Thiết kế chống ồn và trang âm khán phòng

1 I Nội dung đề tập lớn ứng với STT 13: Thiết kế chống ồn trang âm khán phòng cơng trình thành phố, biết: - Mặt đường rộng 30m - Khoảng lùi cơng trình tối thiểu 6m ( STT lẻ ) Chọn khoảng lùi cơng trình 15m - Đường không dốc - Chỉ giới xây dựng 28m với công thức ( 15+X ) m ( X STT ) - Loại hình khán phòng khán phòng biểu diễn kịch nói , quy mơ 550 chỗ II Thiết kế chống ồn ngồi cơng trình: Tính tốn mức ồn đường giao thơng: - Tính tốn mức ồn đường giao thơng ta xét điểm đo cách tim đường 7.5m, độ cao 1.2m, khoảng thời gian từ 8h – 20h dòng xe có 20% xe tải xe khách hạng nặng, xe tải nhỏ 10%, vận tốc 40km/h, đường không dốc Giờ đo Cường độ xe Mức ồn LAtd, dBA Xe hạng nặng (%) Hiệu chỉnh (dB-A) Xe hạng nhẹ (%) Hiệu chỉnh (dB-A) Vận tốc ( km/h ) Hiệu chỉnh (dB-A) Mức ồn sau HC ( dB-A ) 8-9 9-10 10-11 11-12 12-13 13-14 14-15 15-16 16-17 17-18 18-19 19-20 2000 1500 1000 900 900 700 900 900 1500 1000 900 1500 74.5 74 73 72.5 72.5 72 72.5 72.5 74 73 72.5 74 15 15 20 30 20 15 30 25 10 10 20 20 -0.38 -0.38 +0.77 -0.38 +0.77 +0.38 -0.77 -0.77 0 20 15 20 30 20 15 30 25 15 15 20 20 +1.00 +0.50 +1.00 +2.00 +1.00 +0.50 +2.00 +1.50 +0.50 +0.50 +1.00 +1.00 30 40 50 50 50 40 50 50 40 30 40 40 -1.43 +1.43 +1.43 +1.43 +1.43 +1.43 -1.43 0 73.69 74.12 75.43 76.7 74.93 72.12 76.7 75.81 73.73 71.3 73.5 75 - Mức ồn trung bình: = = 74.42 ( dB – A ) - Mức ồn trung bình từ 8h đến 18h: Ltb1 = = Ltb1 = 74.45 ( dB – A ) Ltb2 = Mức ồn trung bình từ 18h đến 20h: = = 74.25 ( dB – A ) - Hiệu chỉnh độ rộng đường: 30 + ( 28 – 15 + 15 )2 = 86m > ( 50m )  - Mức ồn không cần hiệu chỉnh thêm Hiệu chỉnh đường không dốc: ( dB – A )  Vậy độ ồn đường phố từ 8h đến 18h sau hiệu chỉnh là: Ltb1 = 74.45 ( dB – A )  Vậy độ ồn đường phố từ 18h đến 20h sau hiệu chỉnh là: Ltb2 = 74.25 ( dB – A ) Kiểm tra độ ồn làm giảm ồn nhà cho cơng trình: Cơng trình đặt thành phố nên mức ồn cho phép là: - 60 dB – A ( từ 8h đến 18h ) - 55 dB – A ( từ 18h đến 20H )  Thời gian từ 8h đến 18h ( mức ồn cho phép 60 dB – A ): Với số liệu từ bảng thống kê ta xác định được: - Cường độ xe đường: N1 = = 1130 ( xe/h ) V1 = Vận tốc trung bình: = 43 ( km/h ) - Khoảng lùi cơng trình 15m Khoảng cách từ nguồn ồn đến điểm ngồi cơng trình: rn = giới xây dựng - 7.5 + khoảng lùi = 28 – 7.5 + 15 = 35.5 ( m ) - Khoảng cách S1 nguồn: S1 = 1000 x = 1000 x = 38.05 ( m )  Nguồn xem nguồn dãy S1 = 38.05m > 20m - Mặt khác: rn = 35.5m > nên ta áp dụng công thức giảm ồn: Ln1 = 15.lgS1rn – 33.39 ( dB – A ) = 15.lg ( 38.05 x 35.5 ) – 33.39 = 13.57 ( dB – A ) - Giả sử phía trước cơng trình trải nhựa với hệ số Kn = 1, ta có: Ln1 = Ltb1 - Knx.Ln1 = 74.45 – 1x13.57 = 60.88 ( dB – A ) > mức ồn cho phép A ) khoảng: Lc1 = 60.88 – 60 = 0.88 ( dB – A )  Cần có biện pháp giảm ồn ngồi cơng trình 60 ( dB –  Thời gian từ 18h đến 20h ( mức ồn cho phép 55 dB – A ): Với số liệu từ bảng thống kê ta xác định được: - Cường độ xe đường: N2 = = 1200 ( xe/h ) V2 = Vận tốc trung bình: = 40 ( km/h ) - Khoảng lùi cơng trình 15m Khoảng cách từ nguồn ồn đến điểm ngồi cơng trình: rn = giới xây dựng - 7.5 + khoảng lùi = 28 – 7.5 + 15 = 35.5 ( m ) - Khoảng cách S1 nguồn: S2 = 1000 x = 1000 x = 33.3 ( m )  Nguồn xem nguồn dãy S2 = 33.3m > 20m - Mặt khác: rn = 35.5m > nên ta áp dụng công thức giảm ồn: Ln2 = 15.lgS2rn – 33.39 ( dB – A ) = 15.lg ( 33.3 x 35.5 ) – 33.39 = 12.7 ( dB – A ) - Giả sử phía trước cơng trình trải nhựa với hệ số Kn = 1, ta có: Ln2 = Ltb2 - Knx.Ln2 = 74.25 – 1x12.7 = 61.55 ( dB – A ) > mức ồn cho phép ) khoảng: Lc2 = 61.55 – 55 = 6.55 ( dB – A )  Cần có biện pháp giảm ồn ngồi cơng trình 55 ( dB – A Nhận thấy Lc2 > Lc1 nên ta cần đưa giải pháp chống ồn từ 18 đến 20h thỏa điều kiện chống ồn từ 8h đến 18h Thiết kế chống ồn cho cơng trình phương pháp bố trí xanh trước cơng trình ( từ 18h đến 20h ): - Hệ số hút âm xanh β = 0.35 ( dB – A ) ( sử dụng có tán rậm trồng dày) Giả sử ước tính bề rộng 3m Với Z số hàng ( chưa biết) Sử dụng xanh hút âm giảm ồn cho cơng trình ta có cơng thức: Lcx = 1.5Z +βƩBm = 1.5Z + 0.35x3Z = 2.55Z ( dB – A ) Để đảm bảo chống ồn cho cơng trình Lcx ≥ Lc2  2.55Z ≥ 6.55  Z ≥ 2.57  Số hàng cần phải bố trí Z = ( hàng ) - Kiểm tra mức ồn khoảng thời gian từ 18h đến 20h bố trí xanh: Ln2 = Ltb2 - Knx.Ln2 - Lcx = 74.25 – 1x12.7 – 2.55x3 = 53.9 ( dB – A ) < 55 ( dB – A)  Thỏa điều kiện, biện pháp chống ồn hợp lí MẶT BẰNG GIẢI PHÁP BỐ TRÍ CÂY XANH MẶT CẮT GIẢI PHÁP BỐ TRÍ CÂY XANH III Thiết kế trang âm: Xác định thể tích định tỉ lệ phòng: - Thể loại phòng biểu diễn kịch nói Quy mô: N = 550 chỗ Chọn giá trị S: giả thuyết cho S = 0.9 m2/ người  Sơ diện tích khán phòng: Ssb = S × N = 0.9 × 550 = 495 m2 - Chọn giá trị V: Do khán phòng thuộc thể loại biểu diễn kịch nói nên ta chọn v = m3/người  Sơ thể tích khán phòng: Vsb = N × v = 550 × = 2750 m3 - Ta có: Hsb = = = 5.5 m Ta chọn kích thước phòng theo tỷ lệ phù hợp âm học: H:B:L=1:2:3  Ta có kích thước phòng: H : B : L = 5.5m : 11.1m : 16.5m Nhận thấy VSb1 = 5.5 × 11.1 × 16.5 = 1007.325 m3 không thỏa điều kiện v = m3/người nên ta phải tăng kích thước phòng H : B : L = 7m × 16m × 27m Thiết kế