BÀI TẬP LỚN ÂM HỌC KIẾN TRÚC HỘI TRƯỜNG 500 CHỖ

• Giáo Viên : TS. KTS Diêu Hoài Dũng
• Sinh viên : Trần Nguyễn Quang Bình
Bài tập lớn
Âm Học
KIẾN TRÚC
Hội trường 500 chỗ
STT 6 – KC70206
21 THÁNG 11
BTL ÂM HỌC KIẾN TRÚC SVTH : TRẦN NGUYỄN QUANG BÌNH
HỘI TRƯỜNG 500 CHỔ MSSV : KC70206 – STT: 6
A-CÁC SỐ LIỆU BAN ĐẦU
Thiết kế chống ồn và trang âm cho hội trường 500 chỗ tại thành phố Hồ Chí Minh.
- Mặt đường rộng 30m, chỉ giới xây dựng 25m. khoảng lùi công trình tối thiểu 15m
- Công trình được xây dựng trong khu đất xung quanh là nhà ở, một mặt công trình tiếp
giáp với đường giao thông, vì vậy nguồn ồn chỉ xuất phát từ phía đường giao thông, ba mặt còn
lại có độ ồn tương đối nhỏ nên không tính đến.
- Mức ồn cho phép tại cửa sổ ngoài công trình (cao 1,2m) là 55 (dB - A).
- Độ ẩm trung bình là 70%.
B-THIẾT KẾ CHỐNG ỒN NGOÀI NHÀ
1. Tính toán mức ồn của đường giao thông:
- Xét điểm A cách tim đường 7.5m, cao 1,2m.ta có bảng khảo sát và tính toán như sau :
Mức ồn trung bình :
TB
Atd
L
=
12
∑
td
L
= 73.85 (dB - A)

Hiệu chỉnh độ rộng đường 30 m, chỉ giới xây dựng 25 m : 0 (dB – A)
Hiệu chỉnh độ dốc đường (i = 0%) : 0 (dB - A)
 Từ 8h đến 18h:
BTL ÂM HỌC KIẾN TRÚC SVTH : TRẦN NGUYỄN QUANG BÌNH
HỘI TRƯỜNG 500 CHỔ MSSV : KC70206 – STT: 6
L
tb1
=
= 73.77 (dB - A)
Vậy độ ồn của đường phố đo tại A (8h – 18h) sau khi hiệu chỉnh là :
L
A1
= 73.77 + 0 = 73.77 (dB - A)
 Từ 18h đến 20h:
L
tb2
= = 74.25 (dB - A)
Vậy độ ồn của đường phố đo tại A (18h – 20h) sau khi hiệu chỉnh là :
L
tb2
= 74.25 + 0 = 74.25 (dB - A)
2. Kiểm tra độ ồn và giải pháp chống ồn tại cửa sổ ngoài công trình :
+ Khoảng lùi công trình là 20 m.
+ Khoảng cách từ tim đường đến điểm ngoài cùng công trình là: r
n
= 40 m.
+ Khoảng sân phía trước công trình trải cỏ xanh: K
n
= 1.1m.
 Thời gian từ 8 – 18 giờ (mức ồn cho phép 60 dB-A)

+ Cường độ xe trên đường là:
N1= = 1000 (xe/h)
+ Vận tốc trung bình của các xe trên đường là:
V1 = = 43 (km/h)
+ Khi không có bất kì biện pháp chống ồn nào,độ giảm ồn do năng lượng âm khuếch tán vào
không khí là:
Ta có : S
1
= 1000 × = 1000 × = 43 (m)
 Vậy nguồn được xem là nguồn dãy vì (S
1
=43m > 20m)
Mặt khác: r
n
= 40 > = = 21.5 nên áp dụng công thức giảm ồn :
∆L
n1
= 15.lg Sr
n
– 33.39 (dB - A)
= 15.lg (43x40) – 33.39 (dB-A) = 15,14 (dB-A)
L
n1
= L
A1
- .∆L
n1
= 74.25 – 1.1 x 15,14 = 58.68(dB - A) < mức ồn cho phép là 60
(dB_A) (không cần biện pháp chống ồn).
BTL ÂM HỌC KIẾN TRÚC SVTH : TRẦN NGUYỄN QUANG BÌNH

