Thiết kế, tính toán ánh sáng, thông gió tự nhiên trong nhà ở thiết kế âm học phòng hòa nhạc 1200 chỗ ngồi

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HỒ CHÍ MINH KHOA XÂY DỰNG  THIẾT KẾ, TÍNH TỐN ÁNH SÁNG, THƠNG GIĨ TỰ NHIÊN TRONG NHÀ Ở THIẾT KẾ ÂM HỌC PHÒNG HÒA NHẠC 1200 CHỖ NGỒI Bài tập lớn Môn học: VẬT LÝ KIẾN TRÚC GVHD: NGUYỄN MINH SƠN NHÓM THỰC HIỆN: VÕ KIỀU PHƯƠNG TRÂN-21140088 NHIÊU GIA HY- 21140016 HỌC KỲ: I – NĂM HỌC: 2022 – 2023 Họ tên sinh viên thực đề tài: Võ Kiều Phương Trân Nhiêu Gia Hy - 21140088 21140026 ĐIỂM: NHẬN XÉT CỦA GV: GV ký tên I ĐẶC ĐIỂM KHÍ HẬU TP.HCM + Miền Nam nước ta có đặc điểm kiểu khí hậu nhiệt đới cận xích đạo Nhiệt độ trung bình hàng năm Nam Bộ từ 25°C đến 35°C, + Miền Nam thường có mùa: mùa mưa mùa khô Mùa mưa tập trung từ tháng đến tháng 10.Mùa khô tháng 11 đến tháng năm sau, nhiệt độ trung bình 27,55°C + Thành phố Hồ Chí Minh chịu ảnh hưởng hai hướng gió chủ yếu gió mùa Tây - Tây Nam Bắc - Ðơng Bắc Gió Tây -Tây Nam từ Ấn Ðộ Dương thổi vào mùa mưa, khoảng từ tháng đến tháng 10 Gió Bắc- Ðơng Bắc từ biển Đơng thổi vào mùa khơ Ngồi có gió tín phong, hướng Nam - Ðơng Nam + Lượng mưa cao, bình quân/năm 1.949 mm Số ngày mưa trung bình/năm 159 ngày Khoảng 90% lượng mưa hàng năm tập trung vào tháng mùa mưa từ tháng đến tháng 11; hai tháng thường có lượng mưa cao Các tháng 1,2,3 mưa ít, lượng mưa không đáng kể + Ðộ ẩm tương đối khơng khí bình qn/năm 79,5%; bình qn mùa mưa 80% trị số cao tuyệt đối tới 100%; bình quân mùa khô 74,5% mức thấp tuyệt đối xuống tới 20% II THƠNG GIĨ Phân tích khu đất • Vị trí: Đường 60, An Phú Quận 2, Tp HCM Khu đất có hướng hướng Tây Nam, với hai mặt tiền hướng Tây hướng Nam, đón nhiều gió tự nhiên Mặt tiền hướng Tây đón nắng buổi chiều góc chếch nên đảm bảo khơng bị ảnh hưởng vào thời điểm nắng gắt Với diện tích khu đất 600 m2 khu đất thiết kế với nhiều khoảng xanh, thoáng đãng, giúp cho nhà tận dụng lợi tự nhiên từ hướng khu đất khắc phục nhược điểm chưa thuận lợi => Từ đặc điểm khu đất đến giải pháp thiết kế - Khu đất có mặt tiền hướng Tây Nam, ưu tiên mở cửa hướng Nam, nơi có gió tốt mặt tiền thống đãng Hướng Tây ưu tiên làm sân vườn trở thành vị trí cho khu chức bị ảnh hưởng garage - Đặt vị trí mở cửa thích hợp để đảm bảo thơng gió cho tồn khu chức thường sử dụng, đầy đủ ánh sáng cho cơng trình, nhằm tạo thoải mái sử dụng tiết kiệm lượng Bố trí cửa lấy gió hợp lý đảm bảo dịch chuyển dịng khơng khí cơng trình - Do đặc điểm khí hậu, hoa gió thành phố Hồ Chí Mình, cơng trình có khả tiếp cận loại gió gió Tây Nam gió Đơng Bắc - Với lợi mặt tiền đón gió, thiết kế ưu tiên khối cơng trình mở nhiều cửa sổ mặt tiền Bên nhà chọn vị trí cửa phù hợp, đảm bảo áp lực khí động đủ để thơng gió khu chức cần thiết + Mặt tầng + Mặt tầng + Mặt tầng III QUANG HỌC Sơ tính tốn lựa chọn kích thước tất cửa sổ S0= Etb.Ss/ E0.C0 Ex : độ rọi trung bình phịng ( tra bảng 1.9) E0 : độ rọi nhà E0 = 2000 Ss : diện tích sàn C0 : hệ số xuyên sáng S0 : diện tích cửa sổ Tầng 1: + Phịng khách: Etb=150 l, Ss= 2000, Eo=0.6, Co= 0.6 So= 4,9375 m2 + Phòng ăn + Phòng bếp: Etb=300, Ss=42,5, Eo=0,6, Co =0.6 So=10,625 m2 + Phòng vệ sinh: Etb= 50 So=0,42 m2 + Phòng sinh hoạt chung: Etb= 150 So= 10,125 Tầng 2: +Phòng ngủ master Etb= 150 So= 9,2 + Phòng sinh hoạt chung tầng 2: Etb= 150 So=5,55 + Phòng làm việc: Etb= 150 So= 2,925 + Phòng WC phòng ngủ 1: Etb= 50 So=0,3 m2 +Phòng ngủ 1: Etb= 150 So= m2 Phòng thờ : Etb= 150 So=2,35m2 + Phịng gym: Etb= 150 So= 8,125 Tính tốn CSTN lựa chọn kích thước cửa sổ lấy sáng phòng Phòng ngủ master B=7.05m L=12,3  Sc=BxL= ( 7.05x12,3)- (4.4-2,5)=75,715 m2  H=1,8m  τ 0=0.6 etc= Tính ηcs : L/B=12,3/7.05=1,74 B/H=7,05/18=3,91  ηcs = 11,5 r1 =4,25 (tra bảng số 3) Kf(x) = Scs=10,2m2 Vậy cửa có kích thước(5,5 x1.8)m Kiểm tra hệ số chiếu sáng biểu đồ danhiluk Biểu đồ danhilukI dành cho mặt cắt, biểu đồ dành cho mặt Theo biểu đồ Danhiluk I e1= ô=0,1 Theo biểu đồ Danhiluk II e2= 61 ô=0,61 ➔ với etc=3, cửa sổ đạt yêu cầu Chiếu sáng nhân tạo trang trí cho phịng Chiếu sáng nhân tạo trang trí phịng khách: Diện tích S=39,5m2 a Tổng lượng ánh sáng khả kiến cần thiết Eyc cho phòng khách ≥ 300 lux  Lấy Eyc=300lux S(phịng)xEyc= 39,5x300=11850 lumen b Cơng suất đèn cần để chiếu sáng Hiệu suất đèn= quang thông/hiệu suất đèn= 450/5=90 (lumen/W) ( lấy hiệu suất đèn led G5 ) Tổng lượng ánh sáng khả kiến/hiệu suất đèn = 18500÷ 90 ≈ 131,6(W) Tổng số đèn cần dùng: Tổng cơng suất cần/ cơng suất bóng đèn= 131,6/5≈ 25 bóng  Chọn đèn chùm thả , bóng đèn loại đèn led cơng suất 5W Các biện pháp xử lý xạ mặt trời đến công trình hướng Tây Hướng tây hướng đón nắng lúc mặt trời lặn, cơng trình hướng tây thường bị ảnh hưởng xạ nhiệt từ mặt trời, từ sinh giải pháp để giải quyết, chống nóng cho cơng trình kiến trúc Đảm bảo thoải mái sử dụng, bảo vệ tuổi thọ cơng trình Sau biện pháp hữu ích thường sử dụng để giải vấn đề nhà hướng Tây • Thiết kế mái che ngồi trời: chọn loại mái che với vật liệu kích thước phù hợp làm giảm bợt lượng nhiệt tác động trực tiếp đến cơng trình • Ứng dụng vật liệu cách nhiệt xây dựng Ngày nay, thị trường xuất nhiều loại vật liệu tiên tiến, có khả giảm tác động nhiệt lên cơng trình mà đảm bảo thẫm mỹ sơn cách nhiệt • Xây tường dày lớp: với độ dày tường khoảng khơng khí bên trong, nhiệt độ bên ngồi khó xâm nhập vào khơng gian sống • Thiết kế khoảng khơng xanh: lựa chọn loại phù hợp, dãy xanh với độ dày ≥ 15~30𝑚, làm giảm nhiệt độ khơng khí, tăng độ ẩm Vẽ chiếu nắng cho cơng trình ( xn, thu phân, hạ, đơng chí