Ergonomics trong thiết kế nội thất kiến trúc và đồ mộc

Sách này là tài liệu Ergonomics tương đối hệ thống và toàn diện. Giới thiệu toàn diện hệ thống lý luận cơ bản và phương pháp nghiên cứu, Ergonomics giới thiệu lý luận và phương pháp thiết kế Ergonomics học và an toàn nội thất kiến trúc giữa người và môi trường, không gian nội thất và đồ mộc. Là tài liệu giảng dạy và tham khảo cho sinh viên chính qui, nghiên cứu sinh, sinh viên chuyên ngành sâu, sinh viên tại chức và các lớp bồi dưỡng, cũng có thể làm tài liệu học tập và tham khảo cho người thiết kế nội thất kiến trúc và đồ mộc.

Lý Văn Lâm Ergonomics TRONG THIẾT KẾ NỘI THẤT KIẾN TRÚC VÀ ĐỒ MỘC Nhà xuất Lâm nghiệp Trung Quốc Bắc Kinh - 2001 LỜI NÓI ĐẦU Nghề kiến trúc, trang sức đồ mộc nước ta thời kỳ phát triển với tốc độ cao, sản phẩm công nghiệp từ thị trường nước bước xâm nhập vào thị trường giới, tiến vào cạnh tranh giới Các loại sản phẩm, đặc biệt sản phẩm nội thất, đồ mộc môi trường sinh hoạt Từ thời đại lượng chuyển sang thời đại chất Tức là, ý thức sản phẩm tinh chế ngày mạnh Sau Trung Quốc vào tổ chức thương mại giới (WTO), có tác dụng thúc đẩy mạnh mẽ cơng nghiệp môi trường sinh hoạt dân cư Các sản phẩm bao gồm kiến trúc đồ mộc từ lượng chuyển sang chất, có nghĩa từ nhận thức cần có phát triển thành nhận thức phải tốt Để sản phẩm nước ta có sức cạnh tranh thị trường giới, cần phải theo đuổi đường mẫu mã đa dạng, đặc sắc chất lượng cao Muốn thiết kế sản phẩm môi trường tốt, yếu tố người hạt nhân Xã hội đại phát triển cao, hệ thống khơng thể tách rời người Chỉ có kết hợp hợp lý hữu người – vật - môi trường thực mơi trường sống làm việc dễ chịu Trong thực tế, loài người từ cổ chí kim, với kiến thức khác theo đuổi tính dễ chịu tính an tồn tự thân Nhưng với phát triển không ngừng khoa học kỹ thuật văn minh nhân loại, xã hội thay đổi ngày phức tạp Trong xã hội đại phức tạp, văn minh đại mang đến cho người khơng phải hồn tồn an tồn dễ chịu, thường thường cịn tạo hiệu ứng mặt trái Thí dụ, phương tiện giao thơng đại tốc độ cao rút ngắn khoảng cách không gian thời gian, đem lại cho tiện lợi hiệu suất, khía cạnh khác tạo cho người tai nạn giao thông ô nhiễm môi trường; kiến trúc cao tầng đem lại vấn đề vệ sinh môi trường cho cá nhân, ảnh hưởng đến sức khoẻ người; ảnh hưởng vật liệu trang sức nội thất kiến trúc đến sức khoẻ người vấn đề môi trường sống đại; phát triển cơng nghiệp điện tử giải phóng người khỏi lao động hiệu suất thấp nặng nhọc, ngược lại đưa lại mệt mỏi tinh thần bệnh tật Vì thế, làm để điều hoà mối quan hệ người – vật – môi trường, làm cho hệ thống người – vật – môi trường thực phối hợp tốt nôi dung khoa học quan trọng phát triển khoa học kỹ thuật đại Ergonomics khoa học giáp ranh mẻ quan trọng nghiên cứu lĩnh vực Môi trường đồ mộc nội thất kiến trúc chủ đề liên quan mật thiết với người, Ở nước tiên tiến, lịch sử nghiên cứu vấn đề tương đối dài, có lịch sử 30 năm, hình thành lý luận thiết kế tương đối hồn chỉnh có ứng dụng rộng rãi Cùng với việc đời sống nhân dân ta không ngừng nâng cao, người dân yêu cầu chất lượng sống ngày cao, tính dễ chịu mơi trường đồ mộc cao Nhưng để thiết kế 2 mơi trường đồ mộc dễ chịu an tồn, phải nghiên cứu đầy đủ đặc tính sinh lý, tâm lý giải phẫu học, nhiên đặc tính dân tộc vừa giống lại vừa khác (tính dân tộc tính khu vực) Về phương diện nghiên cứu Ergonomics nội thất kiến trúc đồ mộc nước ta khơng có gì, ứng dụng Tuy nhiên, Ergonomics có tính dân tộc khu vực tương đối mạnh, phải nghiên cứu dân tộc mình, đất nước mình, hình thành lý luận Ergonomics hệ thống kỹ thuật ứng dụng phù hợp với dân tộc đất nước Sách tài liệu Ergonomics tương đối hệ thống toàn diện Giới thiệu toàn diện hệ thống lý luận phương pháp nghiên cứu, Ergonomics giới thiệu lý luận phương pháp thiết kế Ergonomics học an tồn nội thất kiến trúc người mơi trường, không gian nội thất đồ mộc Là tài liệu giảng dạy tham khảo cho sinh viên qui, nghiên cứu sinh, sinh viên chuyên ngành sâu, sinh viên chức lớp bồi