hình dáng khán phòng: 2.1 Thiết kế mặt khán phòng: - Căn tiêu cần phải thỏa mãn thiết kế khán phòng ta chọn mặt khán phòng có hình dạng kết hợp Chiều dài sơ khán phòng OM = 27 (m )  Chiều rộng miệng sân khấu ID = - - 2×OMtan16.5 = 16 ( m ) Vì khơng có sân khấu phụ nên chiều rộng sân khấu HF = 16 + × = 24 ( m ) Phần ghế ngồi khán giả giới hạn đa giác ABCDIJ Với chiều rộng sân khấu 16m từ ta có được: • Chiều cao miệng sân khấu: h= =8(m) • Chiều cao từ mặt sân khấu tới trần sân khấu: htsk = × + = 18 ( m ) • Các liệu tính tốn: Điểm nhìn cách mép sân khấu 1.2 m, cao m Khoảng cách hai hàng ghế: 1.050 m Chiều rộng lối thoát hiểm hai bên: 1.5 m Chiều rộng lối giữa: 1.5 m Kích thước ghế: 0.55 m × 0.55 m Khoảng cách từ hàng ghế đầu tới sân khấu: a =5.6m 10 MẶT BẰNG KHÁN PHÒNG – TL 1/250 Thiết kế mặt cắt khán phòng: 2.2 - Thiết kế khán phòng nhìn từ mặt cắt gồm khu vực hình vẽ, với độ dốc khác nhau, nhằm đảm bảo thấy điểm nhìn sân khấu Các liệu: • • • • • Điểm nhìn cách mép sân khấu 1.2 m, cao m Độ cao sân khấu 0.9 m Khoảng cách hai hàng ghế: 1.050 m Chiều cao từ sàn tới mắt: 1.220 m Chiều cao hàng ghế sau so với hàng ghế trước: 150 mm MẶT CẮT KHÁN PHÒNG – TL 1/400 Phản xạ âm khán phòng: 11 12 Kiểm tra xuất hiện tượng âm xấu: ( mặt cắt thể hình chiếu tia âm vang với kích thước xác đo phối cảnh): 4.1 Kiểm tra điểm A: Mặt cắt: 7725 + 8742 – 7726 = 8741m < 17m => thỏa 9623 + 7667 – 7726 = 9564m< 17m => thỏa Mặt bằng: 8368 + 8735 -7726 = 9377m < 17m => thỏa 4.2 Kiểm tra điểm B: 13 Mặt cắt: 8307 + 9680 –10569 = 7418m < 17m => thỏa 11409 + 7743 – 10569 = 8583m< 17m => thỏa Mặt bằng: 10294 + 2892 -10569 = 2617m < 17m => thỏa 4.3 Kiểm tra điểm C: Mặt cắt: 11008 + 8279 – 14945 = 4342m < 17m => thỏa 11590 + 7670 – 14945 = 4315m< 17m => thỏa Mặt bằng: 9745 + 13162 -14945 = 7962m < 17m => thỏa 4.4 Kiểm tra điểm D: Mặt cắt: 12252 + 8999 – 17398 = 3853m < 17m => thỏa 12977 + 8262 – 17398 = 3841m< 17m => thỏa Mặt bằng: 14660 + 4666 - 17398 = 1928m < 17m => thỏa 14 4.5 Kiểm tra điểm E 15 Mặt cắt: 12525 + 8720 – 17744 = 3501m < 17m => thỏa 16943 + 6350 – 17744 = 5549m< 17m => thỏa Mặt bằng: 11093 + 12844 - 17744 = 6193m < 17m => thỏa 4.6 Kiểm tra điểm F: Mặt cắt: 13831 + 9455 – 20137 = 3149m < 17m => thỏa 18897 + 6454 – 20137 = 5214< 17m => thỏa Mặt bằng: 17049 + 4488 -20137 = 1400m < 17m => thỏa 4.7 Kiểm tra điểm G: 16 Mặt cắt: 18481 + 9549 – 25965 = 2065m < 17m => thỏa 23344 + 5693 – 25965 = 3072m< 17m => thỏa Mặt bằng: 12210 + 19979 -25965 = 6224m < 17m => thỏa 4.8 Kiểm tra điểm H: Mặt cắt: 19106 + 9838 – 26948 = 