VẬT LÝ KIẾN TRÚC ÂM HỌC CÓ FILE CAD TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP HỒ CHÍ MINHKHOA KIẾN TRÚCU A HBÀI TẬP LỚNÂM HỌC KIẾN TRÚCThiết kế chống ồn và trang âm khán phòng công trình tạithành phố Hồ Chí Minh.GIẢNG ĐƯỜNG 600CHỖGVHD:THẦY DIÊU HOÀI DŨNGSVTH: NGUYỄN PHƯỚC DANHMSSV: 20510101334STT: 05LỚP: KT20A4TP HCM 1020221.CHỐNG ỒN ĐÔ THỊĐỀ BÀI: Thiết kế chống ồn tại thành phố Hồ Chí MinhĐường bằng phẳng không dốc, chỉ giới xây dựng là 20m. Công trìnhcách tim đường tối thiểu:(15 + 5 )=20M (STT:05) CHỈ GIỚI XÂY DỰNG 20 => ĐỘ RỘNG ĐƯỜNG 40mgiờ đo 6h8h8h10h10h12h12h14h14h16h16h18h18h20h20h22h22h24h24h2h2h4h4h6hCườngđộ xe1000 1500 2000 900 700 2000 1500 1000 900 700 500 1000Xenặng33% 20% 40% 20% 33% 10% 33% 40% 33% 20% 13% 13%Xe nhẹ 10% 20% 15% 20% 25% 30% 20% 15% 10% 5% 5% 10%Vậntốc40 33 33 40 47 33 40 47 40 33 26 331.1. Tính toán hiện trạng tiếng ồnXét điểm S cách tim đường 7.5 cao 1.2m so với mặt đườnggiờ đo 6h8h8h10h10h12h12h14h14h16h16h18h18h20h20h22h22h24h24h2h2h4h4h6hCường độxe1000 1500 2000 900 700 2000 1500 1000 900 700 500 1000Mức ồn 73 74 74.5 72.5 72 74.5 74 73 72.5 72 71 73Xe nặng 33% 20% 40% 20% 33% 10% 33% 40% 33% 20% 13% 13%Hiệu chỉnh +1 0 +1.54 0 +1 0.77 +1 +1.54 +1 0 0.54 0.54Xe nhẹ 10% 20% 15% 20% 25% 30% 20% 15% 10% 5% 5% 10%Hiệu chỉnh 0 +1 +0.5 +1 +1.5 +2 +1 +0.5 0 0 0 0Vận tốc 40 33 33 40 47 33 40 47 40 33 26 33Hiệu chỉnh 0 1 1 0 +1 1 0 +1 0 1 2 1Mức độồn sauhiệu chỉnh74 74 75.54 73.5 75.5 74.73 76 76.04 73.5 71 68.46 71.46
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP HỒ CHÍ MINH KHOA KIẾN TRÚC U A H BÀI TẬP LỚN ÂM HỌC KIẾN TRÚC Thiết kế chống ồn trang âm khán phịng cơng trình thành phố Hồ Chí Minh GIẢNG ĐƯỜNG 600 CHỖ GVHD:THẦY DIÊU HOÀI DŨNG SVTH: NGUYỄN PHƯỚC DANH MSSV: 20510101334 STT: 05 LỚP: KT20/A4 TP HCM 10/2022 1.CHỐNG ỒN ĐÔ THỊ ĐỀ BÀI: Thiết kế chống ồn thành phố Hồ Chí Minh Đường phẳng khơng dốc, giới xây dựng 20m Cơng trình cách tim đường tối thiểu: (15 + )=20M (STT:05) - CHỈ GIỚI XÂY DỰNG 20 => ĐỘ RỘNG ĐƯỜNG 40m đo 6h8h 8h10h 10h12h 12h14h 14h16h 16h18h 18h20h 20h22h 22h24h 24h2h 2h4h 4h6h Cường độ xe 1000 1500 2000 900 700 2000 1500 1000 900 700 500 1000 Xe nặng 33% 20% 40% 20% 33% 10% 33% 40% 33% 20% 13% 13% Xe nhẹ 10% 20% 15% 20% 25% 30% 20% 15% 10% 5% 5% 10% Vận tốc 40 33 33 40 47 33 40 47 40 33 26 33 1.1 Tính tốn trạng tiếng ồn -Xét điểm S cách tim đường 7.5 cao 1.2m so với mặt đường đo 6h8h 8h10h 10h12h 12h14h 14h16h 16h18h 18h20h 20h22h 22h24h 24h2h 2h4h 4h6h Cường độ xe 1000 1500 2000 900 700 2000 1500 1000 900 700 500 1000 Mức ồn 73 74 74.5 72.5 72 74.5 74 73 72.5 72 71 73 Xe nặng 33% 20% 40% 20% 33% 10% 33% 40% 33% 20% 13% 13% Hiệu chỉnh +1 +1.54 +1 -0.77 +1 +1.54 +1 -0.54 -0.54 Xe nhẹ 10% 