Giáo trình ô nhiễm tiếng ồn và kỹ thuật xử lý

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA CÔNG NGHỆ
TRUNG TÂM KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG & NĂNG LƯNG MỚI




GIÁO TRÌNH

Ô NHIỄM TIẾNG ỒN
VÀ KỸ THUẬT XỬ LÝ




Biên soạn

NGUYỄN VÕ CHÂU NGÂN (MSc. WRE)






Cần Thơ, tháng 11 năm 2003
Ô nhim ting n và k thut x lý Li nói đu
Nguyn Võ Châu Ngân i
LI NÓI ÐU

Trong cuc sng hàng ngày mi ngi luôn phi đng đu vi nhng ting n xung

quanh. Ting n là mt trong s nhng loi hình gây ô nhim ph bin. Ting n phát ra
trong giao thông, trt tuyt tc đ, xe đ rác, thit b xây dng, các quá trình sn xut,
máy ct c, máy quét đng và nhiu th khác na đu là nhng âm thanh không mong
mun đc lan truyn trong không gian.
Quyn bài ging này nhm cung c
p nhng kin thc v nh hng ca ting n đi vi
sc khe và nhng hng dn đ bo v ngi dân tránh khi nguy him t ting n.
Chng 1 s cung cp mt cách khái quát v ting n - loi ô nhim vô hình. Nhng khái
nim c bn ca âm thanh s đc trình bày trong chng 2. Chng 3 s gii thiu v
s
truyn âm trong phòng, truyn âm ngoài tri và âm hc phòng. Nhng loi hình ca
ting n s đc trình bày trong chng 4 vi s phân tích khá chi tit v các ngun sn
sinh ra ting n. Chng 5 tp trung phân tích mc đ ô nhim ting n ti thành ph và
nhng gii pháp k thut chng ting n. Chng 6 gii thiu nhng loi vt liu và kt
cu hút âm. Kh nng ng d
ng các vt liu và kt cu hút âm trong vic cách âm cho
nhà ca, bo đm s riêng t trong sinh hot cá nhân đc trình bày trong chng 7. Và
cui cùng gii thiu nhng phng pháp chng ting n cho nhà công nghip, ch yu
tp trung vào các gii pháp chng ting n do h thng điu hòa không khí gây ra và gia
công âm hc cho các phân xng sn xut.
Mc dù đã c gng tham kho nhiu tài liu, đng thi truy c
p nhiu trang tin đ tìm
kim thông tin phc v cho vic biên son. Tuy nhiên do kin thc và thi gian có hn,
giáo trình chc chn không th tránh khi nhng sai sót. Tác gi rt mong nhn đc
nhiu ý kin đóng góp t bn đc giúp tác gi hoàn thin hn giáo trình ca mình.
Trân trng.
Ô nhim ting n và k thut x lý Mc lc
Biên son: Nguyn Võ Châu Ngân (MSc. WRE) ii
MC LC

LI NÓI U
i
MC LC
ii
DANH SÁCH HÌNH
vii
DANH SÁCH BNG
xi
CHNG 1. TING N - LOI Ô NHIM VÔ HÌNH
1.1 KHÁI NIM CHUNG 1
1.2 MC TIÊU NGHIÊN CU 4
CHNG 2. NHNG KHÁI NIM C BN CA ÂM THANH
2.1 TÍNH CHT VT LÝ CA ÂM THANH 6
2.1.1 Ðnh ngha sóng âm 7
2.1.2 Các thông s đc trng ca âm thanh 11
2.2 ÐC ÐIM CM TH ÂM THANH 16
2.2.1 Cm giác to nh - mc to 16
2.2.2 Ð to - thang son 17
2.3 ÐO ÂM THANH 18
2.3.1 Mc âm hiu chnh A, B, C, D 19
2.3.2 Dãy t
n s âm 21
CHNG 3. TRUYN ÂM
3.1 TRUYN ÂM NGOÀI TRI 22
3.1.1 S tt dn âm thanh trong không khí 22
Ô nhim ting n và k thut x lý Mc lc
Biên son: Nguyn Võ Châu Ngân (MSc. WRE) iii
3.1.2 Xác đnh mc âm tng cng ca nhiu ngun 26
3.1.3 nh hng ca gió và phân b nhit đ đn s truyn âm 30
3.1.4 nh hng ca vt cn đn s truyn âm 31

3.2 TRUYN ÂM TRONG PHÒNG KÍN 31
3.2.1 H s hút âm và lng hút âm 31
3.2.2 Trng âm trc tip và trng âm phn x 33
3.3 ÂM HC PHÒNG 36
3.3.1 Quá trình thu nhn âm thanh trong phòng 36
3.3.2 Xác đnh thi gian âm vang 38
CHNG 4. NHNG LOI HÌNH CA TING N
4.1 PHÂN LOI CÁC NGUN N
42
4.1.1 Phân loi theo v trí ngun n 42
4.1.2 Phân loi theo ngun gc phát sinh và các đc đim lan truyn 42
4.1.3 Theo thi gian tác dng ca ting n 42
4.2 CÁC PHNG PHÁP ÐO VÀ ÐÁNH GIÁ TING N
43
4.2.1 Các ngun n n đnh và c đnh 43
4.2.2 Ngun n chuyn đng 44
4.2.3 Ngun n không n đnh 44
4.3 NGUN CA TING N 45
4.3.1 Ting n c khí, t các nhà máy công nghip 45
4.3.2 Ting n do giao thông đng b 46
4.3.3 Ting n do giao thông đng st 51
Ô nhim ting n và k thut x lý Mc lc
Biên son: Nguyn Võ Châu Ngân (MSc. WRE) iv
4.3.4 Ting n do máy bay 52
4.3.5 Ting n do máy bay siêu thanh 54
4.3.6 Ting n trong xây dng, thc hin công vic công cng, ting n quân s 55
4.3.7 Ting n t h thng tin ích nhà  55
4.3.8 Ting n t các hot đng gii trí 55
CHNG 5. CHNG TING N TRONG THÀNH PH
5.1 NH HNG CA TING N ÐI VI CON NGI 56