1996m < 17m => thỏa 24166 + 5773 – 26948 = 2991m< 17m => thỏa Mặt bằng: 16132 + 14185 - 26948 = 3369m < 17m => thỏa 17 Đánh giá điều chỉnh thiết kế thơng qua tiêu chí âm học: 5.1 Tính thời gian âm vang tối ưu tần số: - Với f = 500 Hz, ta áp dụng cơng thức tính thời gian âm vang tối ưu: = K lgV ( s ) với V thể tích thực khán phòng - Khán phòng biểu diễn kịch nói có hệ số mục đích sử dụng K = 0.36 Thể tích khán phòng thức thực tế qua tính tốn với Hsb = 7m, Stt = 577.8 m2: V = 4044.6 m3 Thời gian âm vang tối ưu: = K lgV = 0.36 × lg(4044.6) ≈ 1.3 ( s ) - Với tần số f , thời gian âm vang xác định theo công thức: = R × ( với R hệ số hiệu chỉnh ) 5.2 - f = 125 Hz, R = 1.35 => = 1.75 ( s ) - f = 500 Hz, R = 1.1 => = 1.43 ( s ) - f = 2000 Hz, R = => = 1.3 ( s ) Tính hệ số hấp thụ âm trung bình tần số: Tổng diện tích bề mặt phản xạ hút âm khán phòng biểu diễn kịch nói: 18 - Diện tích hai mảng tường hai bên khán phòng ( bao gồm cửa ): 310 × = 620 m2 - Diện tích mảng tường sau lưng khán giả ( bao gồm cửa ): 167 m2 - Tổng diện tích sàn ( bao gồm chỗ ngồi khán giả 322m2 lối 255m2 ): 577 m2 - Diện tích trần: 605 m2  Tổng diện tích bề mặt giới hạn phòng: S = 1964 m2 Xác định hệ số hút âm tần số dựa vào phương trình Ering: = • f = 125 Hz: từ phương trình Ering ta có = => = - = - = 0.17 ( s ) • f = 500 Hz: từ phương trình Ering ta có = => = - = - = 0.2 ( s ) • f = 2000 Hz: từ phương trình Ering ta có = Trong m = 0.0025 hệ số hút âm khơng khí điều kiện nhiệt độ 20ºC độ ẩm 70%  = = = = -0.248  5.3 = = 0.22 ( s ) Tính tổng lượng hút âm tần số: • = S = 1964 0.17 = 333.88 m2 • = S = 1964 0.2 = 392.8 m2 • = S = 1964 0.22 = 432.08 m2 5.4 Xác định lượng hút âm thay đổi: 19 Bảng giá trị hệ số hút âm Đối tượng hút âm Người + ghế mềm diện tích sàn ngồi Ghế mềm bọc da diện tích sàn ngồi 125 Hz 0.6 Hệ số hút âm αf 500 Hz 0.88 2000Hz 0.93 0.44 0.6 0.58 Ta xác định Atđ tần số 125Hz, 500Hz, 2000Hz trường hợp có 70% khán giả 30% lượng khán giả khơng có mặt theo diện tích sàn ngồi Đối tượng hút âm N Người + ghế ( 70%) Ghế tự ( 30%) Tổng cộng 5.5 Diện tích sàn ngồi 225.4 96.6 322 125Hz α 0.6 0.44 N.α 135.24 42.50 177.74 500Hz α 0.88 0.6 N.α 198.35 57.96 256.31 2000Hz α N.