CÁC SỐ LIỆU BAN ĐẦU Thiết kế chống ồn và trang âm khán phòng hoà tấu có quy mô 1100 chỗ tại TP.Hồ Chí Minh. 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. Mặt đường rộng 30m, chỉ giới xây dựng 20m, khoảng lùi công trình là 15m. Mức ồn cho phép tại cửa sổ ngoài công trình (cao 1,2m) là 55 (dB A). Độ ẩm trung bình là 70%.
Trang 2A 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 :
Giờ đo 8_9 9_10 10_11 11_12 12_13 13_1414_15 15_16 16_17 17_18 18_19 19_20 Cường độ xe (N) 1800 1500 100 800 800 700 700 900 1500 1200 900 1500 Hiệu Chỉnh 74.3 74 67 72.25 72.3 72 72 72.5 74 73.4 72.5 74
Xe hạng nặng 15% 15% 20% 30% 20% 15% 30% 25% 10% 10% 20% 20% Hiệu Chỉnh -0.38 -0.4 0 0.76 0 -0.4 0.76 0.38 -0.8 -0.76 0 0
Xe tải & xe khách 20% 15% 20% 30% 20% 15% 30% 25% 15% 15% 20% 20%
Hiệu Chỉnh -1.42 0 1.42 1.42 1.42 0 1.42 1.42 0 -1.42 0 0 Mức ồn 73.50 74.1 69.42 76.43 74.67 72.1 76.18 75.80 73.7 71.72 73.5 75
- Mức ồn trung bình : TB
Atd
L =
12
L td
= 73.85 (dB - A) + Từ 8h đến 18h:
• 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 :
LA1 = 73.77 + 0 = 73.77 (dB - A)
Trang 3+ Từ 18h đến 20h:
Ltb2 = = 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 :
Ltb2 = 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:
+ Vận tốc trung bình của các xe trên đường là:
+ Khoảng lùi công trình là 20m
+ Khoảng cách từ tim đường đến điểm ngoài cùng công trình là: rn = 35 m
+ Khoảng sân phía trước công trình trải cỏ xanh: Kn = 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 :S1 = 1000 × = 1000 × = 43 (m)
Vậy nguồn được xem là nguồn dãy vì (S1=43m > 20m)
Mặt khác: rn = 35 > = = 21.5 nên áp dụng công thức giảm ồn :
∆Ln1 = 15.lg Srn – 33.39 (dB - A)
= 15.lg (43x35) – 33.39 (dB-A) = 14.27 (dB-A)
Ln1 = LA1 - ∆Ln1 = 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)
Trang 4* Thời gian từ 18 – 20 giờ (mức ồn cho phép 55 dB-A)
- Với số liệu :
+ Mật độ xe trên đường là: N2 = = 1200 (xe/h)
+ Vận tốc trung bình của các xe trên đường là: V2 = = 40 (km/h)
+ Khoảng cách từ tim đường đến điểm ngoài cùng công trình là: rn = 35 m
+ Khoảng sân phía trước công trình trải cỏ xanh: Kn = 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: S2 = 1000 × = 1000 × 120040 = 33.3(m)
Vậy nguồn được xem là nguồn dãy vì (S2 = 33.3m > 20m)
Ta thấy: rn = 35m > = 16.65 nên áp dụng công thức giảm ồn :
∆Ln2 = 15.lg Srn – 33.39 ( dB-A)
= 15.lg (33.3x35) – 33.39 (dB-A)
= 12.1 (dB-A)
Ln2 = LA2 - ∆Ln2 = 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 L4 =1.5Z + .Bm =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 = 0.35(cây trồng dày đặc tán lá rậm)
Bm =
35 0
3 5 1 94
6 x
=6.9m
Vậy ta trồng 3 lớp cây xanh mỗi lớp dày 2.3m như hình vẽ:
Trang 5H1 Mặt cắt bố trí cây xanh chống ồn cho công trình
B.THIẾT KẾ TRANG ÂM
C THIẾT KẾ TRANG ÂM
1 Xác định thể tích và định 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 m3/người
- Sức chứa phòng biểu diễn là N = 1100 người
Vậy sơ bộ xác định thể tích phòng là : V = v.N = 6 1100 = 6600 m3
Ta có : V = N Sn 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 m3
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 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
Trang 6 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
Trang 7H3 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
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 = = 20 5 %
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
Trang 8= = = 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 = = 23 2 %
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 :
Ab= 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 bb = 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
