BÀI TẬP LỚN ÂM HỌC KIẾN TRÚC PHÒNG HOÀ TẤU 1100 CHỖ

BTL Âm học Kiến trúc SVTH: NGUYỄN LÊ THANH TRÍ – MSSV:
Q068132
Lớp: Q.06 1
BTL Âm học Kiến trúc SVTH: NGUYỄN LÊ THANH TRÍ – MSSV:
Q068132
A. CÁC SỐ LIỆU BAN ĐẦU
Thiết kế chống ồn và trang âm khán phòng hòa tấu có quy mô 1100 chỗ tại Tp. Hồ Chí Minh.
- Công trình được xây dựng trong khu đất xung quanh là nhà ở, công, 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.
- Mặt đường rộng 30m, chỉ giới xây dựng 20m, khoảng lùi cơng trình là 15m.
- Mức ồn cho phép tại cửa sổ ngồi cơng 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)
+ Từ 8h đến 18h:
L
tb1
= = 73.77 (dB - A)
• Hiệu chỉnh độ rộng đường 30m, chỉ giới xây dựng 25m + 0 (dB – A)

• Hiệu chỉnh độ dốc đường 0 (dB - A) (i = 0%)
 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)
Lớp: Q.06 2
BTL Âm học Kiến trúc SVTH: NGUYỄN LÊ THANH TRÍ – MSSV:
Q068132
+ Từ 18h đến 20h:
L
tb2
= = 74.25 (dB - A)
• Hiệu chỉnh độ rộng đường 30m, chỉ giới xây dựng 25m + 0 (dB - A)
• Hiệu chỉnh độ dốc đường 0 (dB – A) (i = 0%)
 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 làm giảm ồn tại cửa sổ ngoài công trình :
* Thời gian từ 8 – 18 giờ (mức ồn cho phép 60 dB-A)
Với số liệu :
+ Cường độ xe trên đường là:
N
1
= = 1000 (xe/h)
+ Vận tốc trung bình của các xe trên đường là:
V
1
= = 43 (km/h)
+ Khoảng lùi công trình là 20m.

+ Khoảng cách từ tim đường đến điểm ngoài cùng công trình là: r
n
= 35 m.
+ Khoảng sân phía trước công trình trải cỏ xanh: K
n
= 1.1m.
+ 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
= 35 > = = 21.5 nên áp dụng công thức giảm ồn :
∆L
n1
= 15.lg Sr
n
– 33.39 (dB - A)
= 15.lg (43x35) – 33.39 (dB-A) = 14.27 (dB-A)
L
n1
= L
A1
- .∆L
n1
= 74.25 – 1.1 x 14.27 = 58.55 (dB - A) < mức ồn cho phép là 60 (dB_A)

(không can biện pháp chống ồn).
Lớp: Q.06 3
BTL Âm học Kiến trúc SVTH: NGUYỄN LÊ THANH TRÍ – MSSV:
Q068132
* Thời gian từ 18 – 20 giờ (mức ồn cho phép 55 dB-A)
- Với số liệu :
+ 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)
+ Khoảng cách từ tim đường đến điểm ngoài cùng công trình là: r
n
= 35 m.
+ Khoảng sân phía trước công trình trải cỏ xanh: K
n
= 1.1m.
+ 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
= 35m > = 16.65 nên áp dụng công thức giảm ồn :
∆L
n2
= 15.lg Sr
n
– 33.39 ( dB-A)
= 15.lg (33.3x35) – 33.39 (dB-A)
= 12.1 (dB-A)
L
n2
= L
A2
- ∆L
n2
= 75.25 – 1.1 x 12.1 = 61.94 (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

= 61.94 - 55 =6.94 (dB_A).
- Ta dùng cây xanh hút âm để giảm ồn cho công trình. L
4
=1.5Z + β.ΣB
m
=6.94 (dB_A).
- Bố trí ở mặt nền trước công trình 3 lớp cây xanh ( Z = 3). Hệ số hút âm của cây xanh là β =
0.35(cây trồng dày đặc tán lá rậm) .
ΣB