HỘI TRƯỜNG 500 CHỔ MSSV : KC70206 – STT: 6

Thời gian từ 18 – 20 giờ (mức ồn cho phép 55 dB-A)
+ Mật độ xe trên đường là: N
2
= = 1200 (xe/h)
+ Vận tốc trung bình của các xe trên đường là: V
2
= = 40 (km/h)
+ Khi không có bất kì biện pháp chống ồn nào,độ giảm ồn do năng lượng âm khuyết tán vào
không khí là:
Ta có: S
2
= 1000 × = 1000 ×
1200
40
= 33.3(m)
 Vậy nguồn được xem là nguồn dãy vì (S
2
= 33.3m > 20m)
Ta thấy: r
n
= 40m > = 16.65 nên áp dụng công thức giảm ồn :
∆L
n2
= 15.lg Sr
n
– 33.39 ( dB-A)
= 15.lg (33.3x40) – 33.39 (dB-A)
= 13,47 (dB-A)

L
n2
= L
A2
- ∆L
n2
= 75.25 – 1.1 x 13,47 = 60,422 (dB_A) > mức ồn cho phép là 55
(dB_A)
Vậy phải có phương pháp làm giảm độ ồn ngoài nhà cho công trình.
Thiết kế chống ồn bằng phương pháp bố trí cây xây trước công trình:
Yêu cầu chống ồn còn lại: ∆L

= 60,433 - 55 =5,433 (dB_A).
- Ta dùng cây xanh hút âm để giảm ồn cho công trình. L
4
=1.5Z + β.ΣB
m
=5,433 (dB_A).
- Bố trí ở mặt nền trước công trình 2 lớp cây xanh ( Z = 2). Hệ số hút âm của cây xanh là
β = 0.35(cây trồng dày đặc tán lá rậm) . Mỗi lớp cây xanh 3,5 m
=> 1,5 x 2 + 0,35x 7 = 5,45 > 4,43 . (Thỏa)
 Chọn phương án theo hình vẽ
BTL ÂM HỌC KIẾN TRÚC SVTH : TRẦN NGUYỄN QUANG BÌNH
HỘI TRƯỜNG 500 CHỔ MSSV : KC70206 – STT: 6
H1. Mặt cắt bố trí cây xanh chống ồn cho công trình
B.THIẾT KẾ TRANG ÂM .
C. THIẾT KẾ TRANG ÂM
1. Xác định t hể tích và tỷ lệ phòng :
- Thể loại: hội trường .
- Phòng nói chuyện có chỉ tiêu thể tích phòng trên đầu người : v = 3,5  4,4

m
3
/người.
- Sức chứa phòng biểu diễn là N = 500 người.
 Vậy sơ bộ xác định thể tích phòng là : V = v.N = 4,4. 500 = 2200 m
3
Ta có : V = N . S
n
. H => H = = = 5,5 m
- Ta chọn các kính thước phòng gần đúng theo tỷ lệ vàng : 1 : 2 : 3
Ta có kích thước phòng là: cao × rộng × dài = 7m x 14m x 22m  V = 2156 m
3
.
2. Thiết kế hình dáng phòng:
2.1 Thiết kế mặt bằng khán phòng:
+ Căn cứ trên 5 chỉ tiêu cần phải thỏa mãn khi thiết kế khán phòng ta chọn mặt bằng
khán phòng có hình dạng rẽ quạt để thuận lợi cho người nhìn.
+ Khoảng cách từ loa tới vị trí xa nhất là 29 m
+ Với quy mô 500 chỗ, ta chia khán đài làm 2 phần:
• Khoảng cách giữa 2 hàng ghế: 0,8m
• Chiều cao của người ngồi trên ghế: 1,2m
• Chiều cao từ tia nhìn đến mắt người ngồi trước: 0,165 m.
• Điểm nhìn bất lợi cách mép sân khấu 1,5m
• Sân khấu chứa điểm nhìn bất lợi cách mắt khán giả ở hàng ghế đầu tiên của khu
A một khoảng b = 0,08m.
• Khoảng cách từ hàng ghế đầu đến điểm nhìn bất lợi là 4,5 m
+ Thiết kế khán phòng nhìn trên mặt cắt gồm 2 khu ghế A, B
Chia thành 2 nhóm ngồi:
+ Nhóm A: 200 ghế
+ Nhóm B: 300 ghế