5.2 TIÊU CHUN MC N CHO PHÉP 58
5.2.1 Phng pháp tiêu chun 58
5.2.2 Tiêu chu
n mc n cho phép 62
5.3 LAN TRUYN TING N GIAO THÔNG TRONG THÀNH PH
64
5.3.1 Lan truyn ting n trên đa bàn bng phng 64
5.3.2 Lan truyn ting n trên đa hình có nhà ca 66
5.3.3 Lan truyn ting n qua dãy cây xanh 71
5.4 CÁC BIN PHÁP CHNG TING N TRONG THÀNH PH 73
5.4.1 Bin pháp quy hoch kin trúc, giao thông 73
5.4.2 Gii pháp k thut: cây xanh, tng chn chng ting n 76
CHNG 6. VT LIU VÀ KT CU HÚT ÂM
6.1 TÍNH CHT HÚT ÂM CA VT LIU VÀ KT CU 79
6.1.1 Gii thích s hút âm và phân loi vt li
u 79
6.1.2 Ðo h s hút âm 81
6.2 CÁC LOI VT LIU VÀ KT CU HÚT ÂM 83
Ô nhim ting n và k thut x lý Mc lc
Biên son: Nguyn Võ Châu Ngân (MSc. WRE) v
6.2.1 Vt liu hút âm xp 83
6.2.2 Kt cu dao đng cng hng hút âm 85
6.2.3 Kt cu cng hng không khí 86
6.2.4 Kt cu hút âm phi hp 88
CHNG 7. CÁCH ÂM CHO CÁC KT CU NHÀ CA
7.1 S LAN TRUYN ÂM TRONG NHÀ VÀ CÁC PHNG PHÁP
ÐÁNH GIÁ CÁCH ÂM
90
7.1.1 Ting n không khí 90
7.1.2 Ting n va chm 94

7.2 CÁCH ÂM KHÔNG KHÍ CA CÁC KT CU 95
7.2.1 Kt cu mt lp đng nht 96
7.2.2 Kt cu nhiu lp 97
7.2.3 Các kt cu không
đng nht v cách âm 98
7.2.4 Mc n tng cng truyn vào phòng 102
7.3 CÁCH ÂM VA CHM CHO SÀN NHÀ 104
7.3.1 S lan truyn âm va chm 104
7.3.2 Các bin pháp gim s lan truyn âm va chm 105
7.3.3 Các loi sàn cách âm 106
7.3.4 Sàn có lp tri mt sàn 108
CHNG 8. CHNG TING N CA CÁC THIT B VÀ NHÀ CÔNG
NGHIP
8.1 GIM TING N CA CÁC H THNG ÐIU HÒA KHÔNG KHÍ 110
8.1.1 Ð gim mc n trên đng ng 111
Ô nhim ting n và k thut x lý Mc lc
Biên son: Nguyn Võ Châu Ngân (MSc. WRE) vi
8.1.2 Mc n truyn vào phòng 114
8.1.3 Các kiu b tiêu âm 115
8.2 CHNG TING N TRONG NHÀ CÔNG NGHIP 116
8.2.1 Gia công âm hc các phòng sn xut 117
8.2.2 V cách âm và bung cách âm 119
8.2.3 Màn chn ting n 122
TÀI LIU THAM KHO
123

Ô nhim ting n và k thut x lý Mc lc
Biên son: Nguyn Võ Châu Ngân (MSc. WRE) vii
DANH SÁCH HÌNH

Hình 1.1 Nhng mc n đo đc ti mt vùng ngoi ô yên tnh 3
Hình 2.1 Sóng âm lan truyn trong môi trng đàn hi 7
Hình 2.2 Các loi sóng âm 8
Hình 2.3 Các dng sóng 9
Hình 2.4 Biu din dao đng ca các phn t theo thi gian 9
Hình 2.5 Quan h gia cm giác và nng lng kích thích 13
Hình 2.6 Quan h gia cng đ, áp sut và mc âm 14
Hình 2.7 Biu đ các đng đng mc to ca Robinson và Dadson 16
Hình 2.8 Quan h gia đ to và m
c to 17
Hình 2.9 Các đng cong hiu chnh A, B, C, D 20
Hình 3.1 Nng lng âm gim theo lut bình phng khong cách 23
Hình 3.2 Gim nng lng âm theo ngun âm đim 23
Hình 3.3 S gim cng đ ca ngun âm đng 24
Hình 3.4 Gim nng lng âm theo ngun âm đim 25
Hình 3.5 S hút âm ca không khí  20
o
C theo tn s âm và đ m tng đi
ϕ
25
Hình 3.6  tng mc âm theo đ tng ca mc âm 27
Hình 3.7 nh hng ca gió và phân b nhit đ đn s truyn âm 30
Hình 3.8 S hình thành bóng âm 31
Hình 3.9 S phn x và hút âm ca các kt cu trong phòng 31
Ô nhim ting n và k thut x lý Mc lc
Biên son: Nguyn Võ Châu Ngân (MSc. WRE) viii
Hình 3.10 Trng âm trong phòng kín 33
Hình 3.11 Trng âm trc tip và trng âm phn x 35
Hình 3.12 Quan h gia α và [-ln(1 - α)]
40

