ch t công viên r ng

vòm lá trung bình, có cây th p

z

xung quanh

46

*Dãi cây tán lá r ng du i g c cây có cây b i th p du i tán lá

= 5n

- Tác d ng: - H th p ti ng n

- Có s ph n x âm m i dãy cây

- Do s hút âm và ph n x âm c a tán lá.

r

Ngu n di m: L = L

- L

= k

20lg

+

1

,

5

n

+

ß

Bi

n

2

A

B

u

r

=

i

1

u

r

Ngu n du ng: L = L

- L

= k

10lg

+

1

,

5

n

+

ß

Bi

n

2

A

B

n

r

=

i

1

u

Trong dó:

n: S lu ng các dãy cây

1,5: Do ph n x m i dãy cây gi m

Bi (m) b r ng c a dãy cây th i

ß: H s h th p m c âm (dB/m) tra b ng 6-3.

Ví d : R ng lá r m: ß = 0,12 ÷ 0,17

R ng cây dày d c, vòm lá r m: ß = 0,25 ÷ 0,35.

Ngu n dãy:

( S

24

lg

S

-

30

,

2

)(

24

lg

r

-

20

,

3

)

Khi r

< S/2: L = L

+ L

= K

+

+

ß

1

,

5

n

B

2

2

A

B

n

-

24

lg

S

27

,

5

i

V

S: kho ng cách gi a các xe: S = 1000

(m)

N

n

Khi r

> S/2: L = L

- L

= K

(15lgS

- 33,3) + 1,5n + ß

B

2

A

B

n

r2

i

1

c. S d ng màn ch n ti ng n

b

8

6

7

.

0

6

8

7

a

V t li u hút âm

3

7

5

.

0

1

2

5

47

Gi m t 5 ÷ 20dB

Khi lan truy n sóng âm s hình thành sau tu ng ch n m t vùng bóng âm. Trong

vùng bóng âm, sóng âm không b lo i tr hoàn toàn do tác d ng nhi u x c a sóng

âm các biên c a tu ng ch n

H

l

T

Lu ng sóng âm nhi u x sau tu ng ch n ph thu c vào kích thu c c a tu ng

ch n (H) và chi u dài bu c sóng c a sóng âm t i. Cùng m t tu ng ch n càng l n

H

2

vùng bóng âm càng h p. Chi u dài vùng bóng âm b ng:

=

l

(

m

)

4

T

48

Chuong V: Cách âm cho các k t c u

I. Ð ánh giá kh nang cách âm c a k t c u

1. Cách âm không khí

Có 2 phòng. Phòng I có m c n l n hon phòng II. Sóng âm t ngu n b c x vào không

khí và t i trên kho ng cách ngan cách kích thu c k t c u

dao d ng theo t n s c a sóng âm. Nhu v y k t c u ngan

I

cách tr thành ngu n âm m i b c x sóng âm vào phòng II.

3

Khi sóng âm t i trên b m t k t c u thì s cu ng b c

II

kho ng cách này dao d ng d ng th i có 1 b ph n s ph n

x vào không khí & 1 b ph n khác s xuyên qua k t

E

c u. H s xuyên âm T

=

E

x

0

t

E

t

N u g i R

là kh nang cách âm thì:

E

1

R

= 10lg

(dB) = 10lg

t

E

T

E

x

E

m

0

x

E

f

T: Xác d nh b ng TN

Th c t lu ng cách âm c a k t c u du c xác d nh b ng công th c:

S

'

R = L

- L

+ 10lg

(dB)

1

2

A

Trong dó: * L

: M c áp su t âm c a phòng có m c âm cao

1

* L

: M c áp su t c a phòng có m c âm th p

2

A = Sa

Si: Lu ng hút âm c a phòng cách ly (II)

i

S

'

(m

2

): Di n tích c a b m t ngan cách (3)

2. Cách âm va ch m:

40mm 500g

Dùng máy do m c âm trong phòng du i sàn khi

ngu n âm va ch m tiêu chu n tác d ng trên sàn. Máy va

10 0

II

ch m tiêu chu n, có 5 búa, m i búa n ng 500g cho roi t

do trên m t sàn v i t c d 10 búa trên 1s. T dó ta tính

du c m c áp su t âm va ch m quy d i du i sau:

A

L

= L

- 10lg

(

dB

)

0

v

II

A

L

: M c âm trong bình do phòng du i sàn các t n s giá tr L

càng nh thì

II

II

sàn cách âm càng t t.