20% 15% 20% 25% 30% 20% 15% 10% 5% 5% 10% Hiệu chỉnh +1 +0.5 +1 +1.5 +2 +1 +0.5 0 0 Vận tốc 40 33 33 40 47 33 40 47 40 33 26 33 Hiệu chỉnh -1 -1 +1 -1 +1 -1 -2 -1 Mức độ ồn sau hiệu chỉnh 74 74 75.54 73.5 75.5 74.73 76 76.04 73.5 71 68.46 71.46 Hiệu chỉnh độ dốc đường Hiệu chỉnh độ rộng đường Tổng mức ồn TB 75.55 77.02 72.11 1.2 Kiểm tra độ ồn Đây cơng trình nằm nhóm II (khu dân cư, khách sạn, nhà nghỉ, quan hành chính) nên mức ồn cho phép nhà 60(db-A) từ 6h-18h 55(db-A) từ 18h-22h (theo TCVN 5949-1998) 1.2.1 Thời gian từ 6h-18h ( mức ồn cho phép 60dB-A) với L1= 75.55 dB-A - Cường độ xe trung bình: N1=(1000+1500+2000+900+700+2000)/6= 1350 (xe) - Vận tốc xe trung bình: V1=(40+33+33+40+47+33)/6= 37.67 (km/h) - Khoảng cách từ tim đường đến mép cơng trình: rn = (15 + )=20M - Khi khơng có biện pháp chống ồn, độ giảm ồn khoảng cách là: S1=1000x(V1/N1) = 1000x(37.67/1350) = 27.9 > 20m => Được xem nguồn dãy - Ta có: rn = 20M > S1/2 = 13.95 Độ giảm ồn khoảng cách: ΔLn1= 15xlg(rn x S1) – 33.39 = 7.81 dB-A - Khi khơng có biện pháp chống ồn, tồn bề mặt phủ nhựa đường có Kn= 0.9, âm đến bề mặt ngồi cơng trình có độ lớn là: Ln1 = L1 – Kn x ΔLn1 = 75.55 – 7.81 x 0.9 = 68.52 dB-A > 60 dB-A Độ chênh lệch với mức ồn cho phép : ΔL1 = 8.52 dB-A 1.2.2 Thời gian từ 18h-22h ( mức ồn cho phép 55dB-A) với L2= 77.02 dB-A - Tương tự ta có: N2 = 1250 xe, V2 = 43.5 km/h S2=1000x(V2/N2) = 1000x(43.5/1250) = 34.8 > 20m => Được xem nguồn dãy - Ta có: rn = 20M > S2/2 = 17.4 Độ giảm ồn khoảng cách: ΔLn2= 15xlg(rn x S2) – 33.39 = 9.25 dB-A - Khi khơng có biện pháp chống ồn, tồn bề mặt phủ nhựa đường có Kn= 0.9, âm đến bề mặt ngồi cơng trình có độ lớn là: Ln2 = L2 – Kn x ΔLn2 = 77.02 – 9.25 x 0.9 = 68.7 dB-A > 55 dB-A Độ chênh lệch với mức ồn cho phép : ΔL2 = 13.7 dB-A 1.2.3 Thời gian từ 22h-6h ( mức ồn cho phép 50 dB-A) với L3= 72.11 dB-A - Tương tự ta có: N3 = 775 xe, V3 = 33 km/h S3=1000x(V3/N3) = 1000x(33/775) = 42.58 > 20m => Được xem nguồn dãy - Ta có: rn = 20M < S3/2 = 21.29 Độ giảm ồn khoảng cách: ΔLn3= [(24lgS3 – 30.2)(24lg rn – 20.3)] / (24lgS3 -27.5) = 8.38 dB-A - Khi khơng có biện pháp chống ồn, tồn bề mặt phủ nhựa đường có Kn= 0.9, âm đến bề mặt ngồi cơng trình có độ lớn là: Ln3 = L3 – Kn x ΔLn3 = 72.11 – 8.83 x 0.9 = 64.16 dB-A > 50 dB-A Độ chênh lệch với mức ồn cho phép : ΔL3 = 14.16 dB-A 1.3 Thiết kế chống ồn: Do ΔL3 > ΔL2 > ΔL1 nên ta sử dụng ΔL3 để tính toán thiết kế chống ồn xanh - Theo cơng thức tính khả hút âm xanh trồng tầng lớp gián đoạn ta có ΔL3 = 1.5Z + β x ΣBm gọi a số lớp xanh Độ rộng tán = 5.5m Hệ số hút âm trồng dày đặc, tán rậm: β = 0.35 ΔL3 = 1.5a + 0.35 x x a => 14.16 = 1.5a + 0.35 x 5.5 x a => a = 4.13 làm tròn thành a = - Kiểm tra lại với Kn = 1.1 (mặt