dưỡng, làm tài liệu học tập tham khảo cho người thiết kế nội thất kiến trúc đồ mộc Do Ergonomics liên quan đến nhiều lĩnh vực, giới thiệu số tư tưởng phương pháp lý luận Ergonomics bình thường, nguyên tắc tham số Ergonomics học thiết kế cố ngắng giới thiệu tỷ mỉ Hy vọng người lấy điểm khởi đầu, hình thành khái niệm hồn chỉnh người – vật – môi trường Trong tương lai, tư tưởng Ergonomics học từng phút ứng dụng vào nghiên cứu, thiết kế sinh hoạt Do trình độ Tác giả có hạn, có nhiều sai sót khơng thoả đáng, xin nhận góp ý độc giả Tác giả, tháng năm 2002 3 Chương TỔNG QUAN I TÊN GỌI VÀ ĐỊNH NGHĨA CỦA ERGONOMICS Tên gọi Ergonomics môn khoa học tương đối trẻ, tên tương đối nhiều Ở Mỹ có tên Human Engineering, Human Factors Engineering, Human Factors , thường dùng tên Human Factors Còn Anh nước Châu Âu khác thường dùng tên Ergonomics Ở Nhật Bản, “Nhân gian” ý tưởng lồi người, họ đặt tên Ergonomics “Nhân gian cơng học” Ở nước ta, tên liên quan đến Ergonomics tương đối nhiều, đặt tên theo lĩnh vực chuyên môn, “Nhân thể cơng trình học”, “Nhân cơng trình học” “Nhân loại cơng trình học”, “Nhân nhân cơng trình học”, “Nhân mơi trường cơng trình học”, “Nhân loại cơng trình học” Nhưng từ năm 1989, Hiệp hội Trung Quốc nhân loại công hiệu học, tên “Nhân loại công hiệu học” người chấp nhận Trong lĩnh vực thiết kế nội thất kiến trúc đồ mộc, thường dùng tên “Nhân thể cơng trình học”, thế, sách dùng tên “Nhân thể công trình học”, có lúc xuất tên khác, chủ yếu để tôn trọng tên dùng tài liệu tham khảo, nội dung giống Định nghĩa Hiệp hội Quốc tế Nhân loại công hiệu học (International Ergonomics A ssociation, viết tắt IEA) định nghĩa Nhân loại công hiệu học là: “Môn khoa học môn khoa học nghiên cứu yếu tố giải phẫu học, sinh lý học, tâm lý học, người, nghiên cứu tác dụng tương hỗ phận tổ chức hệ thống (hiệu suất, sức khoẻ, an tồn, dễ chịu ), nghiên cứu mơi trường cơng việc gia đình, nghỉ ngơi, như: làm để thực vấn đề tối ưu hoá mối quan hệ người – vật – mơi trường Nói cách khái qt, Ergonomics mơn khoa học giáp ranh nghiên cứu người vật liên quan đến người (máy, đồ mộc, công cụ ), hệ thống mơi trường nó, làm cho phù hợp với đặc tính sinh lý học, tâm lý học giải phẫu học, từ cải thiện mơi trường làm việc nghỉ ngơi, nâng cao tính dễ chịu hiệu II NGUỒN GỐC VÀ PHÁT TRIỂN CỦA ERGONOMICS Tuy trình phát triển tự thân lồi người, tự giác khơng tự giác vận dụng nguyên lý Ergonomics, nhưng, Ergonomics trở thành mơn khoa học hệ thống cịn trẻ, lồi người tự giác tiến hành thí nghiệm, 4 nghiên cứu hệ thống phối hợp công cụ người sử dụng công việc gần kỷ, tên Ergonomics xuất khoảng 40 năm Phát triển Ergonomics chia làm thời kỳ: Thời kỳ manh nha Ergonomics – Từ cuối kỷ XIX đến Chiến tranh giới lần thứ Sách F.W Taylor mối quan hệ đặc điểm thiết kế dụng cụ thủ công hiệu suất tác nghiệp, nguyên lý quản lý khoa học Cuốn sách “Nghiên cứu động tác – Motion sudy” F B Gilbreth; sách “Tâm lý học hiệu suất công nghiệp” H Munsterberg, khởi sướng tâm lý học ứng dụng vào thực tiễn sản xuất, dùng tâm lý học thực nghiệm để tuyển dụng đề bạt nhân viên, huấn luyện cải thiện điều kiện lao động Đây manh nha Ergonomics, mởi triển vọng nghiên cứu lớn Ergonomics Thời kỳ phát triển Ergonomics – Từ chiến tranh giới thứ đến chiến tranh giới thứ hai Chiến tranh giới thứ cung cấp mảnh đất cho nghiên cứu hiệu suất làm việc người Do thiếu công nhân lành nghề, để nâng cao hiệu suất sản xuất không tăng ca Thời kỳ đó, hầu hết đàn ơng phải chiến đấu, nhiều phụ nữ phải tham gia lao động sản xuất Vì thế, vấn đề làm việc nặng nhọc hiệu suất làm việc, làm để phát huy tác dụng có hiệu người chiến tranh nội dung nghiên cứu thời kỳ Khi nước Anh thành lập quan nghiên cứu mệt mỏi thể; Đức, Liên Xô Nhật Bản thành lập quan nghiên cứu tâm lý công nghiệp; quan nghiên cứu khoa học lao động quan nghiên cứu hiệu suất công việc Các nhà tâm lý học Mỹ, khoảng năm 1955 tiến hành nghiên cứu tiếng, nghiên cứu “Hoắc Sung”, ý đồ nghiên cứu nghiên cứu ảnh hưởng nhân