Hình 4.1 S đ đo mc n ca phng tin giao thông 44
Hình 4.2 Biu đ xác sut phân b mc n 48
Hình 4.3 Mc n do ô tô và xe ti (vn tc 70 km/gi) gây ra  khong cách
15 m
51
Hình 4.4 Mc n do máy bay phn lc gây ra  đ cao 300 m 51
Hình 5.1 Biu đ h đng cong NR 59
Hình 5.2 H đng cong NC 61
Hình 5.3 So sánh hai h đng cong NR và NC 61
Hình 5.4 Ð gim mc n giao thông 65
Hình 5.5. Biu đ xác đnh đ gim mc n sau tng chn ∆L
tc
đi vi
ngun âm đim, tng chn dài vô hn
67
Hình 5.6 S đ tính toán đ gim mc n sau tng chn 68
Hình 5.7 S đ lan truyn ting n qua dãy cây xanh 71
Hình 5.8 Phng án b trí tng mt bng mt nhà máy 75
Hình 5.9 Chng ting n thành ph bng dãy cây xanh 77
Hình 5.10 Chng ting n bng tng chn kt hp vi b đt 77
Hình 5.11 Chng ting
n bng tng chn có p vt liu hút âm 77
Hình 5.12 Chng ting n đi vi đng trên cu cn và đng un khúc 78
Hình 5.13 Chng ting n bng nhà làm tng chn 78
Hình 6.1 Thit b đo h s hút âm bng phng pháp sóng đng 81
Ô nhim ting n và k thut x lý Mc lc
Biên son: Nguyn Võ Châu Ngân (MSc. WRE) ix
Hình 6.2 Sóng đng trong ng giao thoa 81
Hình 6.3 nh hng ca chiu dày vt liu đn kh nng hút âm 83
Hình 6.4 Ðc tính hút âm ca si g ép 83

Hình 6.5 Ðc tính hút âm ca tm ép đt sát trn và treo cách trn 50 mm 84
Hình 6.6 Mt s cu to hút âm s dng vt liu xp trong thc t 84
Hình 6.7 Kt cu dao đng cng hng 85
Hình 6.8 Biu đ xác đnh tn s cng hng f
o
theo m, b và d 86
Hình 6.9 ng cng hng Helmholtz 87
Hình 6.10 Kt cu cng hng không khí 87
Hình 6.11 Kt cu hút âm phi hp 88
Hình 6.12 Các gii pháp to b mt kt cu hút âm phi hp 89
Hình 7.1 Lan truyn ting n không khí t phòng n I sang phòng cách âm II 90
Hình 7.2 Ting n xâm nhp vào phòng cách âm qua ca đi m 91
Hình 7.3 Truyn âm trc tip qua kt cu phân cách hai phòng 92
Hình 7.4 Sóng âm ti kt cu 92
Hình 7.5 Phân loi k
t cu 95
Hình 7.6 Ba phm vi làm vic cách âm ca kt cu 96
Hình 7.7 Kt cu cách âm hai lp 97
Hình 7.8 Cu to lp gim chn đng 97
Hình 7.9 Âm thanh nh nhng viên bi 99
Hình 7.10 Ca cách âm hai cánh trong studio truyn hình 100
Hình 7.11 Kt cu không đng nht 101
Ô nhim ting n và k thut x lý Mc lc
Biên son: Nguyn Võ Châu Ngân (MSc. WRE) x
Hình 7.12 Lan truyn âm va chm trong thanh 104
Hình 7.13 Lan truyn âm va chm trong sàn 104
Hình 7.14 S lan truyn va chm trong nhà 105
Hình 7.15 Kt cu gim s lan truyn âm va chm 105
Hình 7.16 Cu to sàn ni 106
Hình 7.17 Cu to sàn packe 107

Hình 7.18 Sàn có trn treo 107
Hình 7.19 Cu to sàn có lp tri mt 108
Hình 8.1 Nm dng gim mc n trên đng ng 111
Hình 8.2 Ð gim mc n ∆L
2
ti ch r đi vi ng tit din ch nht và
không p vt liu hút âm
112
Hình 8.3 Ð gim mc n ∆L
3
khi tit din ng thay đi
113
Hình 8.4 Ð gim mc n ∆L
5
ti các ming thi gió vào phòng
114
Hình 8.5 Các kiu b tiêu âm 116
Hình 8.6 V cách âm 120
Hình 8.7 Hiu qu ca v cách âm 121
Hình 8.8 S dng màn chn ting n kt hp gii pháp gia công âm hc 122


Ô nhim ting n và k thut x lý Mc lc
Biên son: Nguyn Võ Châu Ngân (MSc. WRE) xi
DANH SÁCH BNG

