Sự truyền âm ở ngoài trời có những đặc điểm sau đây: - Chỉ lan truyền đi mà không có sóng trở lại;
- Sự truyền âm chịu ảnh hƣởng của các yếu tố thời tiết nhƣ gió, nhiệt độ…; - Năng lƣợng âm bị mất do hút âm của vật liệu bề mặt;
- Trên đƣờng truyền âm có thể gặp vật cản nhƣ nhà cửa, cây cối...
Khi âm thanh lan truyền trong không khí, năng lƣợng âm sẽ giảm dần theo khoảng cách xa dần nguồn âm. Ðó là hiện tƣợng tắt dần của nguồn âm, gây ra do hai nguyên nhân sau:
- Sự giảm năng lƣợng âm theo khoảng cách: năng lƣợng âm giảm vì phải chia sẻ cho nhiều phần tử môi trƣờng;
- Sự hút âm của không khí: giảm năng lƣợng do ma sát của các phần tử khí.
1.1. Sự giảm âm theo khoảng cách
* Trƣờng hợp nguồn âm điểm:
Nếu một nguồn âm điểm có công suất P(W) bức xạ sóng cầu, thì ở khoảng cách nguồn r(m) cƣờng độ âm có thể tính theo công thức:
Ir = 2
4 r P
(*)
Công thức trên cho thấy, mỗi khi khoảng cách r tăng lên gấp đôi, cƣờng độ âm lại giảm đi bốn lần. Sự giảm năng lƣợng của sóng cầu theo khoảng cách này gọi là luật giảm âm tỷ lệ nghịch với bình phƣơng khoảng cách.
Logarit hóa hai vế công thức (*) ta xác định mức âm (dB) tại r theo công thức: Lr = Lp+ 10lg 2 4 1 r Hay Lr = Lp – 20lgr– 11, dB
Trong đó: Lp– mức công suất âm của nguồn, dB.
Bài toán thƣờng gặp là xác định độ chênh lệch mức âm tại các khoảng cách r1 (có mức ồn L1) và r2(với mức ồn L2), với r2 > r1. ta có: ∆L = L1– L2= 20lg 1 2 r r , dB. ( 3.1)
Theo công thức này, khi khoảng cách tăng lên hai lần, mức âm giảm đi 6 dB. Đối với trƣờng hợp nguồn âm đƣờng
Hình 3.2: Sự giảm âm của âm đường[1]
Với nguồn âm đƣờng (bức xạ sóng trụ), độ giảm cƣờng độ âm từ khoảng cách r1 (I1) đến khoảng cách r2 (I2) theo quan hệ:
1 2 2 1 r r I I ( 3.2)
Độ chênh lệch mức âm giữa các khoảng cách r1 và r2 lúc này sẽ là: ∆L = 10lg 1 2 r r (dB) ( 3.3)
Với công thức này cho thấy, đối với nguồn âm đƣờng mỗi khi khoảng cách tăng lên gấp đôi mức âm sẽ giảm đi 3dB.
Lƣu ý: Khi tính toán sự giảm âm của tiếng ồn giao thông có thể: - Sử dụng công thức ∆L = 10lg
1 2
r r
(dBA) với r1= 1m, r2 là khoảng cách từ nguồn đến địa điểm tính toán.
+ S = 1000Vtb/N, trong đó S: là khoảng cách giữa các xe; Vtb: là vận tốc trung bình (km/h); N là cƣờng độ dòng xe (xe/h)
+ Độ giảm mức ồn thực tế đƣợc tính dựa vào biểu đồ sau:
Hình 3.3: Mức giảm âm theo khoảng cách
(Nguồn:Âm họckiếntrúc - Cơsởlý thuyếtvà cácgiảiphápứngdụng,PhạmĐức
Nguyên)
Giảm âm theo khoảng cách có tính hệ số bề mặt - Đối với âm điểm:
Lk/c = kđ.20lg 1 2
r r
-Đối với âm đƣờng: Lk/c = kđ.10lg
1 2
r r
1.2. Sự hút âm của không khí
Sự hút âm của không khí phụ thuộc rất lớn vào tần số âm, đồng thời phụ thuộc vào nhiệt độ và độ ẩm của không khí, thƣờng xác định theo độ giảm mức âm trên mỗi mét chiều dài truyền âm (dB/m).
Hệ số hấp thụ âm bề mặt, kd Loại địa hình
1,0 Đất bằng phẳng
1,1 Đất trồng cỏ
Hình 3.4: Sự hút âm của không khí ở 200
C theo tần số âm và độ ẩm tƣơng đối
(Nguồn:Âm họckiếntrúc - Cơsởlý thuyếtvà cácgiảiphápứngdụng,PhạmĐức
Nguyên)