BTL ÂM HỌC KIẾN TRÚC SVTH : TRẦN NGUYỄN QUANG BÌNH
HỘI TRƯỜNG 500 CHỔ MSSV : KC70206 – STT: 6
Mặt bằng bố trí ghế
BTL ÂM HỌC KIẾN TRÚC SVTH : TRẦN NGUYỄN QUANG BÌNH
HỘI TRƯỜNG 500 CHỔ MSSV : KC70206 – STT: 6
BTL ÂM HỌC KIẾN TRÚC SVTH : TRẦN NGUYỄN QUANG BÌNH
HỘI TRƯỜNG 500 CHỔ MSSV : KC70206 – STT: 6
MẶT CẮT HỘI TRƯỜNG
2.2 Thiết kế mặt cắt khán phòng:
- Thiết kế khán phòng nhìn từ trên mặt cắt gồm 2 khu ghế A,B với 2 độ dốc khác
nhau, nhằm đảm bảo khán giả có thể nhìn thấy điểm nhìn bất lợi trên sân khấu.
- Bố trí 2 hàng ghế gần nhau so le nhau.
A. Thiết kế độ dốc khu A
Chiều cao mắt người ngồi sau đến mắt người ngồi trước là 0.165m.
Chiều dài hàng ghế là = 10m.
=  = = 2,06 (m)
Vậy chiều cao tính từ cote hàng ghế đầu đến cote hàng ghế cuối của khu A là:
= 2.06m
Độ dốc của khu ghế là: i = = = 20%
B. Thiết kế độ dốc khu B
Chiều cao mắt người ngồi sau đến mắt người ngồi trước là 0.185m.
Chiều dài hàng ghế là =10m.
=  = = 2,31 (m)
Vậy chiều cao tính từ cote hàng ghế đầu đến cote hàng ghế cuối của khu B là:
= 2.31m
BTL ÂM HỌC KIẾN TRÚC SVTH : TRẦN NGUYỄN QUANG BÌNH
HỘI TRƯỜNG 500 CHỔ MSSV : KC70206 – STT: 6
Độ dốc của khu ghế là: : i = = = 0,23 = 23%
3. Thiết kế các bề mặt phản xạ và hấp thụ âm :
- Các mặt phản xạ âm và hấp thụ âm trên trần được bố trí như hình vẽ.

- Các mặt phản xạ âm và hấp thụ âm trên tường được bố trí như hình vẽ.
- Đảm bảo các khoảng ∆L < 17m để không xảy ra hiện tượng tiếng dội.
4. Đánh giá và điều chỉnh thiết kê thông qua các chỉ tiêu âm học:
4.1. Tính thời gian âm vang tối ưu của các tần số:
- Với f = 500 Hz , Ta áp dụng công thức tính thời gian âm vang tối ưu:
TÖ
T
500
= K. lg V (s)
- Công trình Hội trường có hệ số mục đích sử dụng là K=0,29
- Thể tích phòng là V = 2200 m
3

TÖ
T
500
= k . lg V = 0.29 x lg2200 0,97(s)
- Với các tần số f khác, thời gian âm vang xác định theo công thức:
= R .
TÖ
T
500

Trong đó R là hệ số hiệu chỉnh:
Ta có: Tần số f = 125 Hz , R = 1,4
f = 2000 Hz , R = 1
TÖ
T
125
=1,4 x 0,97 = 1,358(s)

TÖ
T
2000
= 1 x 0,97 = 0,97 (s)
4.2. Tính hệ số hấp thu âm trung bình của các tần số:
BTL ÂM HỌC KIẾN TRÚC SVTH : TRẦN NGUYỄN QUANG BÌNH
HỘI TRƯỜNG 500 CHỔ MSSV : KC70206 – STT: 6
Tổng diện tích các bề mặt phản xạ và hút âm trong hội trường :
+ Diện tích hai tường bên : 308m
2
+ Diện tích tương sau lưng khán giả : 98 m
2
+ Diện tích sàn : 308 m
2
+ Diện tích trần : 308m
2

Diện tích cửa đi: 46m
2
Tổng diện tích các bề mặt giới hạn phòng:1068m
2
Thay vào phương trình ERING :
TÖ
f
T
=
)1ln(
16,0
f
S

V
α
−×−
×

Với f = 125 Hz : từ phương trình Ering
= 0.215 (s)
Với f = 500 Hz : từ phương trình Ering
= 0,29 s
Với f = 2000 Hz : từ phương trình Ering
TÖ
T
2000
=
mVS
V
41
160
2000
+−×−
×
)ln(
,
α

Trong đó : m = 0,0025 là hệ số hút âm của không khí ở điều kiện nhiệt độ 20
0
C và độ
ẩm 70%
= - = -0,35