m
=
35.0
35.194.6 x
−
=6.9m
 Vậy ta trồng 3 lớp cây xanh mỗi lớp dày 2.3m như hình vẽ:
Lớp: Q.06 4
BTL Âm học Kiến trúc SVTH: NGUYỄN LÊ THANH TRÍ – MSSV:
Q068132
H1. Mặt cắt bố trí cây xanh chống ồn cho công trình
B.THIẾT KẾ TRANG ÂM .
C. THIẾT KẾ TRANG ÂM
1. Xác đònh thể tích và đònh tỷ lệ phòng:
- Thể loại: khán phòng hòa tấu.
- Phòng biểu diễn ca vũ kịch có chỉ tiêu thể tích phòng trên đầu người : v = 6 m
3
/người.
- Sức chứa phòng biểu diễn là N = 1100 người.
 Vậy sơ bộ xác đònh thể tích phòng là : V = v.N = 6 . 1100 = 6600 m
3
Ta có : V = N . S
n
. H => H = 7.5 m
- Ta chọn các kính thước phòng gần đúng theo tỷ lệ vàng : 1 : 2 : 3.3
Ta có kích thước phòng là: cao × rộng × dài = 10m x 20m x 33m  V = 6600 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 vò trí xa nhất là 29 m
+ Với quy mô 1100 chỗ, ta chia khán đài làm 2 phần:
•
Tầng trệt: 900 chỗ 900 x 6 = 5400
•
Trên bancol: 200 chỗ 200 x 6 = 1200
+ Độ vương của bancol khoảng 9m
+ Các dữ liệu tính toán:
•
Khoảng cách giữa 2 hàng ghế: 0,8m
•
Chiều cao của người ngồi trên ghế: 1,2m
•
Chiều cao của người ngồi trên ghế: 1,2m
Lớp: Q.06 5
BTL Âm học Kiến trúc SVTH: NGUYỄN LÊ THANH TRÍ – MSSV:
Q068132
•
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 4 khu ghế A, B, C,D,E
Chia thành 5 nhóm ngồi:

+ Nhóm A,B: 2 x 200 = 400 ghế
+ Nhóm C,D: 2 x 250 = 500 ghế
+ Nhóm E, F: 2 x 100 =200 ghế
H2. Mặt bằng bố trí ghế tầng trệt
Lớp: Q.06 6
BTL Âm học Kiến trúc SVTH: NGUYỄN LÊ THANH TRÍ – MSSV:
Q068132
H3. Mặt bằng bố trí ghế Bancol
2.2. Thiết kế mặt cắt khán phòng:
- Thiết kế khán phòng nhìn từ trên mặt cắt gồm 3 khu ghế A, C, E với 3 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,B tầng trệt :
Chiều cao mắt người ngồi sau đến mắt người ngồi trước là 0.165m.
Chiều dài hàng ghế là 12m.
=  = = 2,46 (m)
Vậy chiều cao tính từ cote hàng ghế đầu đến cote hàng ghế cuối của khu A là: = 2.46m
Độ dốc của khu ghế là: : i = =
%5.20
12
46.2
=
b. Thiết kế độ dốc khu C,D tầng trệt:
Chiều cao mắt người ngồi sau đến mắt người ngồi trước là 0.185m.
Chiều dài hàng ghế là 12m.
Lớp: Q.06 7
BTL Âm học Kiến trúc SVTH: NGUYỄN LÊ THANH TRÍ – MSSV:
Q068132
=  = = 2,78 (m)
Vậy chiều cao tính từ cote hàng ghế đầu đến cote hàng ghế cuối của khu B là: = 2.78m

Độ dốc của khu ghế là: : i = =
%2.23
12
78.2
=
c. Thiết kế độ dốc bancol khu E, F:
+ Chiều cao ban công từ nền hội trường đến sàn bancol h = 4.5m
+ Điều kiện tính toán b ≤ 2h (chọn b = 9m là khoảng vươn ra của bancol)
+ Khoảng cách từ hàng ghế đầu khu E (hàng ghế trên bancol) đến điểm nhìn là :
A
b
= 33 –( 9 – 1.2) = 25.2(m)
+ Chiều cao từ mặt phẳng sân khấu chứa điểm nhìn tới mắt khán giả ở hàng ghế đầu tiên trên
bancol của khu E một khoảng b
b
= 9m
+ Chiều cao người ngồi trên ghế là h’ = 1,2m.
+ Độ dày bancol là 0.02m
+ Chiều cao lan can trên bancol là 0.8m
Chiều cao từ mắt người ngồi sau đến mắt người ngồi trước là 0.285m.
+ Chiều dài hàng ghế là 5m
=  = = 1,8 (m)
Vậy chiều cao tính từ cote hàng ghế đầu đến cote hàng ghế cuối của khu E là:1.8m
Độ dốc của khu ghế là: : i = =
%36
5
8.1
=
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:
Lớp: Q.06 8
BTL Âm học Kiến trúc SVTH: NGUYỄN LÊ THANH TRÍ – MSSV:
Q068132
TƯ
T
500
= K. lg V (s)
- Công trình khán phòng ca vũ kòch có hệ số mục đích sử dụng là K=0.41
- Thể tích phòng là V=6600 m
3