α 0.93 209.62 0.58 56.03 265.65 Xác định lượng hút âm cố định có 70% khán giả: - Đối với tần số 125Hz: = - = 333.88 – 177.74 = 156.14 m2 - Đối với tần số 500Hz: = - = 392.8 – 256.31 = 136.49 m2 - Đối với tần số 2000Hz: = - = = 432.08 – 265.65 = 166.43 m2 Chọn bố trí vật liệu hút âm: Căn vào giá trị A tđ, ta chọn bố trí vật liệu hút âm, cho phép sai số ±10% Kết lựa chọn vật liệu hút âm lập thành bảng sau: - Trần tường hai bên nơi cần tận dụng để tạo âm phản xạ, đưa âm phản xạ tới khán giả Những vị trí sử dụng vật liệu hút âm 20 - Tường sau lưng khán giả: xử lí hút âm nhiều để khu vực ngồi sau không bị tượng dội âm - Tường hai bên gần sân khấu sử dụng vật liệu phản xạ âm mạnh Các bề mặt phản xạ âm Vật liệu kết cấu hút âm Diện tích (m2) Sàn lối Mặt bê tơng phủ cao su 5mm Vách trang trí hai bên Tường gạch trát gần sân khấu vữa, quét sơn ( tường phản xạ âm) Vách trang Gỗ dán 4-6mm trí tường sau đục lỗ d=10mm, chỗ ngồi D=50mm, vật liệu khán giả xốp 50mm, cách ( tường hút tường 100mm âm) Trần phía Tấm bơng khống sau chỗ ngồi ép Exel-Tone dày ( trần hút 16mm âm) Trần khán phòng ( trần Bê tông quét sơn phản xạ âm) Cửa Bọc da Acđtk tổng hợp 125Hz 500Hz 2000Hz α S.α α S.α α S.α 410 0.02 8.2 0.03 12.3 0.04 16.4 400 0.01 0.02 0.02 160 0.55 88 0.49 78.4 0.29 46.4 93 0.54 50.22 0.43 40 0.7 65.1 512 0.01 5.12 0.01 5.12 0.02 10.24 26 1354 0.1 2.6 0.11 2.86 146.68 158.14 0.09 2.34 178.48 Kiểm tra sai số: 7.1 Kiểm tra chất lượng hút âm cố định: - Với f = 125Hz: × 100 = × 100 ≈ 1.26% < 10% - Với f = 500Hz: × 100 = × 100 ≈ 6.94% < 10% - Với f = 2000Hz: × 100 = × 100 ≈ 6.75% < 10% Sai số phạm vi cho phép Vậy vật liệu kết cấu hút âm bố trí bảng đạt u cầu lượng hút âm cần phòng 21 7.2 Kiểm tra thời gian âm vang:  Tổng lượng thực tế trang âm - Với tần số f = 125Hz: = + = 158.14 + 177.74 = 335.88 m2 - Với tần số f = 500Hz: = + = 146.68 + 256.31 = 402.99 m2 - Với tần số f = 2000Hz: = + = 178.48 + 265.65 = 444.13 m2  Hệ số hút âm trung bình tần số: với S = 1964 m2 = = ≈ 0.17 ( s ) = = ≈ 0.205 ( s ) = = ≈ 0.226 ( s )  Thời gian âm vang tối ưu theo phương trình Ering: = = ≈ 1.768 ( s ) = = ≈ 1.436 ( s ) = = ≈ 1.286 ( s )  Sai số thời gian âm vang tối ưu: - Với f = 125Hz: × 100 = × 100 ≈ 1.02% < 10% - Với f = 500Hz: × 100 = × 100 ≈ 0.42% < 10% - Với f = 2000Hz: × 100 = × 100 ≈ 1.09% < 10% 22 23 ... 16m × 27m Thiết kế hình dáng khán phòng: 2.1 Thiết kế mặt khán phòng: - Căn tiêu cần phải thỏa mãn thiết kế khán phòng ta chọn mặt khán phòng có hình dạng kết hợp Chiều dài sơ khán phòng OM =... m ( X STT ) - Loại hình khán phòng khán phòng biểu diễn kịch nói , quy mơ 550 chỗ II Thiết kế chống ồn ngồi cơng trình: Tính tốn mức ồn đường giao thơng: - Tính tốn mức ồn đường giao thông ta... Khoảng cách từ hàng ghế đầu tới sân khấu: a =5.6m 10 MẶT BẰNG KHÁN PHỊNG – TL 1/250 Thiết kế mặt cắt khán phòng: 2.2 - Thiết kế khán phòng nhìn từ mặt cắt gồm khu vực hình vẽ, với độ dốc khác nhau,