49

A

Lu ng 10lg

là lu ng cách âm tang thêm do tác d ng hút âm c a phòng.

0

A

A

: Lu ng hút âm tiêu chu n A

= 10m

2

0

0

A: Lu ng hút âm c a phòng du i sàn

3. Qua th c nghi m ta th y r ng, sàn toàn kh i & sàn r ng n u ch có l p ch u l c v i

l p m t làm s ch thì không d ngan cách ti ng n va ch m. Do dó d ngan cách ti ng n

và ch m thu ng x lý 1 l p d m dàn h i trên m t sàn. Nh l p d m này, lu ng cách âm

c a sàn s du c tang thêm.

II. Tiêu chu n cách âm

Ph m vi t n s f = 100 ÷ 3200 hz theo d i t n s 1/3 c ta. Ch s cách âm không khí

du c g i là CK

R (dB)

1. K t c u ngan cách trong phòng cách âm không

có truy n âm gián ti p.

60

l

z

M t äú

t

2. K t c u cách âm th c t có truy n âm gián ti p

S z

Ðu ng tiêu chu n cách âm không khí theo

50

ISO. Khi

k t c u cách âm t t ch s cách âm

R

M xáú

u

40

va ch m là CV. Ch s cách âm không khí là CK.

30

hz

Ðó là ch s dánh giá cách âm không khí & cách

1 00

200

4 00

800

1600

3200

âm va ch m trong k t c u nhà c a t i f = 500hz. Ð xác d nh CK, CV c a 1 k t c u nào

dó ta v du ng L th c c a nó.

thì k t c u cách âm càng t i. Sau khi v du c du ng

L

th c t ta xác d nh sai s d a trên du ng tiêu chu n cách âm theo 2 di u ki n sau:

+ Theo d i t n s : Sai s x u l n nh t gi a 2 du ng (du ng th c t & du ng tiêu chu n)

d

= 8dB.

max

+ T ng sai s x u gi a 2 du ng Sd

= 32 dB

i

III. Cách âm không khí:

1. K t c u d ng nh t

: Là k t c u 1 l p ho c nhi u l p khác nhau nhung g n ch t vào

nhau, khi dao d ng toàn k t c u dao d ng cùng tr ng thái

a. Ð c tính t n s cách âm c a k t c u d ng nh t:

Có th phân thành 3 vùng khác nhau

50

Vùng I Vùng II Vùng III

C ng hu ng ph

6 dB/ cta

thu c d c ng c a

k t c u

Ph thu c kh i

Ð nh lu ng kh i

lu ng

lu ng

1 cta

+ Vùng I: Ph m vi t n s r t th p: Có th x y ra hi n tu ng c ng hu ng làm gi m dáng

k kh nang cách âm c a không khí. Kh nang cách âm c a k t c u ph thu c vào d

c ng.

+ Vùng II: Ph m vi t n s trung bình (& th p). Kh nang cách âm không khí c a k t c u

(R) ph thu c vào kh i lu ng c a k t c u:

R = 20lg p. f - 47,5 dB

Trong dó: p = f.h[kg/m

2

]: Kh i lu ng b m t c a k t c u.

+ [kh/m

3

]: Kh i lu ng r iêng c a k t c u.

+ h (m): Chi u dài c a k t c u (m)

+ f (hz): T n s

Theo d nh lu t kh i lu ng thì khi kh i lu ng tang g p dôi thì kh nang cách âm

tang 4 ÷ 6 dB

p

= 2 => R

6dB

1

p

2

Khi f tang g p dôi => thì kh nang cách âm tang 6 dB

f

= 2 => R

6 dB (1 c ta tang 6 dB)

2

f

1

+ Vùng III: Ph m vi t n s trung bình và cao. dây có th

x y ra hi n tu ng d c bi t g i là hi n tu ng trùng sóng và

kh nang cách âm c a k t c u gi m di vì k t c u b dao

d ng r t m nh nên tr thành ngu n âm cung c p b c x

sóng âm. T n s x y ra s trùng sóng g i là t n sóng t i h n f

. Sóng âm t i k t c u v i

gh

góc và bu c sóng , t n s f và t c d trùng sóng c thì nó gây ra s dao d ng cu ng

b c k t c u u n cong c a b n

, thì :