tố môi trường vật chất chiếu sáng đến hiệu suất làm việc, trình nghiên cứu phát nhân tố bên tổ chức, quan hệ dưới, khơng khí làm việc ảnh hưởng có lúc lớn, chí thân thực nghiệm ảnh hưởng đến hiệu suất làm việc, gọi “Hiệu ứng Hoắc Sung” Hiện nay, “Quản lý công hiệu học” môn khoa học nghiên cứu vấn đề Thời kỳ thành thục Ergonomics – Từ chiến tranh giới thứ đến năm 60 kỷ XX Trong thời kỳ này, yêu cầu chiến tranh, vũ khí phức tạp, yêu cầu Ergonomics thiết Chủ đề nghiên cứu Ergonomics từ nghiên cứu “Người thích ứng máy móc” chuyển sang chủ đề “Máy móc thích ứng người” Cũng có nghĩa là, thiết kế vũ khí, máy móc, phải dựa sở nghiên cứu đầy đủ đặc tính tâm lý, sinh lý giải phẫu người, làm cho tham số thiết kế thích ứng với đặc tính người, có giảm mệt mỏi sai sót người, nâng cao hiệu suất tác nghiệp Trong thời kỳ này, Anh, Mỹ Nhật vào năm 1950, 1957 1964 thành lập “Sociaty 5 of Human Factors”, “Sociaty of Ergonomics”, “Nhân gian cơng học hội” từ đó, Ergonomics bước hình thành tổ chức nghiên cứu hệ thống khoa học tương đối hồn chỉnh mang tính quốc tế Ergonomics từ năm 70 kỷ XX đến Sau năm 70 kỷ XX, Ergonomics hình thành đặc điểm: nghiên cứu Ergonomics xâm nhập vào lĩnh vực làm việc sinh hoạt người; hai Ergonomics ứng dụng lĩnh vực kỹ thuật cao, tác dụng giám sát khống chế người hệ thống tự động hố, trao đổi thơng tin người máy có quan hệ mật thiết với Ergonomics Phát triển Ergonomics Trung Quốc Năm 1935, Trần Lập Châu Tiên Canh Viện nghiên cứu Trung ương Trường Đại học Thanh Hoa nghiên cứu vấn đề mệt mỏi công việc, môi trường lao động Những năm 60 kỷ XX, tín hiệu đường sắt, đồng hồ máy bay tiến hành nghiên cứu phương diện Ergonomics, 10 năm động loạn (thời kỳ Đại cách mạng văn hoá) bị ngừng lại Năm 1984, Uỷ ban Khoa học Cơng nghiệp tồn quốc thành lập Uỷ ban kỹ thuật tiêu chuẩn hố cơng trình người – máy – mơi trường quân Năm 1985, thành lập Uỷ ban Kỹ thuật tiêu chuẩn hố nhân loại cơng hiệu học Trung Quốc Uỷ ban tâm lý học Hiệp hội chuyên ngành tâm lý học công nghiệp Năm 1989, thành lập Hiệp hội công hiệu học Trung Quốc Những năm gần đây, nghiên cứu Ergonomics nhiều lĩnh vực nước ta có phát triển rõ rệt Nhưng, so với nước tiên tiến, lý luận bản, phương pháp luận ứng dụng thành Ergonomics cịn khoảng cách tương đối lớn Cơng tác dạy Ergonomics phát triển khoa học phải đẩy mạnh III TÁC DỤNG, NHIỆM VỤ CỦA ERGONOMICS VÀ KHOA HỌC CÓ LIÊN QUAN Tác dụng nhiệm vụ Từ định nghĩa hiểu tác dụng Ergonomics hệ thống người – máy – môi trường, đối tượng nghiên cứu Ergonomics, nghiên cứu nhận thức người quan hệ người máy thay đổi theo phát triển khoa học, từ “Người thích ứng máy” đến “Máy thích ứng người” “Người – máy thích ứng lẫn nhau” thay đổi tư tưởng người thiết kế hệ thống người – máy Vị trí tác dụng Ergonomics hình 1-1 Trong hình 1-1, trục tung biểu thị tỷ lệ cố, trục hoành biểu thị niên đại (tuổi) kỹ thuật 6 Tỷ suất cố Cải tiến vật liệu độ tin cậy Hoàn thiện hệ thống tuyển chọn, đề bạt, huấn luyện nhân viên Người thích ứng với máy Cải tiến Ergonomics (Máy thích ứng với người) Hình 1-1 Vị trí Ergonomics hệ thống khoa học Sự cố hệ thống người – máy (thí dụ máy bay, tơ ) ngày giảm theo phát triển khoa học vật liệu tiến độ tin cậy máy móc Nhưng, sau đạt trình độ định, tỷ suất cố có xu ổn định Điều cho thấy cịn có nhân tố khác ảnh hưởng đến tỷ suất cố; quan hệ chi phối lẫn yếu tố người hệ thống người – máy Cho nên, muốn tiếp tục giảm cố phải nghiên cứu đặc tính người lý luận chi phối lẫn hệ thống người – máy, nghiên cứu ứng dụng lý luận tuyển chọn đề bạt, lý luận huấn luyện nhân viên, tỷ suất cố giảm nhanh Cũng vậy, thông qua tuyển chọn huấn luyện nhân viên giảm cố đến mức độ định Nhưng, sau máy thiết kế xong tuyển chọn nhân viên thao tác có tính hạn chế định Vì thế, trước thiết kế cần phải nghiên cứu đầy đủ đặc tính người, vào đặc tính người, thiết kế tham số máy quan hệ phối hợp người – máy tốt nhất, đường có hiệu để giảm cố, vị trí tác dụng Ergonomics hệ thống khoa học kỹ thuật Hình 1-2 mơ hình hệ thống người – máy, nghiên cứu quan hệ chi phối người máy, mấu chốt nghiên cứu vấn đề ranh giới người máy, làm cho ranh giới phù hợp tâm lý, sinh lý đặc tính tâm lý người, đạt đến trạng thái phối hợp tốt hệ thống người – máy Máy nghĩa rộng, quan hệ người đồ mộc, người công cụ khác phải đạt phối hợp tốt nhất, cần phải thực tối ưu hoá hệ thống Ranh giới người – máy (vật) bao gồm thị giác, xúc giác, thính giác… tất mặt ranh giới để người – máy đưa thông tin vào mặt ranh giới tay, chân, mồm người đưa thông tin 7 Hệ thống Máy Hiển thị tin tức Thiết bị khống chế Mặt tiếp xúc Khí quan cảm giác Bộ phận ứng (Tay chân) Người Xã hội, tổ chức Hình 1-2 Mơ hình hệ thống người – máy Khoa học liên quan Ergonomics khoa học nghiên cứu người – máy (vật) – mơi trường, có quan hệ với nhiều lĩnh vực: giải phẫu người, sinh lý học, tâm lý học, lực học, thiết kế nội thất, thiết kế đồ mộc, cơng trình giới, khoa học quản lý, cơng trình học mơi trường… lĩnh vực có quan hệ với Ergonomics Vì thế, nghiên cứu Ergonomics phải lấy nhiều khoa học làm sở, đồng thời cần lấy chun mơn khác làm chỗ dựa Tóm lại, tốc độ phát triển Ergonomics nhanh Vì khoa học giáp ranh, với tiến phát triển không ngừng lĩnh vực khoa học kỹ thuật, vấn đề liên quan đến Ergonomics khơng ngừng xuất hiện, nội dung cụ thể nghiên cứu Ergonomics thay đổi theo Thí dụ, với phát triển phổ cập nhanh vi tính kỹ thuật thơng tin, tự động hố văn phịng, mua bán mạng…, vấn đề thực ảo, người máy công nghiệp… nhiều vấn đề Ergonomics chờ nghiên cứu giải Quan hệ nội thất kiến trúc, đồ mộc với người mật thiết, hợp lý hay không chúng trực tiếp ảnh hưởng đến sức khỏe an toàn người, ảnh hưởng đến hiệu cơng việc Vì thế, nước tiên tiến, lịch sử nghiên cứu vấn đề tương đối dài, ứng dụng rộng rãi Thiết kế nội thất đồ mộc nước ta chuyên môn sôi động, nghiên cứu ứng dụng Ergonomics khơng Tuy có số trường đại học đơn vị nghiên cứu theo đuổi nghiên cứu mặt này, làm bước đầu Muốn cho người thiết kế nắm vững cịn xa, có nắm vững đặc tính người mối quan hệ người mơi trường thiết kế khơng 8 gian nội thất, mơi trường đồ mộc thích hợp với đặc điểm sinh lý tâm lý người, đặc điểm môi trường ảnh hưởng đến hành vi tâm lý người Quan hệ người - đồ mộc – môi trường (người – mặt tiếp xúc), thiết kế nội thất đồ mộc bao gồm mặt sau đây: a) Thị giác môi trường: Chủ yếu bao gồm tổ hợp không gian, chất lượng bề mặt gỗ, tạo hình, màu sắc, chiếu sáng, sắc quang… b) Thính giác mơi trường: Chủ yếu bao gồm cách âm, phản xạ, thu âm, hiệu âm hưởng… c) Khứu giác môi trường: Chủ yếu bao gồm thơng gió nội thất, kiến trúc chọn vật liệu trang sức… d) Xúc giác môi trường: Chủ yếu bao gồm bề mặt vật liệu, cảm giác nóng lạnh vật liệu (tính dẫn nhiệt), nhiệt ẩm, học thể người, phân bố áp suất người… 9 Chương HỆ THỐNG SINH LÝ NGƯỜI Trung tâm nghiên cứu Ergonomics người, thế, nghiên cứu Ergonomics, phải tìm hiểu đặc tính tự thân thể người Cơ người phân thành tính thực vật tính động vật Cơ trước sinh tồn cần phải có tính hấp thụ dinh dưỡng, tiết, sinh dục…; sau vận động cảm giác đặc hữu có động vật Cơ cấu tạo người nhỏ tế bào, tụ hợp chúng cấu thành tổ chức Tổ chức phân thành tổ chức thượng bì, tổ chức kết hợp, tổ chức trợ giúp, tổ chức bắp tổ chức thần kinh Bộ phận có hình thái đặc biệt tổ chức cấu thành gọi khí quan, thí dụ: phổi, tim, dày, … Hệ thống khí quản khí quan có đặc tính cấu thành, hệ thống tiêu hoá, hệ thống hơ hấp…Hệ thống khí quan tính thực vật có: hệ thống tiêu hố, hệ thống hơ hấp, hệ thống tiết hệ thống sinh dục… Hệ thống khí quan tính động vật có: hệ thống cảm giác, hệ thống vận động hệ thống thần kinh, hệ thống thần kinh trung khu hệ thống thần kinh điểm mút Hệ thống thần kinh trung khu não cột sống cấu thành; hệ thống thần kinh điểm mút hệ thống thần kinh thể tính động vật hệ thống thần kinh tự luật thần kinh tính thực vật tổ thành I HỆ THỐNG TRUYỀN TIN TỨC Hệ thống cảm giác Những kích thích mơi trường từ ngồi thể thơng qua khí quan cảm giác mắt, tai, da… tạo thành xung