BÀI TẬP LỚN âm HỌC KIẾN TRÚC thiết kế trang âm và chống ồn hội trường 550 chỗ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA KIẾN TRÚC BÀI TẬP LỚN ÂM HỌC KIẾN TRÚC Thiết kế trang âm chống ồn hội trường 550 chỗ GVHD: THS.KTS DIÊU HOÀI DŨNG HỌ VÀ TÊN : LÊ DUY HOÀNG ÂN LỚP : KT17A4 - STT: MSSV: 17510200969 Các liệu ban đầu: Stt : 04 > thiết kế hội trường 550 chỗ Tóm tắt yêu cầu đề Thiết kế chống ồn trang âm khán phịng cơng trình Hồ chí minh: - stt: - thể loại: hội trường - quy mô: 550 chỗ - giởi xây dựng: 20m - đường rộng: 20+20=40m - cơng trình cách tim đường tối thiểu: 19m (bé so với giới xây dựng 1m ) - đề xuất cơng trình lùi thêm 19m để bố trí xanh chống ồn - gỉa sử cơng trình có chiều rộng là: 50m - đường phẳng không dốc - bảng khảo sát tiếng ồn (tại điểm s cách tim đường 7,5m, cao 1,2m so với mặt đường) 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 2000 1500 1000 900 900 700 900 900 1500 1000 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 -với khoảng cách từ tim đường tới bề mặt cơng trình sau đề xuất: rn = 19+19 =38 m - mặt khu đất chưa cải tạo: Ii Thiết kế chống ồn ngồi cơng trình 1.tính tốn mức ồn đường giao thơng: Tính tốn mức ồn đường giao thông ta xét điểm đo cách tim đường 7.5m, độ cao 1.2m, khoảng thời gian từ 8h – 20h dịng xe có 20% xe tải xe khách hạng nặng, xe tải nhỏ 10%, vận tốc 40km/h, đường không dốc 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 (xe/h) 2000 1500 1000 900 900 700 900 900 1500 1000 900 1500 Mức ồn latd, dba Xe hạng nặng (%) Hiệu chỉnh (db,a) Xe hạng nhẹ (%) Hiệu chỉnh (db, a) 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 Vận tốc (km/h) 30 40 50 50 50 40 50 50 40 30 40 40 Hiệu chỉnh (db, a) -1,43 +1,43 +1,43 +1,43 +1,43 +1,43 -1,43 0 Mức ồn (db, a) 73,69 74,12 75,43 76,70 74,93 72,12 76,70 75,81 73,73 71,30 73,50 75,00 -mức ồn trung bình: l tbatd = ∑ l td 12 = 74.42 ( db – a ) A) từ 8h đến 18h: Ltb1 = ∑ l td 73.69+ 74.12+ 75.43+ 76.7+74.93+72.12+76.7+75.8+73.73+71.3 = 10 10 Ltb1 = 74.45 ( db – a ) +hiệu chỉnh theo độ rộng đường: 40 < 50 (m) =>mức ồn cần hiệu chỉnh thêm: +1 ( db – a ) +hiệu chỉnh theo độ dốc đường: ( db – a ) =>vậy đồ ồn đường phố (8h-18h) sau hiệu chỉnh là: Ltb1 = 74.45 + 1=75.45 ( db – a ) B) từ 18h đén 20h ltb2 = ∑ l td 73.5+75 = = 74.25 ( db – a ) 10 +hiệu chỉnh theo độ rộng đường: 40 < 50 (m) =>mức ồn cần hiệu chỉnh thêm: +1 ( db – a ) +hiệu chỉnh theo độ dốc đường: ( db – a ) =>vậy độ ồn đường phố (18h-20h) sau hiệu chỉnh là: Ltb2 = 74.25 + 1=75.25 ( db – a ) Kiểm tra độ ồn làm giảm ồn ngồi 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 = 2000+1500+1000+900+ 900+700+900+900+ 1500+ 1000 = 1130 ( xe/h ) 10 - vận tốc trung bình: 30+40+50+ 50+ 50+40+50+ 50+40+30 = 43 ( km/h ) 10 v1 43 -khoảng cách s1 nguồn: s1 = 1000 x N = 1000 x 1130 = 38.05 ( m ) v1 =  Nguồn xem nguồn dãy s1 = 38.05m > 20m -mặt khác: rn = 38 m > s1 nên ta áp dụng công thức giảm ồn: ∆ ln1 = 15.lgs1rn – 33.39 ( db – a ) = 15.lg ( 38.05 x 38 ) – 33.39 = 14 ( db – a ) -giả sử phía trước cơng trình trải nhựa với hệ số kn = 0.9, khoảng sân phía trước cơng trình tải cỏ xanh kn = 1.1 Ta có: Sđường =(50 x 20) + (2 x 50) + (8 x 16) = 1228 m2 Scỏ = 21 x 16 x = 704 m2 Kn = s đường x k đường + s cỏ x k cỏ 1228 x 0.9+704 x 1.1 = =0.97 s đường +s cỏ 1228+704 Như vậy: Ln1 =ltb1 - kn.∆ ln1 =75.45 – 0.97x14 = 61.87 ( db – a ) > mức ồn cho phép 60 (db – a ) khoảng: ∆ lc1 = 61.87 – 60 = 1.87 ( db – a )  Cần có biện pháp giảm ồn ngồi cơng trình 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 = 900+1500 = 1200 ( xe/h ) -vận tốc trung bình: v2 = 40+ 40 = 40 ( km/h ) v2 40 -khoảng cách s1 nguồn: s2 = 1000 x N = 1000 x 120 = 33.33 ( m )  Nguồn xem nguồn dãy s1 = 33.33m > 20m -mặt khác: rn = 38 m > s2 nên ta áp dụng công thức giảm ồn: ∆ ln2 = 15.lgs2rn – 33.39 ( db – a ) = 15.lg ( 33.33 x 38 ) – 33.39 = 13 ( db – a ) - giả sử phía trước cơng trình trải nhựa với hệ số kn = 0.9, khoảng sân phía trước cơng trình tải cỏ xanh kn = 1.1 Ta có: Sđường = 1228 m2 Scỏ = 704 m2 Kn = s đường x k đường + s cỏ x k cỏ =0.97 s đường +s cỏ Như vậy: Ln2 = ltb2 - kn.∆ ln2 =75.25 – 0.97x13 = 62.64 ( db – a ) > mức ồn cho phép 55 (db – a ) khoảng: ∆ lc2 = 62.64 – 55 = 7.64 ( db – a )  Cần có biện pháp giảm ồn ngồi cơng trình 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 3.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) -với z số hàng : z=3 -bề rộng lớp là: 4m, 4m, 4m -sử dụng xanh hút âm giảm ồn cho công trình ta có cơng thức: lcx = 1.5z +βʃbm = 1.5x3 + 0.35x(4 x 3) = 8.7 ( db – a ) => lcx ≥ ∆ lc2 -kiểm tra lại mức ồn thời gian 18h-20h: +ta có diện tích cỏ lại sau trồng hàng cây: scỏ = 21 x x = 168 m2 s đường x k đường + s cỏ x k cỏ 1228 x 0.9+168 x 1.1 = =0.92 s đường +s cỏ 1228+168 -vậy: ln2 = ltb2 - kn.∆ ln2 - lcx = 75.25 – 0.92x13 – 8.7 = 54.59 ( db – a ) < 55 ( db – a) + kn =  Thỏa điều kiện, biện pháp chống ồn hợp lí -mặt sau phân bố xanh chống ồn: Thiết kế trang âm khán phòng: Stt : => đề tài : hội trường số chỗ ngồi : + - 550 chỗ 3.1: thể tích phịng hội trường : hội trường : l max chọn l = 27m Thể tích người : 3,5 – 4,4 m3 / người  V/người : = m3  V phòng sơ : = v/ người x số người = x 550 = 2200 m3 S / người : = 0,9 m2 H tb : = v phòng sơ / s ng = 2200 / 0,9 = 4,444 ( m2) Chọn tỉ lệ : h : b : l : : : l := 27 m2 => h = (m2)  V := h x b x l = cao x rộng x dài = 4374 ( m3) hội trường => k = 0,29 phòng hội trường tích 4374 ( m3) T tối ưu / 500 = k x lg v = 0,29 x lg ( 4374) = 1.055 ( s ) hội trường : => b : = 18 (m2) Mặt bằng: điểm xét: 11726+14992-19529=7189 thỏa Mặt bằng: điểm xét: 14963+13425-23760=4628 thỏa Thiết kế mặt cắt khán phịng: - Ta có thơng số: + khoảng cách hàng ghế: d= m + chiều cao người ngồi ghế: 1,2 m + chiều cao tia nhìn đến mắt người