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:
Trang 9T500 = K lg V (s)
- Công trình khán phòng ca vũ kịch có hệ số mục đích sử dụng là K=0.41
- Thể tích phòng là V=6600 m3
T500TƯ = k lg V = 0.41 x lg6600 1.57(s)
- Với các tần số f khác, thời gian âm vang xác định theo công thức:
= R T500TƯ
Trong đó R là hệ số hiệu chỉnh:
Ta có: Tần số f = 125 Hz , R=1,4
f= 2000 Hz ,R = 1
TƯ
T125 =2.19(s)
TƯ
T2000= 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 m2
+ Diện tích tường sau lưng khán giả : 176 m2
+ Diện tích sàn : 667 m2
+ Diện tích trần : 667 m2
+ Diện tích sàn bancol : 202 m2
Diện tích cửa đi: 46m2
Tổng diện tích các bề mặt giới hạn phòng:2260m2
Thay vào phương trình ERING : TƯ
f
T = 0,ln(161 )
f S
V
Với f = 500 Hz : từ phương trình Ering
TƯ
T500 = 0ln(,161 )
500
S
V
500 = 1 – S T TƯ
V
e 500
16 0
,
= 1 – 2260 1 57
6600 16 0
x
x
e = 0.25(s) Với f = 125 Hz : từ phương trình Ering
TƯ
125
1
16 0
S
V
125 = 1 – S T TƯ
V
e 125
16 0
,
= 1 – 2260 2 19
6600 16 0
x x
e = 0.19 (s)
Trang 10Với f = 2000 Hz : từ phương trình Ering
TƯ
T2000 = S 1016 V 4mV
2000
) ln(
,
Trong đó : m = 0,0025 là hệ số hút âm của không khí ở điều kiện nhiệt độ 200C và độ ẩm 70%
ln (1 - 2000) = S T TƯ
V S
mV
2000
16 0 4
= 40,002522606600 22600,16x66001,57
= -0.27
2000 = 1 – e-0,27 = 0,23
4.3 Tính tổng lượng hút âm yêu cầu của các tần số :
A125yc = S × 125 = 2260 × 0.19 = 429.4 m2
A500yc = S × 500 = 2260 × 0,25 = 565 m2
A2000yc = S × 2000 = 2260 × 0,23 = 519.8 m2
4.4 Xác định lượng hút âm thay đổi: z
Trong phònghội trường, sử dụng ghế đệm da mềm Tra phụ lục ta tìm được các giá trị f
Người ngồi trên ghế
Ghế dựa đệm da mềm
0,24
0,18
0,32
0,28
0,43
0,28
Ta xác định Atđ 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
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
Trang 114 5 Xác định lượng hút âm cố định khi có 70% khán giả:
Đối với tần số 125 Hz : 125
cđ
A = A125yc – 125
tđ
A = 429.4 – 244.2 = 185.2 m2 Đối với tần số 500 Hz : 500
cđ
A = A500yc – 500
tđ
A = 565 – 338.8 = 226.2 m2 Đối với tần số 2000 Hz : 2000
cđ
A = A2000yc – 2000
tđ
A = 519.8 – 423.5 = 96.3 m2
5
Chọn và bố trí vật liệu hút âm :
- Căn cứ vào các giá trị A cđ , 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 )
Trần hút âm Trát vữa sơn xù xì 343 0.029 9.95 0.032 10.976 0.048 16.464
Tường bảo vệ 2
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
Trang 12khan giả 5mm.Nhét bông mặt
ngoài,quét sơn xù xì
6
Kiểm tra sai số :
6.1 Kiểm tra lượng hút âm cố định:
125
cđ
2 185
2 185 5
185
= 0.16%
cđ
2 226
2 226 55
219
= -2.9%
2000
cđ
3 96
3 96 5
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 : A125 = 125
tk
A + 125
tđ
A = 185.5 + 244.2 = 429.7 m2 Với tần số f = 500 Hz : A500 = 500
tk
A + 500
tđ
A = 219.55 + 338.8 = 558.35 m2 Với tần số f = 2000 Hz : A2000 = 2000
tk
A + 2000
tđ
A = 94.5 + 423.5 = 518 m2
* Hệ số hút âm trung bình của các tần số : với S=2260 m2
125
=
S
A125
= 2260
7 429
= 0,19
500
= A S500 = 5582260.35 = 0,25
2000
S
A2000
= 2260518 = 0,23
* Thời gian âm vang theo phương trình Ering :
tk
125
1
16 0
S
V
= 22600,16ln(66001 0,19) = 2.2 (s)
tk
T = 0,16V = 0,166600 = 1.62 (s)
Trang 13T2000 = 0ln(,161 )
2000
S
V
= 22600,16ln(66001 0,23) = 1.7 (s)
* Sai số thời gian âm vang tối ưu:
125
cđ
19 2
19 2 22
2
= 1.4%
500
cđ
57 1
57 1 62
1
= 3.2%
2000
cđ
57 1
57 1 7
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)
= 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
Trang 14 = 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
Trang 15H4 Thiết kế phản xạ âm trên MB Trệt – TL 1/200
Trang 17H6 Thiết kế phản xạ âm trên Mặt cắt – TL 1/200