tín hiệu thơng quan hệ thống thần kinh truyền đến trung khu đại não tạo thành ý thức cảm giác Nhận biết phân biệt (gọi tắt nhận biệt) tính chất cảm giác tri giác Nhận biệt vật tri giác gọi nhận tri Khí quan cảm giác (tai, mắt, mũi, lưỡi, da) sản sinh cảm giác Thần kinh hướng tâm Đại não  Cảm giác có tính chất chủ yếu sau đây: a) Kích thích thích nghi Khí quan cảm giác có phản ứng với kích thích tương ứng, kích thích gọi kích thích thích nghi khí quan cảm giác Thí dụ: Mắt khơng gây phản ứng ngồi kích thích ánh sáng, xem bảng 2-1 10 10 3) Hấp thụ cây, cỏ, mặt đất: Cây, cỏ,… âm có hiệu suy giảm hấp thụ, lượng tiếng tần số cao dễ bị hấp thụ, thường tán 30 m hiệu che lấp rõ rệt j) Tiêu chuẩn đánh giá tiếng ồn: 1) Tiêu chuẩn ISO tiêu chuẩn bảo hộ thính lực nước ngoài, xem bảng Bảng 4-17: Tiêu chuẩn ISO Mỹ Thời gian làm việc ngày (h) 0.5 0.25 ISO 90 93 96 99 102 115 Chính phủ Mỹ 90 95 100 105 110 115 Hiệp hội bác sĩ vệ sinh công nghiệp Mỹ 85 90 95 100 105 110 2) Tiêu chuẩn vệ sinh tiếng ồn xí nghiệp cơng nghiệp Trung Quốc Tiêu chuẩn công bố năm 1979 Bảng 4-18: Tiêu chuẩn vệ sinh tiếng ồn công nghiệp Trung Quốc (dB (A) ) Thời gian làm việc ngày (h) Trị số cao Xí nghiệp xây dựng 85 88 91 94 115 Xí nghiệp có 90 93 96 99 115 3) Tiêu chuẩn tiếng ồn môi trường Tổ chức tiêu chuẩn hoá quốc tế (ISO) năm 1970 đưa tiêu chuẩn cho phép cấp tiếng A bảo vệ môi trường làm việc nghỉ ngơi, tiêu chuẩn cho phép tiếng ồn ngoại thất khu vực từ 35 - 45 dB (A) , khu vực khác thời gian khác tiến hành sửa đổi theo bảng 4-19 Năm 1982 Trung Quốc công bố tiêu chuẩn tiếng ồn môi trường khu vực thành thị Leq [dB (A) ], xem bảng 4-20 Bảng 4-19: Tiêu chuẩn loại tiếng ồn ISO công bố I- Trị số sửa đổi đoạn thời gian Đoạn thời gian Ban ngày Ban tối Ban đêm Trị số sửa đổi dB (A) -5 -10 II- Trị số sửa đổi theo khu vực 115 115 Khu vực Trị số sửa đổi dB (A) Khu vực Trị số sửa đổi dB (A) Xe cộ lại khu vực lại hỗn hợp +15 +5 Trung tâm thành thị (khu thương nghiệp) +20 Nội thất khu dân cư +10 Khu công nghiệp (công nghiệp nặng) +25 Điều kiện cửa sổ Mở Cửa sổ lớp Cửa sổ lớp Trị số sửa đổi dB (A) -10 -15 -20 Nông thôn, bệnh viện, khu điều dưỡng Ngoại ô, khu vực lượng xe lại thưa thớt III - Tiêu chuẩn tiếng ồn nội thất dB (A) Loại hình phịng Tiêu chuẩn cho phép Loại hình phịng Tiêu chuẩn cho phép Phòng ngủ 20~50 Phòng làm việc 25~60 Phòng tiền sảnh 30~60 Phân xưởng 70~75 Bảng 4-20: Tiêu chuẩn tiếng ồn môi trường khu vực thành thị Trung Quốc [dB (A)] Khu vực sử dụng Ban ngày Ban đêm Bệnh viện, khu điều dưỡng, khu vực nhà khách cao cấp Khu dân cư, khu văn hoá giáo dục Khu bn bán Trung tâm bn bán, khu bn bán phương tiện giao thông khu dân cư Khu công nghiệp tập trung Hai bên đường giao thông chủ yếu (tốc độ xe 100 km/h) 45 50 55 60 35 40 45 50 65 70 55 55 Tri thức sở môi trường học nội thất Ở không gian tự ngoại thất, âm trình truyền dẫn suy giảm dần, vấn đề tương đối đơn giản Nhưng nội thất, phản xạ, chiết xạ, 116 116 thấu xạ, diễn xạ hấp thụ sàn nhà, trần nhà, bốn xung quanh tường nên vấn đề phức tạp Làm người thiết kế nội thất kiến trúc, cần phải nắm vững tri thức liên quan đến học nội thất, thiết kế cách âm thu âm nội thất thiết kế âm hưởng nội thất có ý nghĩa quan trọng Dưới giới thiệu điểm tri thức học nội thất a) Hồi âm Âm từ nguồn âm trực tiếp truyền vào tai người âm sau phản xạ từ tường, trần nhà… vào tai người khác thời gian, lúc có khả xuất hiện tượng hồi âm Nhưng sai khác thời gian vịng 1/20 s, người khơng cảm giác tượng hồi âm Đây hiệu ứng sinh lý hệ thống thính giác Chuyển đổi 1/20 s thành khoảng cách 17m (chênh lệch quãng đường truyền dẫn) Vì thế, để đề phòng phát sinh tượng hồi âm, thiết kế nội thất kiến trúc dùng giải pháp sau đây: (1) Tăng hiệu thu âm nội thất, sử dụng vật liệu thu âm thích hợp tường trần nhà… , làm cho âm suy giảm hấp thụ tối đa (2) Thiết kế hợp lý hình dạng cấu thành nội thất tường…, lợi dụng tạo hình đặc biệt mặt parabol… làm cho tiếng sau phản xạ tập trung vào nơi Nên tránh mặt phẳng