Bng 2.1 Vn tc âm trong mt s môi trng 10
Bng 2.2 Mc âm ca mt s ngun thng gp 15
Bng 3.1 Mc âm gia tng ph thuc hiu s (L
1

- L
2
) 28
Bng 3.2 Lng hút âm ca không khí n  20°C 41
Bng 4.1 Mc n tng đng tính toán mi gi ca dòng xe có 20% xe ti
và xe khách nng, vn tc 40 km/gi
49
Bng 4.2 Mc n tng đng ca giao thông đng st 51
Bng 5.1 Tr s mc âm theo h đng cong NR 60
Bng 5.2 Gii hn ti đa cho phép ting n khu vc công cng và dân c 62
Bng 5.3 Mc n cho phép trong nhà 63
Bng 5.4 Tiêu chu
n ting n máy bay 63
Bng 5.5 Quan h gia S và N (v
tb
= 40 km/gi) 66
Bng 5.6 Ð gim mc n cc đi sau tng chn ∆L
max
(dBA)
68
Bng 5.7 Ð gim mc n theo tng chn ∆L
α
(dBA)
69
Bng 5.8 S hiu chnh H vào mc ∆L
α2
(dBA)
69
Bng 5.9 Kh nng hút âm ca cây xanh 72
Bng 5.10 Hiu qu gim ting n ca dãy cây xanh 76

Bng 8.1 Ð gim mc n ∆L
1
theo đng ng kim loi tit din ch nht
112
Bng 8.2 Hng s phòng B
1000
119
Bng 8.3 H s µ theo tn s
119

Chng 1: Ting n - Loi ô nhim vô hình
Biên son: Nguyn Võ Châu Ngân (MSc. WRE) 1
Chng 1
TING N - LOI Ô NHIM VÔ HÌNH

1.1 KHÁI NIM CHUNG
K t khi chào đi tt c chúng ta đu tràn ngp trong không gian ca ting n. Ai cng
bit rng âm thanh rt cn thit cho s giao tip ca con ngi, phc v nhu cu gii trí -
ca nhc, kch, hòa nhc, và vô s nhng âm thanh khác mà con ngi mun nghe. Bên
cnh đó cng có mt s âm thanh m  khin cho chúng ta phi đ phòng, nh ting mt
đoàn tàu ha chy ngang qua, ti
ng n xe c trong mt công trng xây dng. Tht thit
thòi cho nhng ai b khim khuyt v h thính giác (dù là tm thi hay vnh vin) không
th nghe đc nhng âm thanh tuyt diu xung quanh mình.
Mc dù rt cn thit cho cuc sng con ngi nh vy, nhng âm thanh xung quanh
chúng ta đôi khi cng gây cn tr cho vic giao tip. Nó có th ngn cn chúng ta cm
nhn nhng âm thanh mong mun, nó quy ry không cho chúng ta t
p trung thc hin
mt công vic nào đó hoc hc tp. Mt s âm thanh có th khin chúng ta git mình, phá
gic ng, gây cng thng tâm lý, to ra nhng cn trm cm kéo dài; và nu nhng âm

thanh đó đ ln s gây ra bnh đic tm thi hoc vnh vin. Ngi ta gi đó là nhng âm
thanh không mong mun, hoc đn gin là ting n.
Ting
n không mong mun gây ra nhng nh hng bt li đn sc khe ca con ngi.
Nhng vn đ gây ra bi ting n nh gim thính lc, stress, cao huyt áp, mt ng, đãng
trí và mt kh nng làm vic, và nói chung làm gim cht lng cuc sng và nhng c
hi đ đt s yên tnh.
Ting n là nhng âm thanh không mong mun; bt ngun t ti
ng La tinh “nausea” có
ngha là bnh say sóng. Ting n là mt trong s nhng loi hình gây ô nhim ngày càng
ph bin. Ting n xut hin bên trong và ngoài các tòa nhà, xung quanh các cng đng
trong đó ngi dân sng và làm vic. Mc n ngày càng tng theo s phát trin đa dng
ca nn vn minh. Nn công nghip phát trin cùng vi s xut hin ca xe la vào th
k 19 đã nhanh chóng làm gia tng ngun n. 
n th k 20 mc đ n càng gia tng vi
vic ra đi ca máy bay. Ch vào cui thp niên ’50 và đu thp niên ’60, nhng bc
Chng 1: Ting n - Loi ô nhim vô hình
Biên son: Nguyn Võ Châu Ngân (MSc. WRE) 2
tin trong khoa hc và công ngh mi góp phn làm gim đáng k ting n do máy bay
gây ra.
Gn 25% dân s châu Âu phi sng trong môi trng vi mc ô nhim ting n trên 65
dBA. Gic ng ca ngi dân b quy ry  mc n 65 dBA, và h s tr nên khó chu;
điu này chng t rng ting n là nguyên nhân gây ra nhng vn đ v sc khe. Theo
thng kê
 4 nc châu Âu (Pháp, Ðc, Anh và Hà Lan), 20 ÷ 25% dân s b nh hng
bi ting n gây ra do giao thông đng b, 2 ÷ 4% dân s nh hng bi ting n gây ra
do giao thông đng st (Lambert & Vallet, 1994). Nu không có nhng bin pháp ngn
chn, ô nhim ting n s tip tc gây ra nhng phin toái cho con ngi.
 bo v sc khe ca ngi dân tránh khi tác hi do ting n gây ra, nhiu n lc t
phía cá nhân và cng đng đã đc thc hin. Theo T chc Y t Th gii (WHO), đnh

