BÀI TẬP LỚN ÂM HỌC KIẾN TRÚC CA VŨ KỊCH 550 CHỖ

Bài tập lớn môn âm học
I. LỰA CHỌN ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG VÀ ĐỊNH VỊ CÔNG TRÌNH.
−Giả sử công trình nằm trong thành phố với 3 mặt giáp với các công trình lân
cận .
−Một mặt giáp với trục dường có mặt đường rộng 30m , chỉ giới xây dựng 20m,
khoảng lùi công trình từ 5m đến 20m .
Hình vẽ MẶT BẰNG TỔNG THỂ
+Độ ẩm trung bình 70%.
+Mức ồn cho phép tại cửa sổ ngoài công trình (cao 1,2m ) là 55dB.
+Mật độ lưu thông xe N=200 xe / giờ.
Giờ
đo
8-9 9-10 10-11 11-12 12-13 13-14 14-15 15-16 16-17 17-18 18-19 19-20
Cường
độ xe
1800 1500 700 800 800 700 700 900 1500 1200 900 1500
Xe
nặng
15% 15% 20% 30% 20% 15% 30% 25% 10% 10% 20% 20%
Xe
nhẹ
20% 15% 20% 30% 20% 15% 30% 25% 15% 15% 20% 20%
Vận
tốc
30 40 50 50 50 40 50 50 40 30 40 40
II. GIẢI PHÁP CHỐNG ỒN CHO CÔNG TRÌNH.
Hình vẽ MẶT CẮT
Ta có bảng hiệu chỉnh:
Giờ đo 8-9 9-10 10-11 11-12 12-13 13-14 14-15 15-16 16-17 17-18 18-19 19-20
Cường
độ xe

1800 1500 700 800 800 700 700 900 1500 1200 900 1500
HC 76,25 76 74 74,25 74,25 74 74 74,5 76 75,5 74,5 76,5
Xe
nặng
15% 15% 20% 30% 20% 15% 30% 25% 10% 10% 20% 20%
HC -0,38 -0,38 0 +0,76 0 -0,38 +0,76 +0,38 -0,76 -0,76 0 0
Xe 20% 15% 20% 30% 20% 15% 30% 25% 15% 15% 20% 20%
SVTH: TÔ ANH DŨNG Trang 1
Bài tập lớn môn âm học
nhẹ
HC +1 +0,5 +1 +2 +1 +0,5 +2 +1,5 +0,5 +0,5 +1 +1
Vận
tốc
30 40 50 50 50 40 50 50 40 30 40 40
HC -1 0 +1 +1 +1 0 +1 +1 0 -1 0 0
Mức
ồn
75,87 75,12 76 78,01 76,25 74,12 77,76 77,38 75,74 74,24 75,5 77,5
− Mức độ ồn tại A là:
)(, AdB
L
L
td
tb
Atd
−≈=
∑
= 7612476
12
− Ta có :

)(25,21
200
5,42
1001000 m
N
V
S ===
vì S >20(m) nên đây là nguồn dãy

2/40 Sr
n
<=

5,27lg24
)3,20lg24)(2,30lg24(
1
−
−−
−=⇒
S
rS
LL
n
n

)(75,59
5,2722,55
)3,2044,38)(2,3022,55(
124,76 AdB −=
−

−−
−=
Vì
5575,59 >⇔>
cn
LL
−Do đó ta cần phải có giải pháp chống ồn cho công trình .
−Ta chọn giải pháp sử dụng cây xanh để cách âm cho công trình .
− Ta có : nguồn ồn vận tải ở tần số f = 500 Hz ;
1,1=
n
k
;
5,1=
z
k
;
22,0=
β
;
)(5,3 mB
m
=
;
3=Z
;
2/40 Sr
n
<=

)(.5,1
5,27lg24
)3,20lg24)(2,30lg24(
1
1
AdBkBZ
S
rS
LL
n
z
m
n
n
−×






++
−
−−
−=
∑
β

[ ]
)(62,501,131,25,4374,16124,76 dBL

n
=×++−=
Vì
)(5562,50 dBLL
cn
<⇔<
nên thỏa
Hình vẽ MẶT CẮT
SVTH: TÔ ANH DŨNG Trang 2
Bài tập lớn môn âm học
III. THIẾT KẾ TRANG ÂM :
1/ Thiết kế mặt bằng :
Hình vẽ: MẶT BẰNG TỔNG THỂ
−Chức năng sử dụng: Nhà hát ca vũ kòch .
−Sức chứa N = 550 chỗ.
−Chỉ tiêu thể tích chỗ ngồi v = 4,5 (m
3
/ người).
−Thể tích phòng cần thiết là:

)(24755,4550
3
mNvV =×=×=
Ta có :
HSNV
n
××=

)(5,7
8,0550

2475
m
SN
V
H
n
=
×
=
×
=⇒
−Kích thước phòng chọn là:

mmmLBH 24138
××=××

- Chọn mặt bằng có dạng quạt .
- Với 550 chỗ ngồi ta bố trí thành 2 nhóm , mỗi nhóm khoảng 275 ghế với kích
thước ghế là 0,45m x 0,8m.(bao gồm cả lối đi)
+ Nhóm 1,2 : 26 hàng ghế x 11 ghế = 286 ghế .
2/ Thiết kế mặt cắt :
* Độ dốc khán đài : Ta xác đònh độ dốc mặt cắt khán phòng theo phương
pháp vẽ mặt cắt khán phòng ta được mặt cắt dưới nay .

Hình vẽ MẶT CẮT KHÁN PHÒNG

a =3,8m ( khoảng cách từ hàng ghế đầu đến điểm nhìn )
SVTH: TÔ ANH DŨNG Trang 3
Bài tập lớn môn âm học
b =0,08m ( chiều cao từ mặt phẳng nằm ngang chứa điểm nhìn đến

mặt khán giả đầu tiên )
c =0,12m ( chiều cao tia nhìn người ngồi sau đến mắt người ngồi trước )
d =0,8 m ( khoảng cách giữa các hàng ghế )
x =23,8m ( khoảng cách từ điểm nhìn đến hàng ghế tính toán )
y = 7,2m
Chiều cao người ngồi trên ghế là 1,2m .
Ta có công thức :
y=c/d.x.lnx/a + (b+c)/a.x-c
=> y=0,12/0,8.23,8ln23,8/3,8 + (0,08+0.12)/3,8.23,8 – 0,12
y= 4,1m
- Độ dốc khán phòng là tg
α=(y-b)/x = (4,1 - 0,08)/23,8=0,168
i = 16,8% => i = 10
o
- Thiết kế các mặt phản xạ trên mặt bằng và mặt cắt đảm bảo khi diễn xuất
trong khoảng 3-6 m thì vò trí hàng đầu và hàng ghế cuối đều nghe âm phản xạ.

+ Hai mặt phản xạ trên tường dài 23,8m chạy xuốt chiều cao h .
+ Mặt phản xạ trên trần dài 17m chạy suốt chiều rộng b .

Hình vẽ MẶT CẮT KHÁN PHÒNG
3/ Thời gian âm vang tối ưu:
- Tần số f = 500Hz
-
)(249624138
3
mV
phong
=××=
- Hệ số kể tới chức năng sử dụng K=0,29

(sec)985,02496lg.29,0lg.
500
===⇒
VKT
tu
- Hệ số hút âm trung bình của các tầng số
Tần số 125Hz,500Hz,2000Hz

(sec)985,0
2000500125
===⇒
tututu
TTT

SVTH: TÔ ANH DŨNG Trang 4
Bài tập lớn môn âm học
* Hệ số hút âm trung bình các tần số :
- Diện tích các bề mặt :
+ 2 tường bên :
)(31585,232
2
m=××
+ Tường sau lưng khán giả
)(6,8762,324
2
m=−×
+ Trần
)(31212131213
2

m=×+×
+ Sàn
)(3121324
2
m
=×
+ Miệng sân khấu
)(52133
2
m
=×
Tổng diện tích giới hạn phòng:

)(1,094.1523123126,87315
2
mS
=++++=Σ

Thay vào phương trình ERING :
307,011
)1ln(.
16,0
985,0094,1
247516,0
.
16,0
500
500
500
500

=−=−=⇒
−−
=
×−
×
−
ee
S
V
T
tu
TS
V
tu
α
α
Tương tự
307,011
985,01,094.1
247516,0
.
16,0
125
1250
=−=−=⇒
×−
×
−
ee
tu

TS
V
α

mVS
V
T
tu
4)1ln(.
16,0
2000
2000
+−−
=
α
( với m=0,0025 ; ở 20~C ; độ ẩm 70%)

25.0
1,1094
1
24750025,04
985,0
247516,01
4
16,0
)1ln(
2000
2000
−=
−

×






××−
×
=
−
×








−=−⇒
S
mV
T
V
tu
α

29,0
2000

=⇒
α
4/ Tổng lượng hút âm yêu cầu của các tần số yêu cầu
yc
f
A
:
335307,01,1094α
125
125
=×==
SA
yc
335307,01,1094α
500
500
=×==
SA
yc
31729,01,1094α
2000
2000
=×== SA
yc
5/ Xác đònh lượng hút âm thay đổi
f
td
A
:
- Chọn loại ghế dựa đệm da mềm