hình chữ nhật đối xứng song song quy mô lớn (3) Giữa nguồn âm điểm thu âm, tất chênh lệch quãng đường âm phải khống chế 17m b) Hỗn hưởng Sau cắt đứt nguồn âm, âm cịn lưu lại thời gian nội thất, tượng gọi hỗn hưởng Ở phịng hồ nhạc có thời gian hỗn hưởng định tăng hiệu âm nhạc, thời gian hỗn hưởng phải thích hợp, khơng tạo hiệu ngược lại Thời gian hỗn hưởng tốt nội thất liên quan đến mục đích sử dụng, không gian nội thất tần số âm Bảng 4-21 trị số kiến nghị thời gian hỗn hưởng tốt 500 Hz rạp chiếu phim Bảng 4-21: Thời gian hỗn hưởng tốt 500 Hz rạp chiếu phim Không gian nội thất (m2) 300 1000 20000 Thời gian hỗn hưởng tốt (s) 0.95 1.20 1.25 (1) Thời gian hỗn hưởng: Nói cách chặt chẽ thời gian hỗn hưởng thời gian cần thiết để sau cắt nguồn tiếng , cấp áp suất tiếng giảm 60 dB Cơng thức tính thời gian hỗn hưởng sau: Công thức W.C.Sabine: 117 T= 0,16V A 117 Trong đó: V - Dung tích phịng (m2); A - Sức thu âm (tích tỷ lệ thu âm bình quân nội thất); T - Thời gian hỗn hưởng (s) Tính sức thu âm tổng tiến hành cộng dồn sức thu âm vật thể (hoặc người) Sức thu âm vật thể người chủ yếu xem bảng 4-22 Tỷ lệ thu âm xem bảng 4-23 Công thức C.F.Eyring: Trong đó: T= 0,16V − S ln(1 − α ) V - Dung tích phịng (m2); S - Diện tích bề mặt nội thất (m2); T - Thời gian hỗn hưởng (s); α - Tỷ lệ thu âm bình quân nội thất Bảng 4-22: Sức thu âm vật thể người Loại Tần số Rạp kịch dùng ghế tựa Rạp kịch dùng ghế tựa Ghế gỗ Ghế gỗ dài Ghế tựa gỗ lớp Rạp kịch dùng ghế bọc da Người trưởng thành Học sinh phổ thông trung học Học sinh phổ thông sở Nam (mặc áo khốc ngồi) Nam (khơng mặc áo khốc ngồi) Nữ (mặc áo khốc ngồi) Nữ (khơng mặc áo khốc ngồi) 128(Hz) 512(Hz) 2048(Hz) 0.014 0.014 0.13 0.16 0.15 0.14 0.21 0.12 0.12 0.07 0.23 0.28 0.22 0.016 0.023 0.16 0.37 0.35 0.33 0.45 0.38 0.37 0.21 0.29 0.33 0.35 0.019 0.046 0.51 0.46 0.43 0.71 0.69 0.62 0.43 Bảng 4-23: Tỷ lệ thu âm loại vật liệu Phân loại Vật liệu cứng 118 Vật liệu Tường gạch đỏ Tường xi măng (quét sơn) Đá hoa cương Thuỷ tinh Gạch men Gỗ Thông Gỗ Thông (quét sơn) Tần suất âm Chiều dày(cm) 128(Hz) 512(Hz) 2048(Hz) 45.8 2.5 1.9 1.9 0.024 0.009 0.01 0.035 0.015 0.098 0.05 0.031 0.014 0.01 0.027 0.028 0.10 0.03 0.049 0.017 0.015 0.020 0.035 0.082 0.03 118 Thảm hoa Ván sàn gỗ mềm Cao su (cứng, lót ván sàn) Vật liệu mềm Thảm cỏ Thảm len Tấm giữ nhiệt Sợi thuỷ tinh 0.3 0.63 2.5 2.5 2.5 20kg/m3 0.03 0.04 0.31 0.12 0.55 0.15 0.05 0.06 0.05 0.10 0.58 0.51 0.67 0.6 0.04 0.07 0.05 0.05 0.43 0.65 0.71 0.79 Công thức Eying Kudseu (xem xét hấp thụ khơng khí) T= Trong đó: 0,16V − S ln(1 − α ) + 4mV m - Hệ số suy giảm hấp thụ khơng khí; V - Dung tích phịng (m3); T - Thời gian hỗn hưởng (s); α - Tỷ lệ thu âm bình quân nội thất; S - Diện tích bề mặt nội thất c) Tổn thất thấu qua (Transmission Loss) Khi âm qua tường, suy giảm phản xạ hấp thụ nội bộ…, cấp âm giảm xuống, gọi tổn thất qua (thấu qua) Tổn thất qua TL tính theo cơng thức đây: TL = 10 lg Trong đó: τ τ - Tỷ lệ qua lượng tiếng Tỷ lệ qua phận phịng khơng giống nhau, như: tường, cửa sổ, cửa thơng gió khơng giống Vì thế, tổn thất qua bình qn dùng cơng thức để tính: TL = 10 lg Trong đó:  S  = 10 lg  τ  ∑τ i S i  S - Diện tích tổng (m2); τ - Tỷ lệ qua bình quân; τ i - Tỷ lệ qua cục bộ; Si - Diện tích cục (m2) Bảng 4-24 thí dụ tính tổn thất qua tiếng ồn phân xưởng Bảng 4-24 Thí dụ tính tổn thất qua (giá trị tần số đó) 119 119 Tên phận Cửa thơng khí Cửa sổ Cửa Cửa xuất nhập sản phẩm Mặt tường Tổng cộng S1(m2) τ1 τ 1S1 TLi 16 0.8 0.05 0.10 0.15 0.8 0.4 0.2 2.1 0.97 13.01 10 8.24 53 80m 0.00015 0.008 3.808 33.24 Tính theo cơng thức ta có:  S  80 TL = 10 lg = 13,2(dB )  = 10 lg 3,808  ∑τ i S i  Tổn thất qua thường u cầu tính tốn riêng với tần số bội tần trình d) Chủng loại chức vật liệu thu âm (như hình 4-28) Vật liệu thu âm nội thất chia thành loại nhỏ sau đây: Hình 4-29 cho thấy cấu tạo thu âm kiểu chấn động mỏng, chủ yếu dựa vào cộng chấn mỏng lớp khơng khí làm cho lượng tiếng tiêu hao, tỷ lệ tần cộng chấn fC tính