a.Chiếu nắng ngày xn-thu phân Nắng Nắng Nắng 11 Nắng 13 Nắng 17 a Chiếu nắng ngày hạ,đơng chí Nắng Nắng Nắng 11 Nắng 13 Nắng 17 Nhận xét: Sáng sớm nắng dịu nhẹ, tăng dần trưa chiều Hướng đông hướng nắng nhiều nhất, cần chọn kết cấu che nắng phù hợp + Buổi chiều, cường độ xạ Mặt Trời giảm, tia nắng yếu mát vào 17 Tường phía Tây nóng ( khoảng 13 đến 15 ) , sau 15 nhiệt độ bắt đầu giảm mát dần, Mặt Trời sau 15 bắt đầu lặn nhanh so với ngày hạ chí IV ÂM HỌC THIẾT KẾ TRANG ÂM CHO PHÒNG HÒA NHẠC 1200 CHỖ +Sức chứa: 1200 người => Diện tích S=0.9x1200=1080 m2 V=7.5m2/ người -> V phòng= 1200x7.5= 9000m2 =>Chiều cao tb:H=V/S=8,3 ➔ Phòng khan đài cỡ B, kích thước miệng sân khấu dao động khoảng (11-13m) x (7,5-8m) + Từ thể tích ta chia khan phòng thành chiều theo tỉ lệ : : 2.62 : 3,62, ta chiều 10, 26,36 + Chọn miệng sân khấu 13x8 + Độ cao sàn sân khấu 1m +Tiền đài sân khấu: 1,2 m + khoảng cách sân khấu hàng ghế đẩu THÔNG SỐ CHÚ THÍCH Chiều sâu phịng khán giả a Đối với nhà hát kịch nói, ca kịch b Đối với nhà hát nhạc kịch, vũ kịch ≤ 27m ≤ 30m Là khoảng cách từ đường đỏ sân khấu tới tường cuối phịng khán giả, sau hàng ghế xa Góc mở mặt γ < 30° Góc mở I lấy theo hình α ≤ 30° Góc nhìn lấy theo hình β ≥ 110° Góc mở I lấy CHỈ TIÊU Góc nhìn khán giả ngồi hang ghế đầu Góc nhìn khán giả ngồi hang ghế cuối ➔ Hình dáng phịng thỏa tiêu chuẩn nêu kích thước sơ đề xuất BỐ TRÍ MẶT BẰNG KHÁN PHỊNG Chiều sâu hàng ghế: 500mm Khoảng cách hàng ghế:1000 mm Chiều rộng lối dọc: 1200mm Chiều rộng lối ngang: 1600mm Bố trí ghế ngồi Khu a: 480ghế ngồi ( 12 hàng ghế) Khu b: 720 ghế ngồi ( 15 hàng ghế) Thiết kế bề mặt phản xạ hấp thụ âm: ▪ Thiết kế tường phản xạ hấp thụ âm: Các mặt phản xạ âm hấp thụ âm tường bố trí − Các phản xạ âm bên tường dọc có tác dụng phản xạ âm, tăng cường độ rõ độ âm vang để âm đến tai khán thính giả hay Trường âm phản xạ đảm bảo phục vụ tất chỗ ngồi khán phòng hướng cuối phịng, nơi khán giả nhận âm trực tiếp − Các hút âm đầu phịng để hạn chế tượng âm lặp xảy với hàng ghế đầu − Các hút âm cuối phịng để ngăn khơng cho tiếng dội xuất phòng Thiết kế mặt cắt khán phòng: - Các sở thiết kế : + Điểm nhìn: Ở tâm điểm miệng sân khấu, cao cách sàn 1,2m + độ nâng tia nhìn: c = 600mm Chiều cao tầm mắt người ngồi ghế: 1200mm Mặt cắt phịng (tầm nhìn) Thiết kế dốc khán phịng: + Khán phịng hình vẽ mặt cắt gồm nhóm với độ dốc khác nhằm đảm bảo khan giả nhìn thấy điểm nhìn bất lợi sâu khấu +Hai hàng ghế chẵn lẻ so le hình vẽ + Mặt phẳng sân khấu chứa có chiều cao cách mắt khan giả hang khu + khoảng b = 0.02m + Khoảng cách hai hang ghế : m ▪ Ta có cơng thức tính độ dốc : Thiết kế trần phản xạ hút thụ âm − Tấm trần F1 quản lý hàng ghế đến Các tầm trần lại phẳng − Tấm trần F2 quản lý hàng ghế đến 12 − Tấm trần