ngha v sc khe ca mt ngi không ch  vic ngi đó không mang bnh, mà chúng
ta còn phi xét đn c trng thái tâm sinh lý ca ngi đó. Quc hi Hoa K cng đã ban
hành Lut bo v Môi trng (1969), và Lut Kim soát ting n (1972) đa ra nh
ng
tiêu chun và chính sách nhm bo đm các vn đ v sc khe ca ngi dân và các
mc tiêu môi trng. C quan Bo v Môi trng Hoa K (EPA) - ni đ ngh Lut bo
v Môi trng vào nm 1969 - đã kêu gi s hp tác trách nhim gia nhiu c quan cp
liên bang v các vn đ chính sách, tiêu chun đ kim soát ting n. Nhng c quan cp
liên bang đc đ
c bao gm C quan Hàng không Liên bang (FAA), C quan ng
b Liên bang (FHWA), B Phát trin Nhà và ô th (HUD), nhiu cp có thm quyn
hoc các c quan đánh giá v ting n.
Ngày nay, vic kim soát ting n đã tr thành mt vn đ thu hút mi quan tâm ca toàn
xã hi. Nhiu loi tng chn ting n đc xây dng dc theo các đng cao tc xuyên
liên bang và các đng ph ln là nhng b
ng chng hin nhiên cho thy s thành công
ca chính sách môi trng t nhiu thp k trc. Hàng trm cng đng dân c sinh sng
dc theo nhng tuyn giao thông chính đã cm thy ting n đc gim nh hn. Nhng
k s và kin trúc s v đng cao tc đã nghiên cu thit k mt cách thm m nhng
bc tng và nhng hàng cây c
n âm nhm ngn chn ting n do xe c gây ra trên
đng nh hng đn cng đng dân c sinh sng dc tuyn đng và ngc li. i vi
nhng loi ting n có cng đ ln hn do máy bay gây ra, chính ph đang có nhng n
lc tích cc nhm hn ch ngun ting n, tuy nhiên không có ngha là chính ph s gim
Chng 1: Ting n - Loi ô nhim vô hình
Biên son: Nguyn Võ Châu Ngân (MSc. WRE) 3
s lng chuyn bay đ đt yêu cu đó mà h khuyn khích nhng gii pháp k thut cao
đ hn ch ngun n. Chúng ta có th nhn bit điu này qua vic ting n do máy bay
gây ra đi vi cng đng dân c xung quanh khu vc sân bay đã gim xung trong
khong 10 nm gn đây, nhng kiu máy bay ít gây n hn đã tr nên thnh hành trong

vn chuyn hàng không.
T
t c chúng ta đu va là nguyên nhân va là nn nhân ca ting n, chng hn khi
chúng ta điu khin các dng c hoc thit b gây n. Cng có nhng trng hp chúng
ta chu đng ting n gây ra t nhng ngi khác. Trong hai trng hp đó ngun n do
ngi khác to ra s gây nhiu khó chu hn vì chúng có nhng nh hng bt li đn
s
c kho ca chúng ta, và chúng phát ra t nhng ngun chúng ta không mong mun.
Nhng mô hình đ đánh giá nh hng gián tip hoc th cp ca ting n thông thng
khó đc xác đnh. Nhng kho sát xã hi hoc nghiên cu dch t hc thng tp trung
đánh giá mc đ nguy hi ca ô nhim ting n, gim nng lc làm vic và nhiu mi
liên quan khác.



Hình 1.1. Nhng mc n đo đc ti mt vùng ngoi ô yên tnh
(Ngun: EPA)

Chng 1: Ting n - Loi ô nhim vô hình
Biên son: Nguyn Võ Châu Ngân (MSc. WRE) 4
1.2 MC TIÊU NGHIÊN CU
Trong cuc sng hàng ngày mi ngi trong chúng ta đu phi gánh chu nhng phin
phc t vic ô nhim ting n. Tp bài ging này nhm đánh giá tác đng ca ting n
đi vi sc khe, cung cp nhng thông tin bo v ngi dân tránh khi nhng nh
hng nguy hi ca ting n. Nhng nh hng gây ra bi ting n t
vic gây gim
thính lc đn vic gây khó chu. Ði vi nhng chính sách nhm gim thiu ting n, cn
chú ý đn nh hng ca ting n đi vi các hot đng khác nhau ca con ngi. Ðiu
này có ngha là nhiu giá tr phân tích khác nhau s đc đ ngh và mi quc gia s da
vào tình hình phát trin thc t ca đt nc mình đ t xác đnh m