theo cơng thức đây: fC = Trong đó: C 2π ρ ML fC - Tỷ lệ cộng chấn (Hz); C- Tốc độ tiếng khơng khí (m/s); ρ - Mật độ khơng khí (kg/m3); M - Khối lượng thể tích mặt mỏng (kg/m3); L - Chiều dày lớp khơng khí (1) Vật liệu thu âm kiểu nhiều lỗ - Vật liệu thu âm kiểu nhiều lỗ + vách thu tiếng cao tần phù hợp - Vật liệu thu âm kiểu nhiều lỗ + lớp khơng khí + vách thu tiếng cao tần phù hợp (2) Vật liệu thu âm kiểu chấn động (màng) mỏng - Tấm mỏng + lớp khơng khí + vách thu tiếng trung thấp tần phù hợp (3) Vật liệu thu âm kiểu cấu tạo - Tấm có lỗ + lớp khơng khí + vách ngăn - Tấm lưới + lớp khơng khí + vách ngăn 120 120 - Hộp cộng hưởng tường + vách ngăn thu tiếng trung thấp tần thích hợp (4) Vật liệu thu âm kiểu tổng hợp loại - Tấm có lỗ + vật liệu thu âm kiểu nhiều lỗ + lớp khơng khí + vách thu tiếng trung tần - Màng mỏng + vật liệu thu tiếng kiểu nhiều lỗ + lớp khơng khí + vách thu tiếng trung tần Bề mặt Tường Bề mặt Lớp khơng khí Tường Tỷ lệ thu âm Tỷ lệ thu âm Bề mặt Lớp khơng khí Tỷ lệ thu âm Tường Tần số Tần số Tần số Bề mặt Tỷ lệ thu âm Lớp khơng khí Tường Tần số Bề mặt Lớp khơng khí Lớp khơng khí Bề mặt Tường Tỷ lệ thu âm Tần số Hình 4-28 Chủng loại tính vật liệu thu âm 121 121 Tấm mỏng Lớp khơng khí Tường cứng Hình 4-29 Thu âm mỏng Hình 4-30 Hộp cộng hưởng tường Hình 4-30 cho thấy hộp cộng hưởng tường, tỷ lệ tần cộng chấn tính theo cơng thức đây: fC = Trong đó: C 2π S Vh fC - Tỷ lệ tần cộng chấn (Hz); C - Tốc độ tiếng khơng khí (m/s); S - Diện tích mặt cắt cổ (m2); h - Chiều dài cổ (m); V - Dung tích ruột hộp cộng hưởng tường (m3) VI MÔI TRƯỜNG CHẤN ĐỘNG Giới thiệu Chấn động (Vibration) tượng vật thể chất điểm vận động qua lại quanh vị trí cân Có thể người hệ thống chấn động nhiều độ tự do, thế, hưởng ứng chấn động vô phức tạp, ngồi ô tơ, thuyền, … có lúc cảm giác chóng mặt, nơn, điều cộng chấn hệ thống tiêu hoá nội tạng… người gây nên Bị chấn động thời gian dài cịn có triệu chứng đau lưng, đau dày Các công cụ gây chấn động sử dụng lâm nghiệp máy cưa xăng, máy đào lỗ,… làm cho người sử dụng mắc số bệnh nghề nghiệp đau khớp… Vì thế, nhiều nước giới có tiêu chuẩn riêng mình, tổ chức tiêu chuẩn hố quốc tế ISO đưa tiêu chuẩn chấn động Chấn độ mơi trường tác nghiệp thường chia thành chấn động tồn thân (Whole body vibration) chấn động cục (Local vibration) 122 122 Đặc điểm chung chấn động toàn thân chấn động chủ yếu từ phần chân phần lưng, phần cánh tay truyền đến toàn thân, lái xe, công nhân điều khiển máy phát điện cỡ lớn máy lèn đập môi trường chấn động tồn thân Lắc lư ghế xích đu thuộc loại chấn động toàn thân Tần suất lắc lư xích đu có quan hệ mật thiết với tính dễ chịu, tần suất phù hợp tạo cho người cảm thấy dễ chịu, khơng, hiệu ngược lại Nhiều kết cho thấy, tần suất cộng chấn lồng ngực - Hz , phần bụng 10 - 12 Hz, phần đầu - 30 Hz, tay 30 - 40 Hz, hệ thống thần kinh 250 Hz Khi chấn động thẳng đứng, thể người nhạy cảm với chấn động - Hz, chấn động ngang nhạy cảm với chấn động 2Hz Chấn động cục chấn động gây nên chấn động cục thân thể Như cưa xăng, xe máy, công cụ động lực … nguồn chấn động gây nên chấn động cục thể Ảnh hưởng chấn động người Ảnh hưởng chấn động người mặt sinh lý, tâm lý, hiệu suất công tác hoạt động sinh hoạt hàng ngày Mức độ ảnh hưởng chấn động người chịu chi phối nhiều nhân tố, biểu thức đây: Ảnh hưởng E = f(cường đông chấn động S, tần số f, phương chấn động d, phần thể chấn động P) 1) Cảm giác tầm nhìn; 2) Khó chịu tầm nhìn; 3) Mệt mỏi - giảm giới hạn hiệu suất; 4) Giới hạn sinh lý (giới hạn đau) a) Ảnh hưởng chấn động toàn thân thể người (1) Ảnh hưởng đến sinh lý: Reigher Meister người nghiên cứu trị số loại giới hạn trên, sau Goldman… tiến hành nghiên cứu sâu hơn, xác định trị số loại giới hạn, tổ chức tiêu chuẩn hoá quốc tế ISO sở đưa phương hướng tiêu chuẩn chấn động Xác định rõ mối quan hệ đại lượng vật lý chấn động (tần số, cường độ) kích thước cảm giác tâm lý Chấn động thẳng đứng: - Hz nhạy cảm nhất; Trị số giới hạn cảm giác: 0.015 - 0.03 