đất có cỏ xanh) Ln2(mới) = L2 – knx ΔLn3 - ΔL3 = 72.11 – 8.83 x - (1.5x4 + 0.35x5.5x4) = 49.58 dB-A < 50 dB-A => Thõa mãn yêu cầu với mức ồn cho phép theo tiêu chuẩn THIẾT KẾ KHÁN PHỊNG 2.1 Thơng số sơ bộ: - Thể loại: Giảng đường - Quy mô: 600 chỗ - Chọn giá trị diện tích sàn cho người: 0.9m2/người => Sơ diện tích sàn: S= 540m2 - Chọn giá trị thể tích cho người: 3m3/người => Thể tích khán phịng: V=1800 m3/người - Chiều cao khán phòng: H = V / S = 3.3m - Chọn kích thước phịng theo tỷ lệ hài hịa âm học: H:B:L=2:3:5 => Ta có kích thước phịng H : B : L = 3.3 : : 8.3 V = 3.3 x x 8.3 = 137 < 1800 => khơng thõa Tăng kích thước phịng H : B : L = 10.4 : 15.6 : 26 V= 10.4 x 15.6 x 26 = 4218 > 1800 => thõa điều kiện 2.2 Thiết kế hình dáng phịng: 2.2.1 Thiết kế mặt khán phòng - Khoảng cách xa nhất: 26m - Khoảng cách hàng ghế gần nhất: 4.5m - Chiều cao tầm mắt H1: 1220mm - Chiều cao mặt sân khấu H2: 960mm - Khoảng cách hang ghế d = 1000mm - Chiều rộng ghế 800 - Tổng số chỗ ngồi 600 ghế 2.2.2 Thiết kế mặt cắt khán phòng 2.2.3 Thiết kế bề mặt hấp thụ phản xạ âm TƯỜNG HÚT ÂM TƯỜNG HÚT ÂM TƯỜNG HÚT ÂM TƯỜNG PHẢN XẠ ÂM TƯỜNG PHẢN XẠ ÂM TRẦN HÚT ÂM TRẦN PHẢN XẠ ÂM TƯỜNG HÚT ÂM 2.2.2 Thiết kế mặt cắt khán phịng: - Chia mặt khán phịng làm (chỉ xét đối xứng) - Lấy trọng tâm làm vị trí tiêu biểu để kiểm tra chất lượng âm - Áp dụng công thức L1 + 17m > L2 + L3 (tốt) ➔ ΔL = L2 + L3 – L1 < 17m (tốt) L1 : âm tới L2, L3: âm phản xạ BẢNG KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG ÂM S T T Bản vẽ Các khoảng cách ΔL Chất lượng L1 L2 L3 7.9 9.1 11.3 12.5 Tốt 8.3 5.2 12.1 Tốt BẢNG KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG ÂM S T T Bản vẽ Các khoảng cách ΔL Chất lượng L1 L2 L3 15.7 10.4 15.4 10.1 Tốt 15.7 9.4 10.5 4.2 Tốt BẢNG KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG ÂM S T T Bản vẽ Các khoảng cách ΔL Chất lượng L1 L2 L3 22.4 11.7 19.7 Tốt 22.7 14.2 11.9 3.4 Tốt BẢNG KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG ÂM S T T Bản vẽ Các khoảng cách L1 L2 ΔL Chất lượng L3 9.7 10.3 4.3 4.9 Tốt 6.9 4.7 7.4 5.2 Tốt BẢNG KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG ÂM S T T Bản vẽ Các khoảng cách ΔL Chất lượng L1 L2 L3 16.6 13.4 7.3 4.1 Tốt 14.6 8.5 10.5 4.4 Tốt BẢNG KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG ÂM S T T Bản vẽ Các khoảng cách ΔL Chất lượng L1 L2 L3 22.7 16.5 9.6 3.4 Tốt 20.9 13.9 11.1 4.1 Tốt 2.3 Đánh giá điều chỉnh thiết kế thông qua tiêu âm học 2.3.1 Tính thời gian âm vang tối ưu tần số - Thời gian âm vang tối ưu tần số 500Hz với K = 0.29 (giảng đường) V=4218m3 Ttư500 = 0.29 x lg(4218) = 1.05 → thỏa - Đối với tần số khác, cơng thức tính sau (R hệ số hiệu chỉnh): Ttư125 = R x Ttư500= x 1.05 = 1.05 Ttư2000 = R x Ttư500= x 1.05 = 1.05 2.3.2 Xác định hệ số hút âm trung bình tổng lượng hút âm tần số - Diện tích bề mặt: - Diện tích tường bên: 242.2 x = 484.4 m2 - Diện tích tường phía sau: 85.9 + 89.3x2 =264.4 m2 - Diện tích sàn: 629.7 m2 - Diện tích trần: 662.1 Tổng diện tích bề mặt S = 2040.6 m2 Áp dụng công thức: 0.16 𝑥 𝑉 Ttưf =−𝑆 ln(1−𝑎 ) với f < 500 Hz 𝑓 Ttưf =−𝑆 ln 0.16 𝑥 𝑉 1−𝑎𝑓 +4𝑚𝑉 với f > 2000 Hz (m=0.0025) Af= S x af Từ ta có bảng tính: Tần số 125 500 2000 Ttưf 1.05 1.05 1.05 Thể tích V 5352 5352 5352 Tổng diện tích S 2040.6 2040.6 2040.6 -0.4 -0.4 -0.373 𝑎𝑓 0.329 0.329 0.312 Af 672.28 672.28 635.91 ln(1 − 𝑎𝑓) 2.3.3 Xác định lượng hút âm thay đổi Chọn ghế ngồi ghế đệm cỏ nhân tạo - Với 70% khán giả 30% ghế trống ta có: Đối tượng hút âm hệ số hút âm a tần số 125 500 2000 Người + ghế mềm diện tích sàn ngồi 0.6 0.88 0.93 Ghế mềm bọc vải diện tích sàn ngồi 0.21 0.3 0.15 Đối tượng hút âm N Diện tích sàn ngồi 125 500 a N.a a N.a a N.a Người ngồi ghế (70%) 420 0.54 226.8 0.75 315 0.83 348.6 Ghế tự (30%) 180 0.21 37.8 0.3 54 0.15 27 Tổng cộng 600 264.6 369 2000 375.6 2.3.4 Xác định lượng hút âm cố định Ta có Acđ = Af - Atđ - Acđ125 = Af - Atđ = 672.28 - 264.6 = 407.7 m2 - Acđ500 = Af – Atđ= 672.28 - 369 = 303.3 m2 - Acđ2000 = Af – Atđ= 635.91 - 375.6 = 260 m2 2.3.5 Chọn bố trí vật liệu cho bề mặt Bảng chọn bố trí vật liệu hút âm St t Loại bề mặt Vật liệu kết cấu Diện tích Acđ 125 500 2000 a S.a a S.a a S.a Trần phản xạ âm Ván ép lớp khoảng cách khung 450x450 đệm khoáng 397.2 0.09 35.7 0.17 67.5 0.1 39.7 Trần hút âm Một lớp đục lỗ nhỏ 264.8 0.38 100 0.28 74.1 0.23 60.9 Tường phản xạ âm hai bên Tường gạch trát nhám 484.4 0.04 19.4 0.05 24.2 0.07 33.9 Tường hút âm hai bên Ván ép lớp khoảng cách khung 450x450 178.6 0.38 67.9 0.16 30.4 0.1 17.9 Tường hút âm sau lưng Hai lớp, đục lỗ, trước ván ép lớp, sau ván ép lớp 85.9 0.86 73.9 0.63 54 0.83 71.3 Cửa Cửa mặt bọc da 24 0.1 2.4 0.11 2.64 0.09 2.2 sàn Bê tông phủ thảm 629.7 0.15 94.5 0.07 44.1 0.07 44.1 Tổng cộng 394 296 270 2.3.6 Kiểm tra sai số 2.3.6.1 Kiểm tra sai số lượng hút âm cố định Kiểm tra số lượng hút âm cố định (Acđ) A125cđ = 407.7 − 394.4 = 3.25% < 10% → ĐẠT 407.7 A500cđ = 303.3−296.9 = 2.1% < 10% → ĐẠT 303.3 260−270 A2000cđ = = 3.8% < 10% → ĐẠT 260 2.3.6.1 Kiểm tra sai số thời gian âm vang BẢNG TỔNG HỢP, KIỂM TRA SAI SỐ Tần số (Hz) 125 500 2000 Số % khán giả có mặt 70 70 70 Atđ 264.6 369 375.6 Acđ 394.4 296.9 270 A = Atđ + Acđ 659 665.9 645.6 Tổng diện tích bề mặt S 2040.6 2040.6 2040.6 Thể tích V 5352 5352 5352 a= A /S 0.32 0.33 0.32 1-a 0.68 0.67 0.68 Ln(1-a) -1.14 -1.11 -1.14 -S Ln(1-a) + 4m.V 840.5 870.7 840.5 Thời gian âm vang tính tốn Ttt 1.09 1.048 1.02 Ttư 1.05 1.05 1.05 Sai số (%) 3.8% 0.2 2.9