am hoc kien truc
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
Bạn đang đọc truyện trên: AzTruyen.Top