m/s2; Giới hạn khó chịu (Goldman): 2-5 m/s2; Giới hạn chịu đựng giới hạn sinh lý (Goldman): 2-5 m/s2; Giới hạn thể nhẫn nại thời gian ngắn (Magid): khoảng 20 m/s2; Chấn động ngang 1-2 Hz nhạy cảm (Trị số giới hạn ISO 0.01 m/s2) (2) Ảnh hưởng đến sinh lý: xem bảng 4-25 123 123 Bảng 4-25 Ảnh hưởng chấn động sinh lý người Tính tổn thương Não, phổi, tim, gan, thận, cột sống, khớp, khí quản Hệ thống tuần hoàn Huyết áp tăng, tim đập nhanh, lượng máu chuyển lần co bóp giảm Hệ thống hơ hấp Hô hấp tăng nhanh Thay Lượng ôxy tiêu hao tăng, tiêu hao lượng tăng, RQ(entropi hô hấp) tăng Nhiệt độ thể Tăng Hệ thống tiêu hoá Áp suất ruột dày tăng, ngăn cản hoạt động ruột, dày, gây nên sa dày, không muốn ăn uống Hệ thống thần kinh Làm cho thần kinh giao cảm hưng phấn, phản xạ chân giảm, CFF giảm, ảnh hưởng đến giấc ngủ Hệ cảm giác Nhãn áp tăng, sức điều tiết mắt giảm Máu K+, Ca+2, Na+ tăng (3) Ảnh hưởng đến hiệu suất làm việc Chấn động tồn thân làm cho nhãn cầu chấn động, làm cho thị lựcgiảm, tính phối hợp tay mắt đi, nhiệt tình giảm, từ làm cho hiệu suất giảm, người bị nặng phát sinh cố b) Ảnh hưởng chấn động cục người Nguồn chấn động chấn động cục có từ máy cơng cụ phải dùng tay để trì động lực dùng tay để giữ cưa xăng, máy búa không khí ảnh hưởng chấn động cục người chủ yếu tạo nên tổn thương đầu mút thần kinh, tổn thương khớp, lực bắp giảm… Người bị nặng dẫn đến bệnh tồn thân Bệnh trắng ngón tay loại bệnh chấn động chấn động cục gây nên Tiêu chuẩn đánh giá chấn động Trên sở nhiều nghiên cứu thực nghiệm điều tra, tổ chức tiêu chuẩn hoá quốc tế ISO đưa tiêu đánh giá chấn động toàn thân cục a) Đánh giá chấn động toàn thân (ISO 2631) (1) Giới hạn mỏi mệt - giảm hiệu suất (Fatique - Decreased Proficiency Boundary, FDP): Giới hạn tiêu chuẩn đánh giá xác định tảng lấy sản sinh mệt mỏi đưa đến giảm hiệu suất, tiến hành đánh giá riêng biệt 124 124 chấn động thẳng đứng chấn động ngang Từ hình 4-31 biết, nhạy cảm người chấn động thẳng đứng 4-8Hz chấn động ngang 1-2Hz Tă ng tốc độ (trị số có hiệ u), m/s chấn động vng góc chấn động ngang Tần số trung tâm bội tân trình 1/3, (Hz) Hình 4-31 Tiêu chuẩn đánh giá chấn động toàn thân (ISO 2631, FDP) (2) Giới hạn an toàn sức khoẻ (Exposure Limit, EL): Giới hạn an toàn sức khoẻ giới hạn an toàn đảm bảo sức khoẻ thể không bị tổn hại Trị số gia tốc lần giới hạn mệt mỏi - giảm hiệu suất, tức EL = 2FDP (chênh lệch 6dB) (3) Giới hạn tính dễ chịu (Reduced Comfort Boundary, RCB): Khi cường độ chấn động vượt giới hạn này, thể người cảm thấy khó chịu Trị số gia tốc 1/3,15 lần giới hạn mệt mỏi - giảm hiệu suất, tức RCB=FDP/3,15 (chênh lệch 10dB) b) Tiêu chuẩn chấn động cục (ISO/DIS 5349) Tổ chức tiêu chuẩn hoá quốc tế quy định tiêu chuẩn đánh giá chấn động cục (ISO/DIS 5349) Dùng tay giữ cơng cụ loại nhỏ dẫn đến bệnh nghề nghiệp chấn động, ISO quy định tiêu chuẩn đánh giá chấn động tay truyền ISO/DIS 5349, hình 4-32 125 125 Phương hướng chấn động (ISO) Tă ng tốc độ( ms) azh, ayh , azh (m/ s) Tăng tốc độ Tốc độ Tă ng tốc độ( rms ) vyh liên tục , vzh , vzh (m/ s) Tần số trung tâm bội tần trình (Hz) Tă ng tốc độ( rms ) ayh , azh, azh (m/ s) Tăng Tốc độtốc độ liên tục Tần số trung tâm bội tần trình (Hz) Hình 4-32 Tiêu chuẩn đánh giá chấn động cục (chấn động tay truyền) ISO DIS/5349 Khi sử dụng đồ thị hình 4-32 để đánh giá, nên tiến hành đánh giá riêng biệt theo hướng, lấy trị số lớn làm số đánh giá Nếu thời gian làm việc ngày chấn động bộc lộ khơng đủ - 8h, chấn động bộc lộ liên tục hay quy tắc không quy tắc phải vào hệ số sửa đổi bảng 4-26, sau tiến hành sửa đổi đánh giá Hệ số bảng bội số giới hạn bộc lộ cho phép phạm vi tần số - h Nếu hệ số lấy trị số cho phép lớn - h nhân 3, số khác làm tương tự Nhưng thường vào thời gian tiếp xúc từ bảng 4-26 tra hệ số, sau lợi dụng đường cong hệ số tương ứng hình 4-32 tiến hành đánh giá 126 126 Tă ng tốc độ( rms ) vyh , vzh , vzh (m/ s) Bảng 4-26 Bảng hệ số sửa đổi Thời gian chấn động thời gian làm việc (h) 50 40-50 30-40 20-30