F3 quản lý hàng ghế 13 đến 16 − Tấm trần F4 quản lý hàng ghế 16 đến 19 − Tấm trần F5 quản lý hàng ghế 20 đến 23 Tấm trần F6 quản lý hàng ghế 23 đến 25 Tấm trần F7 quản lý hàng ghế 25 đến 27 − Phần trước trần F1 hút âm chống âm lặp, ko ảnh hưởng diễn viên sân khấu Tấm trần − F8 hút âm, trước ban cơng có hút âm, ngăn tiếng dội xuất từ phía sau khán phịng Thiết kế âm học theo thời gian âm vang Thể loại kịch → K = 0.41→ TTƯ500 = 𝐾 × lg V = 0.41 × lg 9000 = 1.62s Ta tính thời gian âm vang thầng số khác : − Với tần số f khác , thời gian âm vang xác định theo công thức : − Trong R hệ số hiệu chỉnh − R = 1,4 cho tần số f = 125 Hz R = cho f = 2000 Hz − TTƯ125 = 1.4 x 1.62 = 2,268 − TTƯ2000 = x 1.62 = 1.62s Ttư500 = 1,1 x 1,62= 1,782 Tính hệ số hút âm trung bình tần số − Tổng diện tích bề mặt phịng : S = 3479m2 Theo phương trình Ering Với f=500 =>  500=0,207 F=125=> a 125= 0,166 F=2000 => a 2000= 0,205 Tính tổng lượng hút âm yêu cầu tần số Ayc= S x a125 = 3479 x 0,166=577,515 125 Ayc= S x a500 = 3479 x 0,207= 720,153 500 Các bề mặt hút âm Vật liệu kết cấu hút âm Diện tích m2 Sàn sân khấu Sàn lát gỗ ván 164 Trần sân khấu Tấm vật liệu ép dày 160,72 Tường bên sân khấu Tường sau sân khấu Tường mặt trước miệng sân khấu Trần phản âm Gỗ dán 160 Trát nha cóc nhỏ quét sơn Tường gách trát vữa quét sơn 131,2 Bê tông quét sơn 894 125 200  S.  S.  S. 0.05 8,2 0,05 8,2 0,06 9,84 0,1 16,07 0,15 24,10 0,05 8,036 0,18 28,8 30,4 0,12 19,2 0,04 5,248 0,03 3,936 0,05 6,56 0,01 1,904 0,01 1,904 0,02 3,808 0,04 35,76 0,06 53,64 0,04 35,76 0,04 7,644 0,64 122,3 0,7 04 133,7 0,1 1,936 0,11 2,129 0,09 1,742 0,01 8,825 0,02 16,57 0,02 16,57 0,36 20,73 0,49 28,22 0,1 5,76 0,5 96 0,08 15,36 0,04 7,68 0,04 14,51 0,08 29,02 0,03 10,88 52 0,25 0,25 0,25 0,25 0,19 190,4 Trần hút thụ âm Bơng thủy tinh có γ= 75-85 kg/m3 bọc vải thủy tinh, dày 50mm, đặt cách trần 50mm 191,1 Cửa Cửa mặt bọc da 19,36 Tường bên phản xạ âm Tường bên hút âm Tường phía sau khan giả Sàn lối Trát vữa quét sơn phản xạ âm Tấm ép đệm 828,5 Tấm sợi gỗ cứng 192 Trải thảm cao su 362,84 Lỗ đèn Lỗ trống 57,6 ACĐ 245,886 Ayc= S x a2000 = 3479 x 0,205=713,195 2000 Xác định lượng hút âm thay đổi : 500 0,25 336,052 0,25 259,8612 Đối tượng hút âm Hệ số hút âm f Ghế dựa đẹm da mềm a1 Người ngồi đệm a2 125 Hz 5000Hz 2000Hz 0,18 0,24 0,28 0,32 0,28 0,43 Khi có 70% lượng khan giả yêu cầu có mặt A125 : A125 = 70%N a2 + 30%N a1=70%.1200.0,24 +30%.1200.0,18=266.4 thay đổi tđ A500 : A500 = 369,6 thay đổi tđ A2000 : A2000= 462 Lượng hút âm\ tần số Ayc F Af Tđ Af Cđ thay đổi tđ 125 500 2000 577,515 720,188 713,195 266,4 396,6 462 320,27 323,588 251,195 II Chọn bố trí vật liệu Tính sai số 245,886-266,4/266,4x100=-7,70% < -10%(thỏa mãn) 336,052-323,588/323,588x100= 3,8