SVTH: TÔ ANH DŨNG Trang 5
Bài tập lớn môn âm học
- Theo phụ lục trang 355 ta có bảng sau:
Đối tượng hút âm. Hệ số hút âm.
125Hz 500 Hz 2000 Hz
Ghế nêm da mềm α
1
0,18 0,28 0,28
Ghế nêm da mềm (có
người ngồi) α
2
0,24 0,32 0,43
- Giả sử kháng giả có mặt là 70% và 30% ghế trống.

12
125
%30%70
αα
+= NA
td

1,12218,0550%3024,0550%70
=××+××=

12
500
%30%70
αα
+= NA
td

4,16928,0550%3032,0550%70
=××+××=

12
2000
%30%70
αα
+= NA
td

75,21128,0550%3043,0550%70
=××+××=
6/ Xác đònh lượng hút âm cố đònh
f
cd
A
:

f
td
yc
f
f
cd
AAA −=
Lượng Tần số
hút âm
125 500 2000
yc

f
A
335 335 317
f
td
A
122,1 169,4 211,75
f
cd
A
212,9 165,6 105,25
7/ Lựa chọn và bố trí vật liệu trang âm :
- Căn cứ vào
f
cd
A
ta chọn vật liệu và kết cấu hút âm để đạt yêu cầu về tổng
lượng hút âm có trong phòng , hạn chế tiếng dội ( khi lượng
f
cd
A
toán sai số
%10±
so với
f
cd
A
yêu cầu .
- Tận dụng tường , sàn làm mặt phản xạ và bố trí vật liệu có hệ số hút âm bé
để tạo ra nhiều âm phản xạ tăng cường cho âm trực tiếp .

SVTH: TÔ ANH DŨNG Trang 6
Bài tập lớn môn âm học
- Tránh sinh ra tiếng dội , tường sau và ở phần trên của hai bên tường bố trí vật
liệu hút âm , bố trí vật liệu hút âm đồng đều trên các mặt , tránh tập trung cục
bộ làm cho năng lượng âm tắt dần trên các hướng đều nhau .
Bảng thống kê:
SVTH: TÔ ANH DŨNG Trang 7
Bài tập lớn môn âm học
S
T
Các bề mặt
hút âm.
Vật liệu và kết cấu
hút âm.
Diện
tích
125 500 2000
α
S
i
×α
α
S
i
×α
α
S
i
×α
1

Trần hút âm
Trát vửa da cóc khô
quét sơn trắng
243 0,04 6,24 0,07 10,92 0,09 14,04
2 Trần phản
xạ
Trát vữa sơn 78 0,029 4,524 0,032 4,992 0,048 7,488
3 Sàn Bêtong nhẵn 114,4 0,01 1,144 0,01 1,144 0,02 2,288
4 Tường bảo
vệ 2 bên
khán phòng
Gỗ dày 5mm cách
tường 6cm
66 0,3 19,8 0,12 7,92 0,15 9,9
5 Tường bên
trên tường
bảo vệ
Gỗ dán 3 lớp trên
sườn gỗ cách
khoảng 50cm
226 0,367 82,942 0,279 67,12 0,093 21,02
7 Tường phía
sau khán giả
Gỗ dày 5mm cách
tường 6cm
50,7 0,3 15,21 0,2 10,14 0,15 7,605
8 Cử đi Cưả kính đóng kín 11,28 0,35 3,948 0,18 2,03 0,07 0,789
9 Lối đi Thảm cao su 96 0,04 3,84 0,08 7,68 0,03 2,88
10
Cửa thông

gió
Lỗ thông gió có
song sắt
11,4 0,5 5,7 0,5 5,7 0,5 5,7
11
Lỗ đèn 1 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25
Tổng lượng hút âm A
cđ
220,4 201,2 110,3
3. Kiểm tra sai số trang âm
%10%2%100
9,212
9,2124,220
125
<=
−
=∆
x
cd
%10%5,3%100
6,165
6,1654,200
500
<=
−
=∆
x
cd
%10%9,4%100
25,105

