Những yeđu caău cụa vaơt cách ađm caăn phại đát được là giạm được tiêng oăn tái nơi làm vieơc tới mức cho phép theo tât cạ các dãi ôcta mà người ta thường lây trị sô trung bình cụa moêi ođctave là 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000Hez.
Yeđu caău này dăn đên trị sô cách ađm Rti được tính toán rieđng bieơt cho từng boơ phaơn cụa câu trúc cách ađm như:tường,traăn, các cửa đi, cửa soơ.
Khi tiêng oăn lan truyeăn với nguoăn oăn đeơ hở trong phòng:
Rti = Lp – Lc -10. lg(Bm /Bo) + 10.lg(Si / So) – 15.lg(ri /ro) + 10.lg.m-5 Với :
• Rti là đoơ cách ađm yeđu caău cho dáng thứ I cụa câu trúc cách ađm tương ứng với dại 1 octave(dB)
• Si là dieơn tích thứ I cụa câu trúc cách ađm(m2)
• Lc là mức đoơ cho phép cụa áp ađm tương ứng với dại octave taị đieơm caăn tính toán(dB)
• Lp mức áp ađm cụa nguoăn oăn(dB)
• Bm là haỉng sô cách ađm cụa nhà hoaịc kêt câu(m2) • Bo haỉng sô cách ađm dieơn tích thứ I
• So dieơn tích toàn boơ câu trúc xađy dựng (m2) • ro khoạng cách từ nguoăn oăn đên kêt câu xađy dựng • ri khoạng cách từ nguoăn oăn thứ I đên kêt câu xađy dựng • m sô lớp vaơt lieơu cách ađm.
Các câu trúc nhà cửa rât đa dáng nhưng veă maịt ađm hĩc có theơ chia chúng làm 2 dáng cơ bạn:
• Kêt câu 1 lớp (bao goăm cạ kêt câu nhieău lớp nhưng có lieđn kêt cứng với nhau tređn suôt bờ maịt cụa chúng), khi chịu tác đoơng cụa sóng ađm,kêt câu phạn ứng như 1 khôi đoăng nhât
• Kêt câu nhieău lớp,giữa chúng là khe khođng khí hoaịc 1 vài lớp vaơt lieơu khúc ađm.
Khi chịu tác đoơng cụa sông ađm,moêi lớp có phạn ứng khác nhau.
Sóng ađm là sóng áp suât, khi đaơp vào kêt câu sẽ tiêp túc lan truyeăn trong chúng dưới dáng sóng dĩc và sóng ngang. Đôi với các”tâm mỏng” như:
tường, sàn, vách,… , thì sóng uôn mới là đường truyeăn ađm chụ yêu giữa 2 phòng .
Các yêu tô ạnh hưởng đên chât lượng cách ađm cụa kêt câu là:
• Các kích thước hình hĩc( chieău roơng, chieău dày, chieău dài). • Lieđn kêt cụa kêt câu với xung quanh.
• Khôi lượng(kg/m2) và đoơ cứng kêt câu.
• Noơi mât mát cụa vaơt lieơu gađy ra bởi đoơ nhớt và noơi ma sát các nguyeđn tử cụa vaơt lieơu khi biên dáng.Được đaịt trưng baỉng heơ sô mât mát η và nó chư phú thuoơc vào bạn chât cụa vaơt lieơu.
2.7.1 Kêt câu moơt lớp đoăng chât.
Đađy là trường hợp đơn giạn nhât mà cũng là phoơ biên nhât trong kêt câu nhà cửa.
Các tường, vách,s àn nhà có theơ khạo sát như 1 tâm mỏng có kích thước hữu hán và lieđn kêt chu vi, chịu tác đoơng cụa sóng ađm và bị dao đoơng uôn cưỡng bức đeơ trở thành 1 nguoăn ađm thứ câp, bức xá ađm sang phòng beđn cánh.
Các nghieđn cứu lý thuyêt và thực nghieơm truyeăn ađm qua kêt câu cho thây có theơ chia toàn boơ taăn sô khạo sát cách ađm thành 3 phám vi chịu ạnh hưởng khác nhau cụa các yêu tô đã neđu.
Hình 2.10. Ba phám vi làm vieơc cách ađm cụa kêt câu
Ơû phám vi taăn sô thứ I, khạ naíng cách ađm cụa kêt câu phú thuoơc đoơ cứng cụa nó và thường xạy ra hieơn tượng coơng hưởng.Tuy nhieđn với các kêt câu có dieđn tích lớn hơn 10m2, các taăn sô coơng hưởng này thường ở vùng có taăn sô thâp (< 50Hz).