TƯ
T
500
= k . lg V = 0.41 x lg6600 1.57(s)
- Với các tần số f khác, thời gian âm vang xác đònh theo công thức:
= R .
TƯ
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
TƯ

T
125
=2.19(s)
TƯ
T
2000
= 1,57 (s)
4.2. Tính hệ số hấp thu âm trung bình của các tần số:
Tổng diện tích các bề mặt phản xạ và hút âm trong hội trường :
+ Diện tích hai tường bên : 502 m
2
+ Diện tích tường sau lưng khán giả : 176 m
2
+ Diện tích sàn : 667 m
2
+ Diện tích trần : 667 m
2
+ Diện tích sàn bancol : 202 m
2

Diện tích cửa đi: 46m
2
Tổng diện tích các bề mặt giới hạn phòng:2260m
2
Thay vào phương trình ERING :
TƯ
f
T
=
)1ln(

16,0
f
S
V
α
−×−
×

Với f = 500 Hz : từ phương trình Ering
TƯ
T
500
=
)1ln(
16,0
500
α
−×−
×
S
V
⇒
500
α
= 1 –
TƯ
TS
V
e
500

160
×
×
−
,
= 1 –
57.12260
660016.0
x
x
e
−
= 0.25(s)
Với f = 125 Hz : từ phương trình Ering
Lớp: Q.06 9
BTL Âm học Kiến trúc SVTH: NGUYỄN LÊ THANH TRÍ – MSSV:
Q068132
TƯ
T
125
=
)ln(
,
125
1
160
α
−×−
×
S

V
⇒
125
α
= 1 –
TƯ
TS
V
e
125
160
×
×
−
,
= 1 –
19.22260
660016.0
x
x
e
−
= 0.19 (s)
Với f = 2000 Hz : từ phương trình Ering
TƯ
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%
⇒ ln (1 -
2000
α
) =
TƯ
TS
V
S
mV
2000
1604
×
×
−
,
=
57,12260
660016,0

2260
66000025,04
×
−
×× x
= -0.27
⇒
2000
α
= 1 – e
-0,27
= 0,23
4.3. Tính tổng lượng hút âm yêu cầu của các tần số :
.
yc
A
125
= S ×
125
α
= 2260 × 0.19 = 429.4 m
2
.
yc
A
500
= S ×
500
α
= 2260 × 0,25 = 565 m

2
.
yc
A
2000
= S ×
2000
α
= 2260 × 0,23 = 519.8 m
2
4.4. Xác đònh lượng hút âm thay đổi: z
Trong phònghội trường, sử dụng ghế đệm da mềm. Tra phụ lục ta tìm được các giá trò 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 đònh A
tđ
của các tần số 125HZ, 500Hz,200Hz đối với trường hợp có 70% khán giả tương

ứng bằng 770người và 30% 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%)
770
330
0,24
0,18
184.8
59.4
0,32
0,28
246.4
92.4
0,43
0,28
331.1
92.4
Lớp: Q.06 10
BTL Âm học Kiến trúc SVTH: NGUYỄN LÊ THANH TRÍ – MSSV:
Q068132

Tổng cộng
1100 244.2 338.8 423.5
4. 5. Xác đònh lượng hút âm cố đònh khi có 70% khán giả:
. Đối với tần số 125 Hz :
125
cđ
A
=
yc
A
125
–
125
tđ
A
= 429.4 – 244.2 = 185.2 m
2
.
. Đối với tần số 500 Hz :
500
cđ
A
=
yc
A
500
–
500
tđ
A

= 565 – 338.8 = 226.2 m
2
.
. Đối với tần số 2000 Hz :
2000
cđ
A
=
yc
A
2000
–
2000
tđ
A
= 519.8 – 423.5 = 96.3 m
2
5. Chọn và bố trí vật liệu hút âm :
- Căn cứ vào các giá trò
cđ
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
(m
2