⇒
2000
α
= 1 – e
-0,35
= 0,29
4.3. Tính tổng lượng hút âm yêu cầu của các tần số :
BTL ÂM HỌC KIẾN TRÚC SVTH : TRẦN NGUYỄN QUANG BÌNH
HỘI TRƯỜNG 500 CHỔ MSSV : KC70206 – STT: 6
.
yc
A
125
= S ×
125
α
= 1068 × 0,215 = 229,62 m
2
.
yc
A
500
= S ×
500
α
= 1068 × 0,29 = 309,72 m
2
.
yc
A

2000
= S ×
2000
α
= 1068 × 0,29 = 309,72 m
2
4.4. Xác định lượng hút âm thay đổi: z
Trong phòng hội trường, sử dụng ghế đệm da mềm. Tra phụ lục ta tìm được các
giá trị α
f
.
Đối tượng hút âm
Hệ số hút âm
α
f
125 Hz 500 Hz 2000 Hz
Người ngồi trên ghế
Ghế dựa đệm da
mềm
0,24
0,18
0,32
0,28
0,43
0,28
Ta xác định A
tđ
của các tần số 125HZ, 500Hz,200Hz đối với trường hợp có 70%
(350) lượng khán giả có mặt và 30% (150) lượng khán giả không có mặt
Đối tượng hút âm N

Số lượng
đối tượng
N
125 500 2000
α N.α α N.α α N.α
Người + ghế (70%)
Ghế tự do (30%)
350
150
0,24
0,18
84
27
0,32
0,28
112
42
0,43
0,28
150,5
42
Tổng cộng 500 111 154 192,5
4. 5. Xác định lượng hút âm cố định khi có 70% khán giả:
. Đối với tần số 125 Hz :
125
cñ
A
=
yc
A

125
–
125
tñ
A
= 229,62 – 111 = 118,62 m
2
.
. Đối với tần số 500 Hz :
500
cñ
A
=
yc
A
500
–
500
tñ
A
= 309,72 – 154 = 155,4 m
2
.
BTL ÂM HỌC KIẾN TRÚC SVTH : TRẦN NGUYỄN QUANG BÌNH
HỘI TRƯỜNG 500 CHỔ MSSV : KC70206 – STT: 6
. Đối với tần số 2000 Hz :
2000
cñ
A
=

yc
A
2000
–
2000
tñ
A
= 309,72 – 192,5 = 117,22 m
2
5. Chọn và bố trí vật liệu hút âm :
- Căn cứ vào các giá trị
cñ
A
, ta chọn và bố trí vật liệu hút âm. Cho phép sai số ± 10%.
Kết quả lựa chọn vật liệu hút âm được lập thành bảng sau :
Các bề mặt
hút âm
Vật liệu
và kết
cấu hút
âm
Diện
tích
125 500 2000
(m
2
)
α
S.
α α

S.
α α
S.
α
Trần phản
xạ
Sơn
nước
230 0,01 2,3 0,01 2,3 0,02 4,6
Trần hút âm
Trát vữa
sơn xù
xì
78 0,029 2,262 0,032 2,496 0,048 3,744
Sàn
Bê tông
nhẵn
308 0,01 3,08 0,01 3,08 0,02 6,16
Tường bảo
vệ 2 bên
phòng(2.1m)
Trát vữa
xù xì
lớn
58 0,035 2,03 0,031 1,798 0,023 1,334
Tường bên
trên tường
bảo vệ
Gỗ dán
3 lớp

trên
sườn gỗ
cách
khoang
50cm
nhét
bông
8kg/cm2
249 0,367 91,383 0,293 72,957 0,108 26,892
Tường sau
lưng khan
giả
Bông
thủy tinh
siêu mịn
98 0,05 4,9 0,5 49 0,65 63,7
Cửa đi
Cửa
mặt bọc
da
46 0,1 4,6 0,11 5,06 0,09 4,14
Cửa thông
gió
Lỗ
thông
gió có
song sắt
15 0,5
7,5
0,5

7,5
0,05
0,75
Lổ đèn

1 0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
BTL ÂM HỌC KIẾN TRÚC SVTH : TRẦN NGUYỄN QUANG BÌNH
HỘI TRƯỜNG 500 CHỔ MSSV : KC70206 – STT: 6
Lối đi
Thảm
cao su
96 0,04
3,84
0,08
7,68
0,03
2,88
A
cđ
tổng hợp 122,145 152,121 114,45
6. Kiểm tra sai số :
6.1. Kiểm tra lượng hút âm cố định:
Sai số trong phạm vi cho phép. Vậy vật liệu và kết cấu hút âm bố trí như bảng trên
thì đạt yêu cầu về tổng lượng hút âm cần có trong phòng.
6.2. Kiểm tra thời gian âm vang :