Ơû phám vi taăn sô thứ II, khạ naíng cách ađm cụa kêt câu phú thuoơc khôi lượng cụa nó và kêt câu có theơ khạo sát như nhieău khôi lượng rieđng lẹ dao đoơng đoơc laơp. Ở phám vi này,khạ naíng cách ađm cụa kêt câu tuađn theo quy luaơt gĩi là định luaơt khôi lượng trong cách ađm.
Trong phám vi thứ III, ở các taăn sô cao, định luaơt khôi lượng khođng còn hieơu lực và khạ naíng cách ađm chịu ạnh hưởng cụa 1 hieơn tượng coơng hưởng đoơc đáo gĩi là hieơn tượng trùng sóng,giạm đáng keơ khạ naíng cách ađm cụa nó.
Sau phám vi này khạ naíng cách ađm lái taíng daăn phú thuoơc vào khôi lượng và noơi mât mát cụa vaơt lieơu.
2.7.2 Định luaơt khôi lượng trong cách ađm
Khi sóng ađm tới kêt câu khuyêch tán, khạ naíng cách ađm cụa nó có theơ xác định theo cođng thức: R = 10lg 1 ( )2 ο ρ π C m∫ + -5 Với
m: khôi lượng kêt câu( kg/m2).
∫: taăn sô ađm( Hz).
Cο: vaơn tôc ađm trong khođng khí(m/s). R: khạ naímg cách ađm(dB)
Khi lây ρCο =410kg/m2.s và bỏ qua giá trị 1,ta có:
R= 20.lg m.f -47,5 (dB) (*)
Xét trường hợp thực tê kêt câu có kích thước hữu hán và lieđn kêt theo chu vi,khạ naíng cách ađm bị giạm nhieău hơn cođng thức(*) do các đường truyeăn ađm gian tiêp.Khi đó khạ naíng cách ađm được xác định theo cođng thức:
R= 20.lg m.f – 54 (dB)
Đađy là cođng thức cụa định luaơt khôi lượng trong cách ađm.Như vaơy, theo định luaơt khôi lượng ta thây:
• Khôi lượng kêt câu taíng leđn 2 laăn (taíng moêi octave) khạ naíng cách ađm taíng leđn 6 dB.
• Khi taăn sô taíng leđn 2 laăn (taíng moêi octave)khạ naíng cách ađm taíng leđn 6 dB Đađy là quy luaơt taăn sô trong cách ađm.Tuy nhieđn từ thực nghieơm MEISSER nhaơn thây khạ naíng cách ađm trong thực tê chư taíng theđm 4 dB moêi khi khôi lượng taíng gâp đođi và cũng taíng theđm 4 dB khi taăn sô taíng len 2 laăn.
2.7.3 Hieơn tượng trùng sóng
Hieơn tượng trùng sóng làm giạm đáng keơ khạ naíng cách ađm cụa kêt câu có theă giại thích như sau:
Hình 2.11. Hieơn tượng trùng sóng
• Khi sóng ađm (bước sóng λk) tới kêt câu với gôc tới 0, dưới tác dúng cụa áp suât ađm, bị dao đoơng uôn cưỡng bức với bước sóng T:
T = λk /sin0 (m)
• Nêu gĩi λuo là bước sóng uôn rieđng cụa kêt câu thì hieơn tượng trùng sóng xạy ra khi T = λuo(*).Như vaơy, sẽ có nhieău taăn sô xạy ra trùng sóng vì moêi sông am có theơ tím thây 1 góc 0 thích hợp đeơ đieău kieơn (*) thoạ mãn.
Tuy nhieđn hieơn tượng trùng sóng chư xạy ra khi λk =λuo vì sin0 ≤1.Do đó toăn tái 1 taăn sô nhỏ nhât mà baĩt đaău từ đó sẽ xạy ra hieơn tượng trùng sóng.Taăn sô này được gĩi là taăn sô giới hán, kí hieơu fgh tương ứng với đieău kieơn 0 = 90o(khi đó λk =λuo).
Taăn sô tới hán có theơ xác định theo cođng thức:
fgh =Co2 / 1,8 C1.d = Co2 / 1,8 C1.d.(p/e)1/2 Với:
Co : vaơn tôc ađm trong khođng khí( m/s) C1 : vaơn tôc sóng dĩc trong kêt câu (m/s). d: chieău dày kêt câu(m)
p: khôi lượng rieđng cụa vaơt lieơu(kg/m3). e: heơ sô đàn hoăi(modun young).
Vaơy taăn sô giới hán phú thuoơc vào đoơ cứng cụa kêt câu,heơ sô mât mát và tư leơ nghịch với chieău dày kêt câu.
Trong bạng đo taăn sô giới hán cụa kêt câu baỉng các vaơt lieơu khác nhau khi chieău dày baỉng 1cm.Muôn xác định taăn sô giới hán cụa kêt câu đoăng chât có chieău dày x(cm), caăn phại chia trị sô trong bạng cho x.