ngồi trước c= 0,14 m + chiều cao mặt sân khấu: h2= 0,9 m + lối bên rộng 1,2m + lối rộng 1,2m + điểm nhìn cao lên: 0,6m so với sàn sân khấu cách mép sân khấu 1,5m + khoảng cách từ người ngồi hàng ghế đến mép sân khấu a = 4.5m + khoảng cách từ người ngồi hàng cuối đến mép sân khấu 25 m + gọi i độ dốc mặt cần nâng hàng ghế `cách điểm nhìn khoảng x (m) + x : khoảng cách từ điểm nhìn đến hàng ghế tính toán + b: chiều cao từ mặt phẳng nằm ngang chứa điểm nhìn đến khán giả - Độ dốc hàng ghế đầu (khu a,b): Ta có: x1= 1,5 + 4,5 + 1x8 = 14 (m); a=4.5+1,5=6m; b= 1,2-0,9=0.3 m; C = 0,14 m; d=1 m C x b+C 0,14 14 0,3+0,14 ×14 – 0,14 =2.5 (m) Y= d ×x1×ln + a ×x1 – c = ×14×ln + a 2.5  độ dốc hàng ghế đầu: i(1-8)= 14 ×100 % ≈18 % - Độ dốc 10 hàng ghế sau (khu c,d) Ta có: x2=25m; a =15m ; b=2.5+0,14=2.64m ; c = 0,14 m; d=1m C x b+C 0,14 25 2.64+0.14 ×25 – 0,14 = 6.3 (m) 15 Y= d ×x2×ln + a ×x2 – c = ×25×ln 15 + a 6.3  độ dốc 10 hàng ghế sau: i(9 - 18)= 25 ×100 % ≈ 25.2% Mảng trần đầu hỗ trợ âm từ hàng ghế đến hàng ghế Mảng trần hỗ trợ âm từ hàng ghế đến hàng số mảng trần hỗ trợ âm từ hàng ghế đến hàng số 14 = mảng trần hỗ trợ âm từ hàng ghế 13 đến hàng số 17 Kiểm tra tượng xấu âm giải pháp xử lí: Kiểm tra phản xạ âm tất hàng ghế: Mặt cắt : điểm xét: 6374+7721-5551=8544 thỏa Mặt cắt : điểm xét: 11061+8464-12551=7274 thỏa Mặt cắt : điểm xét: 15649+9801-19491=5959 thỏa Mặt cắt : điểm xét: 23006+3448-23728=2726 thỏa Đánh giá điều chỉnh thiết kế thông qua tiêu âm học: Thời gian âm vang phù hợp: - Với f = 500 hz , ta áp dụng cơng thức tính thời gian âm vang tối ưu : TƯ T500 = k × lgV (s) - Cơng trình nhà biểu diễn hịa tấu có hệ số mục đích sử dụng phịng: k = 0.29 - Thể tích phịng : v = 4374 ( m3 )  T Tư 500=0,29× lg4374≈ 1,055 (s) - Với tần số f khác, thời gian âm vang xác định theo công thức T Tư f = r× T Tư f Tra bảng 5-1( nxb xây dựng, sơ sở âm học kiến trúc , việt hà- nguyễn ngọc giả, trang 121) hệ số hiệu chỉnh xác định theo biểu đồ r, ta có : + f = 125(hz) => r= 1,1 => T Tư 125=1,1 ×1,055=¿1.16116( s) + f =2000(hz) => r= => T Tư 2000=1 ×1,055=1,055( s) Hệ số hút âm trung bình tần số: Diện tích bề mặt phịng : + diện tích tường phản xạ âm: 383 m2 + diện tích tường hút âm: 124 m2 + diện tích trần phản xạ âm : 363 m2 + diện diện tích trần hút âm: 190 m2 + diện tích hành lang 222 m2 + diện tích tường sau lưng khán giả: 150 m2 + diện tích cửa : 17 m2  Tổng diện tích bề mặt hấp thụ : 1449 m2 - Thay vào phương trình ering: T Tư f =¿ + với f = 500hz ta có : T Tư 500= 0,16 × 4374 =1,055 → α 500 =0.36 (s) −1449 × ln ⁡(1−α ) + với f = 125hz ta có : T Tư 125= 0,16 × 4374 =1.16 → α 125 =0,34 ( s) −1449 × ln ⁡(1−α ) + với f = 125hz ta có : T Tư 2000=¿ , 16×V −S×ln(1−α 2000 )+4 mV Trong : m = 0,0025 hệ số hút âm khơng khí điều kiện nhiệt độ 200c độ ẩm 70% mV ,16×V − × 0,0025× 4374 0,16 × 4374 TU − S α S×T 2000 ) = 2000 1449 1449 ×1,055 =  ln (1 = -0,427  α 2000 = – e-0.31= 0.347 (s) Tính tổng lượng hút âm yêu cầu tần số: yc α 500 A 500 = s× = 1449 × 0,36 = 521.64 m2 yc α 125 A 125 = s× = 1449× 0,34 = 492.66 m2 yc α 2000 A 2000 = s× = 1449 × 0,347 = 502.803 m2 Xác định lượng hút âm thay đổi: Tra bảng hệ số hút âm nguời ghế (nxb xây dựng, sơ sở âm học kiến trúc , việt hà- nguyễn ngọc giả, trang 355) Đối tượng hút âm Hệ số hút âm 125 hz 500 hz 2000 hz Người+ ghế mềm diện tích sàn ngồi 0,22 0,42 0,5 Ghế mềm khung gỗ khung kim loại 0,019 0,15 0,11 Atđ tần số 125hz, 500hz,200hz ứng với trường hợp có 70% khán giả tương đương 385 người 30% lượng khán giả khơng có mặt Đối tượng hút âm Số lượng đối tượng Người + ghế (70%) Ghế tự (30%) 385 165 Tổng cộng 550 125  0,22 0,09 500  N. 84.7 14.85 99.55 0,42 0,15 N. 161.7 24.75 2000  0,5 0,11 186.45 N. 192.5 18.15 210.65 Xác định lượng hút âm cố định có 70% khán giả: 125 + tần số 125 hz : A cđ 500 A + tần số 500 hz : cđ 2000 A + tần số 2000 hz : cđ yc = A 125 = A 500 125 – A tđ yc 500 A – tđ = 521.64 -186.45 =335.19 yc = = 492.66 -99.55 = 393.11 A 2000 CHỌN VẬT LIỆU TRANG ÂM 2000 A tđ – = 502.803-210.65 = 292.153 STT Kiểm tra sai số A Kiểm tra sai số lượng hút âm cố định 398.11−393.11 A 125 ×100 = 1.27% < 10% cđ = 393.11 500 A cđ ¿ 360.44−335.19 ×100 = 7.5% < 10% 335.19 2000 A cđ = 308.29−292.153 × 100 = 5.5% < 10% 292.153  sai số phạm vi cho phép Vậy vật liệu kết cấu hút âm bố trí bảng đạt u cầu tổng lượng hút âm cần có phịng B Kiểm tra thời gian âm vang: - thời gian âm vang thực tế trang âm: + f = 125 hz : a125 = + f = 500 hz : a500 = + f = 2000 hz : a2000 = 125 A tk + A 500 tk 125 A tñ A 500 tñ = 398.11+99.55 = 497.66 m2 = 360.27+186.45 = 546.72 m2 =308.29+210.65 - hệ số hút âm trung bình tần số: với s = 1449 m2 = 518.94 m2 α 125 = + 2000 A tk + 2000 A tñ A 125 497.66 = =0,34 (s) S 1449 α 500 = A 125 = 546.72 =¿0,377 (s) S 1449 α 2000 = A 125 = 518.94 =¿ 0,35 (s) S 1449 - Thời gian âm vang theo phương trình ering: + với f = 125hz ta có : T Tư 125= 0,16 × 4374 =1.148(s ) −1449 × ln ⁡(1−0,34) + với f = 500hz ta có : T Tư 500= 0,16 × 4374 =1.019 (s) −1449 × ln ⁡(1−0,377) + với f = 125hz ta có : T Tư 2000= 0,16 × 4374 =1.089(s) −1449 × ln ⁡(1−0,35) - Sai số thời gian âm vang tối ưu: T 125 cđ = 1.148−1.16116 ×100 = -1,12% < 10% 1.16116 T 500 cđ = 1.019−1.055 × 100 = -3.4% < 10% 1,055 T 2000 cñ = 1,089−1.055 × 100 = 3.19% < 10% 1,055  Sai số thời gian âm vang tối ưu tần số nhỏ 10% HẾT EM XIN CẢM ƠN THẦY ĐÃ THEO DÕI VÀ HƯỚNG DẪN ...2 Tóm tắt yêu cầu đề Thiết kế chống ồn trang âm khán phịng cơng trình Hồ chí minh: - stt: - thể loại: hội trường - quy mô: 550 chỗ - giởi xây dựng: 20m - đường rộng: 20+20=40m -... pháp chống ồn hợp lí -mặt sau phân bố xanh chống ồn: Thiết kế trang âm khán phòng: Stt : => đề tài : hội trường số chỗ ngồi : + - 550 chỗ 3.1: thể tích phòng hội trường : hội trường : l max