* Thời gian âm vang thực tế trang âm:
.Với tần số f = 125 Hz : A
125
=
125
tk
A
+
125
tñ
A
= 122,14+ 118,62 = 240,76m
2
.Với tần số f = 500 Hz : A
500
=
500
tk
A
+
500
tñ
A
= 152,121 + 155,47 = 307,59m
2
.Với tần số f = 2000 Hz : A
2000
=
2000
tk

A
+
2000
tñ
A
= 114,45 + 117,22 = 231,67 m
2
* Hệ số hút âm trung bình của các tần số : với S=1068 m
2
125
α
=
S
A
125
= = 0,22
500
α
=
S
A
500
= = 0,28
2000
α
=
S
A
2000
= = 0,21

* Thời gian âm vang theo phương trình Ering :
BTL ÂM HỌC KIẾN TRÚC SVTH : TRẦN NGUYỄN QUANG BÌNH
HỘI TRƯỜNG 500 CHỔ MSSV : KC70206 – STT: 6
tk
T
125
=
)ln(
,
125
1
160
α
−×−
×
S
V
= =1,3 (s)
tk
T
500
=
)ln(
,
500
1
160
α
−×−
×

S
V
= = 0,96 (s)
tk
T
2000
=
)1ln(
16,0
2000
α
−×−
×
S
V
= = 0,96 (s)
* Sai số thời gian âm vang tối ưu:
125
cñ
T
=
100.
19.2
19.222.2 −
= = -4,27%
500
cñ
T
= = -1,03%
2000

cñ
T
= = -1,03%
6.3. Kiểm tra độ rõ:
Độ rõ: = 96. . . .
BTL ÂM HỌC KIẾN TRÚC SVTH : TRẦN NGUYỄN QUANG BÌNH
HỘI TRƯỜNG 500 CHỔ MSSV : KC70206 – STT: 6
Tra bảng: = 1 : hệ số giảm độ rõ do hình dạng phòng (hình quạt)
= 1 : hệ số giảm độ rõ do mức âm trong phòng
= 0,96 : hệ số giảm độ rõ do thời gian âm vang
= 0,9 : hệ số giảm độ rõ do mức ổn trong phòng
 = 96.1.1.0,69.0,9 = 82,944 (độ rõ đạt)
6.4. Sự phân bố áp suất trong phòng (Độ đồng đều của trường âm)
- Kiểm tra độ đồng đều của trường âm trong phòng :
. Mức âm yêu cầu cho phòng khán giả : 60_ 80 dB
. Độ ồn cho phép : 40 dB
. Chọn mức âm yêu cầu tại điểm C giữa phòng là 70 dB
. Kiểm tra độ đồng đều của trường âm tại các điểm tiêu biểu A, B, C,như trên hình vẽ.
BTL ÂM HỌC KIẾN TRÚC SVTH : TRẦN NGUYỄN QUANG BÌNH
HỘI TRƯỜNG 500 CHỔ MSSV : KC70206 – STT: 6
Ta có :
r
A
= = 22,75 m
r
B
= 22 m
r
C
= 8,5 m

Ta áp dụng công thức : L
P
= 10.lgW + 10.lg






+
R
r
Q 4
4
2
.
π
+ 120 dB
Với Q = 1 do nguồn là nguồn điểm bức xạ sóng cầu , R =
500
500
1
α
α
−
.S
= = 436,23
BTL ÂM HỌC KIẾN TRÚC SVTH : TRẦN NGUYỄN QUANG BÌNH
HỘI TRƯỜNG 500 CHỔ MSSV : KC70206 – STT: 6
Xét tại điểm C có

C
P
L
= 70 dB
⇒ 10.lgW + 10.lg + 120 = 70 dB
⇒ lg W = - 3,011
⇒ W = 973,63.10
-6
(watt)
Với nguồn có công suất W như trên, ta tìm mức áp suất âm tại các điểm A, B, D, E :
A
P
L
= 10.lg973.10
-6
+ 10.lg + 120 = 70,9 dB
B
P
L
= 10.lg973.10
-6
+ 10.lg + 120 = 69,58 dB
Ta thấy mức áp suất âm tại các điểm chênh lệch nhau rất bé nên lượng âm trong phòng đều nhau.
D. KẾT LUẬN
Từ những tính toán và bố trí vật liệu cũng như kiểm tra lại thiết kế, công trình phục vụ
cho công trình hội trường có quy mô 550 chỗ đáp ứng được những yêu cầu thiết kế chống
ồn và trang âm.