=

B

B

sin

51

B n có m c sóng u n riêng. N u

=

thì x y ra trùng sóng hay

=

góc = 0 ÷

u

B

u

sin

90

=> sin = 0 ÷ 1

0

C

2

Ta có công th c tính f

=

gh

1

,

8

C

h

1

V i C = 340 m/s

C

: V n t c truy n sóng trong v t li u làm b n m ng

1

h(m): Chi u dày c a k t c u.

Ð gi m kh nang cách âm trong ph m vi f

c a 1 k t c u ph thu c vào nôi

gh

ma sát c a v t th .

nh : Thép, nhôm, g ch b tông ng

l c tru c => R = 10 dB

N i ma sát

TB: G , t m v a trát R = 8dB

L n: Cao su, ch t d o R = 60dB

R

R

f

f

500

gh

B ng t n s gi i h n, s li u d xác d nh các di m B, C

V t li u c a K/C Kh i lu ng riêng T n s gi i h n

R

& R

(dB) f

(hz) f

(hz)

B

C

B

C

khichi u dài 1cm

Nhôm 2700 1300 29 6700/p 73700/p

Bêtông 2300 1800 38 1900/p 850000/p

G ch d c (tùy lo i) 2000 ÷ 2500 2000 ÷ 2500 37 17000/p 77000/p

Thép 7800 1000 40 21000/p 260000/p

G dán (tùy lo i) 6000 18000 27 5300/p 5300/p

T m trát 1000 4000

Bê tông x 29 6700/p 43000/p

Kính 2500 1200

Cao su 1000 85000

52

Trong ph m vi 1 c ta c a t n s gi i h n, kh nang cách âm c a k t c u gi m

dáng k vì th ph i thu k t c u ngan cách có f

n m ngoài ph m vi t n s tiêu chu n

gh

yêu c u ngan cách f

< 100 hz ho c f

> 3200 hz b ng cách c u t o thêm su n c ng d

gh

gh

tang thêm d c ng ho c x r nh làm m m k t c u

b. Lu ng hút âm trung bình c a k t c u d ng nh t:

R

+

R

+

....

R

R

=

1

2

n

tb

n

R

, R

....R

là kh nang cách âm c a k t c u d ng nh t nh ng qu ng d cao khác nhau.

1

2

n

n: S lu ng qu ng d cao tính toán

* Ð i v i k t c u d ng nh t, kh i lu ng P = 200 kg/m

2

R

= 13lgP + 13 dB

tb

* Ð i v i k t c u d ng nh t, kh i lu ng P = 200 kg/m

2

R

= 23lgP - 9dB

tb

c. Phuong pháp g n dúng d l p du ng d c tính t n s kh nang cách âm không khí

c a k t c u d ng nh t

- D ng to d

R (dB)

- Xác d nh kh i lu ng b m t P = h

6dB/octa

6dB/octa

- Ðu ng d ng tính, cách âm ABCDE

B C D

38

- Theo b ng xác d nh to d B &C

1octa

A

- T B nghiêng bên trái v 6 dB/octa

- T C v bên ph i 10 dB/octa

hz

10 0 20 0 4 00 8 00 16 00 32 00

2.K t c u nhi u l p:

a. Ð i v i k t c u nhi u l p có l p không khí trung gian

R

= 23lgP - 9 + 4R

. V i P = P

+ P

= 200 kg/m

'

2

tb

1

2

Ð i v i k t c u nhi u l p : R

13lgP + 13 + R dB

L p không

tb

khí trung gian

V i P = P

+ P

< 200 kg/m

& R lu ng cách âm tang thêm

2

1

2

Ð làm tang kh nang cách âm R c a k t c u mà không

làm tang kh i lu ng b m t thì ngu i ta có th c u t o k t

c u nhi u l p: Có th 2 l p, 3 l p.