c đ kim soát ô
nhim ting n.
Bài ging này cng đa ra nhng mô t v môi trng n và nhng chính sách làm gim
nh ting n t phía cng đng nghiên cu khoa hc, các c quan chính ph, các nhóm
ngành công nghip và dch v có quan tâm. Tng t nh vy, nhng nhà hoch đnh,
các kin trúc s, k s và tt c nhng ngi tham gia thit k, xây dng cng c
n nhng
kin thc này nhm giúp cho công vic ca h thc hin đc tt hn. Nhng kin thc
này trong vài thp k gn đây đã phát huy đc u đim ca nó trong vic làm gim nh
ting n, ci thin điu kin sng ca ngi dân.
Vic xác đnh và gii quyt các ngun n gm hai bc c b
n:
• Xác đnh mc n bng các phng pháp đo đc hoc phân tích ting n.
• Tìm hiu nhng tiêu chun cho phép, nhng mc tiêu, hoc gii hn ngun n.
Bc xác đnh mc n có th tin hành d dàng nh vào các thit b đo đc, bc tìm
hiu các tiêu chun cho phép cng có th d dàng điu tra nu khu vc cn điu tra đã
đc ban hành đy đ nhng quy ch hoc nhng quy đnh v ting n. i vi nhng
ngun n ph thông nh ngun n trên đng b, đng st, đng hàng không, trách
nhim đu tiên s thuc v c quan ch qun nhng loi hình gây n đó. B ch qun
phi đ ra đc nhng quy đnh hng dn vic hn ch ngun n. Mi quc gia s có
nhng kinh nghim riêng trong vic đo đc và kim soát ngu
n n. Hu ht nhng nhà t
vn âm hc, các kin trúc s, các k s… đã và đang tìm mi cách đ bin th gii tr
nên ít n hn.
Chng 1: Ting n - Loi ô nhim vô hình
Biên son: Nguyn Võ Châu Ngân (MSc. WRE) 5
Vic kim soát ting n s có hiu qu hn và gim chi phí x lý nu t ban đu chúng ta
có đnh hng quy hoch tt. S rt tn kém đ x lý mt ngun n sau khi nó đã phát
sinh ra. Cng qua tp bài ging này, sinh viên có th tìm ra nhng hng dn đ kim
soát các loi ting n khác nhau. Sinh viên có th có nhng gi ý đ gii hn ting n t

ngun phát sinh,
đng thi đc cung cp nhng tiêu chun nhm trit tiêu ting n trong
môi trng xung quanh.

Chng 2. Nhng khái nim c bn ca âm thanh
Biên son: Nguyn Võ Châu Ngân (MSc. WRE) 6
Chng 2
NHNG KHÁI NIM C BN CA ÂM THANH

2.1 TÍNH CHT VT LÝ CA ÂM THANH
Âm thanh đc gây nên bi bt k mt s rung đng nào đó và lan truyn trong không
khí tng t nh s chuyn đng ca sóng dc. Vì vy nó là mt dng nng lng c hc
và đc xác đnh bi các đn v nng lng. Âm thanh t ngun phát s to nên nng
lng và cng đ ca âm thanh ti mt đim trong không gian đ
c xác đnh bi mc
đ lan truyn âm lng trên mt đn v không gian.
i vi mt ngi tr tui và kho mnh, ngng nghe ca tai có tn s t 20 Hz đn
khong 20.000 Hz. Tuy nhiên tai ngi ch thc s nhy cm vi nhng âm thanh có tn
s trong khong 500 đn 8.000 Hz. i vi nhng âm thanh có tn s trên hoc di
ngng này, tai ngi tr nên kém nhy cm. Ngoài ra nh
ng ngi càng già cng
thng hay b lãng tai. Nhng ngi phi tip xúc vi ngun ting n ln trong mt thi
gian dài s không cm nhn đc nhng âm thanh có tn s t trung bình đn cao.
Mt đc trng quan trng khác v mc đ cm nhn âm thanh ca tai ngi là kh nng
chu đng âm thanh có cng đ t ngng bt đu nghe đc đn ngng
đau đn, có
th cao hn 1.000.000 ln so vi ngng nghe. i vi vn đ thay đi mc âm, vic
tng hay gim t 3 dB tr xung có th b qua, tng hay gim mc âm 5 dB là cm nhn
đc, và vic tng hay gim 10 dB s làm tng gp đôi hay gim đi mt na mc âm đó.
Chng hn, nu chúng ta chn mc n tham kho là 60 dB, nh vy m

c n 70 dB s gây
ra ting n ln gp đôi. Tuy nhiên mt mc n ln hay nh hn 15 dB li gây ra ting n
ln gp đôi hay nh hn mt na, ch không phi do mc n ln hay nh hn 20 dB theo
nh quy lut đã đ cp  trên. Tng ng vi điu đó, s gia tng mc n t 60 dB lên
80 dB s
gây ra ting n tng gp 4 ln.
Mc đ nhn bit ca âm thanh đc xác đnh da vào ting n. Ting n là mt hàm s
cp ca nhng thông s nh cng đ, tn s, và thi gian. Có nhiu phng thc đ c
lng mc đ n bng nhng đo lng vt lý.

Chng 2. Nhng khái nim c bn ca âm thanh
Biên son: Nguyn Võ Châu Ngân (MSc. WRE) 7
2.1.1 Ðnh ngha sóng âm
V mt vt lý, âm thanh là nhng sóng dao đng xut hin trong các môi trng vt cht
(cht khí, cht lng, cht rn - gi chung là môi trng đàn hi) khi chu các lc kích
thích. Nhng lc kích thích là ngun âm, sóng dao đng đc gi là sóng âm, và môi
trng trong đó có sóng âm lan truyn gi là trng âm.
Dao đng ca các ngun âm gây ra áp lc làm nén hoc dãn luân phiên các phn t môi
trng  hai phía ca nó. Khi b kích thích nh vy, các ph
n t ca môi trng s dao
đng quanh mt v trí cân bng và truyn các dao đng đó cho phn t bên cnh nh vào
liên kt đàn hi gia chúng. Ðn lt các phn t này s truyn nhng dao đng mi
nhn cho nhng phn t tip theo. C nh th dao đng s đc truyn đi xa dn ngun
âm. Nh vy sóng âm thc cht là sóng áp sut c
a môi trng. Khi các dao đng âm
truyn đn tai ngi, chúng s tác đng lên c quan thính giác và cho ta cm giác âm
thanh. S xut hin và lan truyn ca sóng âm trong môi trng đàn hi đc minh ha
trong hình 2.1.