25,1053,110
2000
<=
−
=∆ x
cd
* Sai số nằm trong phạm vi cho phép. Vậy vật liệu và kết cấu hút âm bố trí như vậy đạt u
cầu về tổng lượng hút âm có trong phòng.
a. Kiểm tra thời gian âm vang T
TU
ứng với số đại biểu 70%
SVTH: TÔ ANH DŨNG Trang 8
Bài tập lớn môn âm học
Với f = 125Hz  ∆
125
=
5,3321,112220,4
125125
=+=∆+∆
tdcd
m
2
f = 500Hz  ∆
500
=
6,3704,1692,201
500500
=+=∆+∆
tdcd
m

2
f = 2000Hz  ∆
2000
=
55,21525,1053,110
20002000
=+=∆+∆
tdcd
m
2
Hệ số hút âm trung bình:
S
Δ
α =
25,0
1,1094
55,215
α
3.0
1,1094
6,370
α
3.0
1,1094
5,332
α
2000
500
125
==

==
==
Thời gian âm vang T
Theo cơng thức Ering
0.915(sec)
031
1
1094,1.ln
0.16x2475
α1
1
S.ln
0.16V
0.915(sec)
031
1
1094,1.ln
0.16x2475
α1
1
S.ln
0.16V
T
125
125
TU
125
=
−
=

−
=
=
−
=
−
=
TU
500
T
0.939(sec)T
TU
2000
=
=
+
=
+
−
=
+
−
=
0.939(sec)
16.4262.8
262.4
T
4754x0.0025x2
0.251
1

1094,1.ln
0.16x1640
4mV
α1
1
S.ln
0.16V
T
TU
2000
2000
TU
2000
Sai số đối với thời gian âm vang
SVTH: TÔ ANH DŨNG Trang 9
Bài tập lớn môn âm học
%10%6,4%100
985.0
0.985-0.939
%T
-10%-7,1%%T%T
10%7,1%x100%
0.985
0.9850.915
x100%
T
TT
%T
2000
500125

TU
125
TU
125125
125
<==
>==→
−>−=
−
=
−
=
x
Sai số đối với thời gian âm vang tối ưu của 3 tần số nằm trong phạm quy cho phép
-10%10%  Đạt u cầu về âm vang.
b. Sự phân bố áp suất trong phòng (Độ đồng đều của trường âm)
Khoảng cách r của người ngồi xa nhất so với nguồn âm (bục nói) r = 19 (m)
Giả sử cơng suất nguồn âm phát ra 250x10
6
(W)
 Mức áp suất âm tính cho f=500Hz
(dB) 120
Δ
4
4nr
Q
10lg10.lgWL
2
P
+









++=
Trong đó Q = 2 do nguồn âm đặt trên một phía tường
∆ = α
500
x S = 0.3 x 1094,1 = 240
(dB) 63.48120
240
4
4n19
2
10lg)1010.lg(250xL
2
6-
P
=+









++=
Ta có 60dB < 63.48dB < 80dB
 Phòng đạt u cầu về sự phân bố mức áp suất âm.
SVTH: TÔ ANH DŨNG Trang 10
Bài tập lớn môn âm học
Giả sử mức ồn trong phòng là 43dB (là mức ồn lớn nhất thường gặp trong các cơng trình
cơng cộng).
0.677
63.48
43
âmsu t áp c M
n c M
==
 K
n
= 0.8 (Hình C-24C-Trang 72 giáo trình âm học kiến trúc).
c. Tính sai số về độ rõ tiếng nói
P
A
= 96.K
S
. K
l
. K
r
. K
n
%
Trong đó: K

S
: Hệ số giảm độ rõ hình dáng phòng gây ra
K
S
= 1 (phòng hình chng)
K
l
: Hệ số giảm độ rõ do mức ồn trong phòng gây ra
K
l
= 0.98 (Biểu đồ H.Fletcher – trang 72 – giáo trình âm học kiến trúc).
K
r
: Hệ số giảm độ rõ thời gian âm vang trong phòng gây ra
K
r
= 1 (Biểu đồ Krudsen trang 72 giáo trình âm học kiến trúc)
K
n
= 0. Hệ số giảm độ R
o
do mức ồn trong phòng gây ra
 P
A
= 96% x 1+ 0,98x1 + 0 x 0,98 = 75%
Phòng họp
→
Độ rõ

âm tiết của tiếng nói là tốt so với tiếng Việt (ngơn ngữ đơn âm).

d. KẾT LUẬN:
Sau khi kiểm tra sai số về thời gian âm vang. Mức phân bố áp suất âm và độ rõ âm tiết. P
A
đều trong phạm vi sai số cho phép
→
Đạt u cầu
SVTH: TÔ ANH DŨNG Trang 11