Khi s d ng k t c u nhi u l p, ngu i ta ph i chú ý tránh

hi n tu ng c ng hu ng c a toàn b k t c u và có th tránh

220 110

50÷ 100

s hình thành sóng d ng trong các l p k t c u. Ð tránh

53

hi n tu ng c ng hu ng ngu i ta ph i t o ra s chênh l ch

v d c ng trong các l p k t c u.

- Nh i d y v t li u + A vào kho ng cách gi a các l p.

3. nh hu ng c a khe h , l h d n kh nang cách âm không khí R.

Khe, l h làm dáng k kh nang cách âm c a không khí. Do v y khi c u t o các k t c u

cách âm, ngu i ta ph i x lý kín các khe h .

4. Kh nang cách âm c a k t c u h n h p (c a, tu ng)

S

R

= R

- 10lg[1 +

(10

(R

- R

) - 1)]

0,1

e

th

t

t

e

ÐS

t

S

= S

+ S

0

tu ng

c a

R

, R

: lu ng cách âm c a tu ng và lu ng cách âm c a c a

t

C

5. nh hu ng kích thu c các khe h

:

Khi kích thu c các khe h càng l n thì nang lu ng âm truy n qua càng nhi u. Do

v y khi b t bu c ph i c u t o các khe h thì v i cùng 1 di n tích ta nên t ch c nhi u l

nh hon là m t l l n.

* Xác d nh t ng m c âm vào phòng

u

SL = 10lg

- 10lg A

Si

.

10

-

0

,

1

(

L i

R i

)

=

i

1

Trong dó: Si (m

2

): Di n tích b m t th 2

L

(dB). M c âm c a phòng phía sau b m t th 2

i

R

Kh nang cách âm không khí c a k t c u th i

i

A: Lu ng hút âm c a phòng

Do v y, v m t nguyên t c khi b trí các k t c u ngan che c a phòng thì nguyên t c thì

nguyên t c ph i thi t k sau cho kh nang cách âm không khí c a k t c u phù h p v i m c

âm phía sau c a k t c u dó

IV. Cách âm va ch m

1. Ð c di m c a truy n âm va ch m

Khác v i cách âm không khí, cách âm va ch m truy n vào bên trong k t c u, có kh

nang truy n âm nhi u hon so v i không khí. Do v y quá trình t t d n c a âm va ch m r t

ch m, nên kh nang lan truy n c a nó r t xa.

54

2. Nguyên t c t ch c cách âm:

Khi âm va ch m truy n theo k t c u => do v y vi c tang chi u dày c a k t c u thì

không làm tang dáng k kh nang cách âm va ch m. D a vào 2 nguyên t c d t ch c cách

âm.

a. Làm gi n cách du ng truy n âm ho c làm nang lu ng âm trên du ng truy n

b. Làm gi m ho c tri t tiêu âm và ch m ngay trên m t sàn (sàn bêtông d c ho c r ng trên

có ph l p m t m m ho c làm sàn n i)

-L p m t m m

- L p B.T

-Sàn n i

- Ð m dàn h i

- B.T.C.L

3. Các gi i pháp cách âm va ch m:

a. S d ng tr n treo

Tr n treo có th làm b ng th ch cao, g , ván s i ép, bông th y tinh

Tr n treo

b. Sàn n i

Ð i v i phòng có yêu c u cách âm cao, thông thu ng ngu i ta s d ng d ng th i

các bi n pháp nêu trên. Ð tránh s truy n âm gián ti p ph i tách l p m t sàn n i kh i

tu ng b ng các d m dàn h i. Khi dó g ch n tu ng ch liên k t v i l p m t sàn n i

55

- L p b m t (th m)

- L p dàn h i

- L p ch u l c

56

TÀI LI U THAM KH O

1. Giáo trình âm h c ki n trúc.

Tác gi : KTS Vi t Hà - Nguy n Ng c Gi

NXB : Tru ng ÐHKT - Tp HCM - 1993

2. Co s âm h c ki n trúc

Tác gi : Nguy n Vi t Hà - Tru ng ÐHKT Hà N i

NXB : Nhà xu t b n Xây d ng - 1979

3. Âm h c ki n trúc.

Tác gi : Kari - Hanus - Ngu i d ch: Ph m Ð c Nguyên

NXB : Khoa h c & K Thu t - HN 1977.

4. V t lý Xây d ng t p II

NXB: Xây d ng-Hà n i 1972

57