Hình 2.1. Sóng âm lan truyn trong môi trng đàn hi

Sóng âm mang theo nng lng gi là nng lng âm, ngun nng lng này s gim
dn trong trng âm. Khi càng đi xa khi ngun âm, nng lng âm càng b chia s cho
mt lng nhiu hn các phn t cho đn khi tt hn.
Chng 2. Nhng khái nim c bn ca âm thanh
Biên son: Nguyn Võ Châu Ngân (MSc. WRE) 8
Xét theo phng dao đng ca các phn t môi trng, sóng đc chia thành các dng:
- Sóng dc: khi các phn t dao đng dc theo phng truyn sóng.
- Sóng ngang: khi các phn t dao đng vuông góc vi phng truyn sóng.
Trong các cht khí và cht lng ch có sóng dc lan truyn, trong cht rn có th lan
truyn đc c sóng dc và sóng ngang. Trong môi trng chân không sóng âm không
th lan truyn đc.

Hình 2.2. Các loi sóng âm a) sóng dc, b) sóng ngang, c) sóng un

Ðc bit trong các tm mng nh sàn hoc tng nhà có th lan truyn loi sóng un.
Sóng un rt có ý ngha khi nghiên cu phng pháp cách âm cho các kt cu nhà ca.
Do kích thc hình hc ca ngun âm mà sóng âm lan truyn trong môi trng có dng
mt sóng không ging nhau. Chúng ta phân bit ba dng sóng:
- Sóng cu: khi mt sóng là nhng mt cu. Các ngun đim phát nng lng đng
đu trong mt môi trng tnh đng nht s to ra sóng cu.
- Sóng phng: nu mt sóng là nhng mt phng. Trong thc t không có nhng
ngun phát ra sóng phng, nhng đi vi nhng đim  khá xa ngun âm ta có th
xem sóng cu là sóng phng.
- Sóng tr: trng hp mt sóng là nhng mt tr. Hãy tng tng có mt dòng xe
ô tô cùng loi chy ni đuôi nhau trên đng, khi đó ta có th xem chúng nh mt
ngun âm đng phát ra sóng tr.
Ðc đim lan truyn âm thanh ca sóng cu, sóng phng hay sóng tr không ging nhau,
đc bit khác nhau  s suy gim nng lng xa dn ngun âm.
Chng 2. Nhng khái nim c bn ca âm thanh

Biên son: Nguyn Võ Châu Ngân (MSc. WRE) 9

Hình 2.3. Các dng sóng a) sóng cu, b) sóng phng, c) sóng tr

Các đc trng c bn ca sóng âm:
- Tn s âm: là s dao đng toàn phn mà các phn t môi trng thc hin đc
trong 1s, và đc ký hiu là f, đn v đo là Hz. Phm vi dao đng âm mà tai ngi
tr tui có th cm th đc có tn s t 20 đn 20.000 Hz.
- Bc sóng âm: ký hiu là λ (m) là khong cách gn nht gia hai phn t có cùng
pha dao đng. Chú ý rng bc sóng t l nghch vi tn s âm, tn s càng ln thì
bc sóng càng nh. Trong phm vi tn s 20 ÷ 20000 Hz bc sóng âm thay đi
t 17 m đn 1,7 cm.
- Chu k dao đng âm: ký hiu T
a
(s), là thi gian đ các phn t thc hin mt dao
đng toàn phn.
- Biên đ dao đng âm: đ di ln nht ca các phn t so vi v trí cân bng. Biên
đ càng ln thì âm thanh càng mnh.
- Vn tc âm: vn tc lan truyn ca sóng âm trong môi trng, nó hoàn toàn khác
vi vn tc dao đng ca các phn t. Vn tc âm ph thuc vào đc đim, nhit
đ
ca môi trng và dng sóng lan truyn.


Hình 2.4. Biu din dao đng ca các phn t theo thi gian
Chng 2. Nhng khái nim c bn ca âm thanh
Biên son: Nguyn Võ Châu Ngân (MSc. WRE) 10
Trong không khí, vn tc âm đc xác đnh theo công thc:
c
o

= 331,5 + 0,61t (2.1)
trong đó c
o
: vn tc âm (m/s)
t: nhit đ không khí (
o
C)
331,5: vn tc âm  0
o
C
Bng 2.1. Vn tc âm trong mt s môi trng
Môi trng Vn tc âm (m/s)
- Cht khí không khí (0
o
C) 331
không khí (20
o
C) 344
hydrogen 1284
oxygen 316
carbon dioxide 340
- Cht lng nc (25
o
C) 1498
nc bin (17
o
C)
1510 ÷ 1550
du ha (34
o

C) 1295
- Cht rn thép 6100
nhôm 6400
g thông 5260
kính 5660
gch 3650
bê tông ct thép 4500
đá granite 6000