)
125 500 2000
α
S.
α
α
S.
α
α
S.
α
Trần phản xạ Sơn nước
324 0.01 3.24 0.01 3.24 0.02 6.48
Trần hút âm Trát vữa sơn xù xì
343 0.029 9.95 0.032 10.976 0.048 16.464
Sàn Bê tông nhẵn
497.72 0.01 4.98 0.01 4.98 0.02 9.95
Tường bảo vệ 2
bên phòng(2.1m)
Trát vữa xù xì lớn
130.6 0.035 4.57 0.031 4.05
0.02
3
3
Lớp: Q.06 11
BTL Âm học Kiến trúc SVTH: NGUYỄN LÊ THANH TRÍ – MSSV:
Q068132
Tường bên trên
tường bảo vệ
Gỗ dán 3 lớp trên sườn

gỗ cách khoang 50cm
nhét bông 8kg/cm2
371.4 0.037 136.3 0.293 103.62 0.108 34.54
Tường sau lưng
khan giả
Gỗ dán 3 lớp đục lỗ
5mm.Nhét bông mặt
ngoài,quét sơn xù xì
176 0.04 7.04 0.33 58.08 0.05 8.8
Cửa đi Cửa mặt bọc da
46 0.1 4.6 0.11 5.06 0.09 4.14
Lối đi Thảm cao su
369.28 0.04 14.77 0.08 29.54 0.03 11.08
A
cđ
tổng hợp
185.5 219.55 94.5
6. Kiểm tra sai số :
6.1. Kiểm tra lượng hút âm cố đònh:

125
cđ
A

100.
2.185
2.1855.185
−
= 0.16%

500
cđ
A

100.
2.226
2.22655.219
−
= -2.9%

2000
cđ
A

100.
3.96
3.965.94 −
= -1.9%
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

tđ
A
= 185.5 + 244.2 = 429.7 m
2
.Với tần số f = 500 Hz : A
500
=
500
tk
A
+
500
tđ
A
= 219.55 + 338.8 = 558.35 m
2
.Với tần số f = 2000 Hz : A
2000
=
2000
tk
A
+
2000
tđ
A
= 94.5 + 423.5 = 518 m
2
* Hệ số hút âm trung bình của các tần số : với S=2260 m
2

125
α
=
S
A
125
=
2260
7.429
= 0,19
500
α
=
S
A
500
=
2260
35.558
= 0,25
2000
α
=
S
A
2000
=
2260
518
= 0,23

Lớp: Q.06 12
BTL Âm học Kiến trúc SVTH: NGUYỄN LÊ THANH TRÍ – MSSV:
Q068132
* Thời gian âm vang theo phương trình Ering :
tk
T
125
=
)ln(
,
125
1
160
α
−×−
×
S
V
=
)19,01ln(2260
660016,0
−×−
×
= 2.2 (s)
tk
T
500
=
)ln(
,

500
1
160
α
−×−
×
S
V
=
)25,01ln(2260
660016,0
−×−
×
= 1.62 (s)
tk
T
2000
=
)1ln(
16,0
2000
α
−×−
×
S
V
=
)23,01ln(2260
660016,0
−×−

×
= 1.7 (s)
* Sai số thời gian âm vang tối ưu:
125
cđ
T
=
100.
19.2
19.222.2
−
= 1.4%
500
cđ
T
=
100.
57.1
57.162.1
−
= 3.2%
2000
cđ
T
=
100.
57.1
57.17.1
−
= 8%

6.3. Kiểm tra độ rõ:
Độ rõ: = 96. . . .
Tra bảng: = 1 : hệ số giảm độ rõ do hình dạng phòng (hình quạt)
Lớp: Q.06 13
BTL Âm học Kiến trúc SVTH: NGUYỄN LÊ THANH TRÍ – MSSV:
Q068132
= 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)
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 nhà hòa tấu nhạc có quy mô 1100 chỗ đáp ứng được những yêu cầu
thiết kế chống ồn và trang âm.
Lớp: Q.06 14
BTL Âm học Kiến trúc SVTH: NGUYỄN LÊ THANH TRÍ – MSSV:
Q068132
H4. Thiết kế phản xạ âm trên MB. Trệt – TL 1/200
Lớp: Q.06 15
BTL Âm học Kiến trúc SVTH: NGUYỄN LÊ THANH TRÍ – MSSV:
Q068132
H5. Thiết kế phản xạ âm trên MB. Bancol – TL 1/200
Lớp: Q.06 16
BTL Âm học Kiến trúc SVTH: NGUYỄN LÊ THANH TRÍ – MSSV:
Q068132
H6. Thiết kế phản xạ âm trên Mặt cắt – TL 1/200
Lớp: Q.06 17