(Ngun: Âm hc kin trúc - C s lý thuyt và các gii pháp ng dng, Phm c Nguyên)

Chng 2. Nhng khái nim c bn ca âm thanh
Biên son: Nguyn Võ Châu Ngân (MSc. WRE) 11
Trong không khí, vn tc âm tng thêm 0,61 m/s ng vi nhit đ tng lên 1
o
C. Nh vy
vn tc âm trong không khí là 344 m/s s ng vi nhit đ không khí 20
o
C. Trong các
tính toán thng ly vn tc âm là 340 m/s tng ng  14
o
C.
Quan h gia tn s, bc sóng, chu k và vn tc âm th hin theo biu thc:

ao
o
T.c
f
c
==λ

(2.2)
trong đó c
o
: vn tc âm trong không khí (340 m/s)
2.1.2 Các thông s đc trng ca âm thanh
a) Công sut âm
Công sut âm, ký hiu P là nng lng âm đo bng W do ngun âm bc x trong 1s.
b) Cng đ âm
Cng đ âm, ký hiu I, là s nng lng trung bình đi qua mt đn v din tích vuông
góc vi phng truyn âm trong mt giây. Vi đn v W/m², cng đ âm là mt đi
lng có xét đn hng truyn âm.
c) Mt đ
nng lng âm E
Mt đ nng lng âm, ký hiu E là nng lng âm cha trong mt đn v th tích môi
trng trong mt giây, đn v J/m³. Mt đ nng lng âm thng đc đ cp đn khi
tính toán các phòng kín (trong đó âm thanh ti mt đim t nhiu phía), khi đó không xét
đn hng truyn âm.
d) Áp sut âm
Áp sut âm, ký hiu p, đn v N/m² (hay Pa) là áp sut d (áp sut có thêm so vi áp sut
khí quyn tnh) có trong trng âm. Ti mi đim ca trng âm áp sut thay đi theo
chu k t dng (pha nén) sang âm (pha dãn). Tuy nhiên áp sut tác đng lên c quan
thính giác cng nh các thit b đo lng âm thanh là áp sut hiu qu
p , đc tính theo
công thc:

2
p
p
max
= (2.3)

trong đó p
max
: áp sut cc đi tng ng vi biên đ dao đng cc đi
Chng 2. Nhng khái nim c bn ca âm thanh
Biên son: Nguyn Võ Châu Ngân (MSc. WRE) 12
Trong sóng âm phng, quan h gia cng đ, áp sut và mt đ nng lng âm đc th
hin theo các biu thc:

oo
c
²p
I
ρ
=
(2.4)
và
2
oo
o
c
²p
c
I
E
ρ
==
(2.5)
trong đó ρ

o
: khi lng riêng ca không khí (kg/m³)
Giá tr ρ
o
c
o
gi là tr âm ca không khí. Trong điu kin áp sut khí quyn bình thng,
 nhit đ 20
o
C ta có:
ρ
o
c
o
= 415 kg/m
2
s
e) Mc âm
Âm thanh mà tai ngi nghe đc có cng đ và áp sut thay đi trong mt phm vi rt
rng. Chng hn áp sut âm có th thay đi t mc nh nht 2×10
-5
N/m² đn mc ln
nht là 2×10
1
N/m², nh vy mc khác bit là mt triu ln. Tng t nh vy cng đ
âm thanh thay đi đn 10
12
ln. S thay đi quá ln này gây bt tin và tr ngi cho vic
đo lng và đánh giá âm thanh.
Mt vn đ đáng quan tâm khi so sánh mc đ cm nhn âm thanh ca tai ngi là tai

ngi phân bit áp sut âm gia 1 và 2 Pa cng ging nh gia 5 và 10 Pa. Weber
Fechner phát hin rng cm giác âm thanh ca tai không t l bc nht vi nng lng
kích thích mà t l vi logarit ca nó. Ðó chính là c s ca m
t đn v đánh giá âm
thanh mi theo thang logarit gi là mc âm.
Vy mc âm là đn v đánh giá âm thanh theo thang logarit ca t s gia áp sut hoc
cng đ âm cn đo vi áp sut và cng đ âm đc ly làm tiêu chun so sánh.
Theo quy c quc t, các tr s ca chun so sánh đc ly tng ng vi các tr s
trung bình nh nht mà tai ngi cm th
đc, gi là ngng quy c. Nh vy các tr
s cng đ và áp sut âm  ngng quy c tng ng là:
I
o
= 10
-12
W/m²
p
o
= 2×10
-5
N/m²
Chng 2. Nhng khái nim c bn ca âm thanh
Biên son: Nguyn Võ Châu Ngân (MSc. WRE) 13

Hình 2.5. Quan h gia cm giác và nng lng kích thích
(Ngun: Âm hc kin trúc - C s lý thuyt và các gii pháp ng dng, Phm c Nguyên)

Mc cng đ âm đc tính theo công thc:

o

I
I
I
lg10L ×= (2.6)
Mc áp sut âm đc tính nh sau:

o
2
o
p
p
p
lg20
p
p
lg10L ×=
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
×=
(2.7)
trong đó I: cng đ âm cn đánh giá (dB)
p: áp sut âm cn đánh giá (dB)
Mc công sut âm:

o
P
P
P
lg10L ×=
(dB) (2.8)
Mc mt đ nng lng âm:

o
E
E
E
lg10L ×= (dB) (2.9)