Tài liệu Vật lý kiến trúc- thiết kế cách âm-2

Chương 2 …., THIẾT KẾ CÁCH ÂM, … 1 II. CÁCH ÂM CHO CÁC KC PHÂN CÁCH NHÀ CỬA 2.1. SỰ LAN TRUYỀN ÂM TRONG NHÀ CỬA  Khi nghiên cứu cách âm cho các kết cấu nhà cửa, chúng ta chỉ quan tâm hai loại nguồn tiếng ồn chính là:  Tiếng ồn không khí : (như tiếng nói, tiếng hát, tiếng từ các máy phát thanh, truyền hình …) được nghiên cứu đối với các tường và vách, cửa sổ, cửa đi và sàn giữa các tầng nhà …  Tiếng ồn va chạm : (như tiếng bước chân trên sàn, tiếng các vật rơi, kéo đồ gỗ trên sàn …) chỉ nghiên cứu cho sàn nhà. Chương 2 …., THIẾT KẾ CÁCH ÂM, … 2 II. CÁCH ÂM CHO CÁC KC PHÂN CÁCH NHÀ CỬA 2.1. SỰ LAN TRUYỀN ÂM TRONG NHÀ CỬA 2.1.1. Tiếng ồn không khí (airborne sound)  Sự lan truyền tiếng ồn không khí từ phòng I (phòng có nguồn ồn) sang phòng II (phòng cần cách âm). Chương 2 …., THIẾT KẾ CÁCH ÂM, … 3 II. CÁCH ÂM CHO CÁC KC PHÂN CÁCH NHÀ CỬA 2.1. SỰ LAN TRUYỀN ÂM TRONG NHÀ CỬA 2.1.1. Tiếng ồn không khí (airborne sound)  Sóng âm 1 truyền trực tiếp qua các khe hở, các mối nối không kín, các cửa sổ và cửa đi mở thông giữa hai phòng.  Sóng âm 2 từ nguồn âm đập vào kết cấu phân cách hai phòng. Dưới tác dụng của áp suất âm, kết cấu này sẽ bị dao động uốn cưỡng bức và trở thành một nguồn âm mới bức xạ tiếng ồn vào phòng cách âm.  Các sóng âm 3, 4, 5 lan truyền theo các KC nhà cửa, một phần bức xạ vào phòng II, một phần tiếp tục lan truyền xa hơn đến các phòng khác trong nhà. Chương 2 …., THIẾT KẾ CÁCH ÂM, … 4 II. CÁCH ÂM CHO CÁC KC PHÂN CÁCH NHÀ CỬA 2.1. SỰ LAN TRUYỀN ÂM TRONG NHÀ CỬA Chương 2 …., THIẾT KẾ CÁCH ÂM, … 5 II. CÁCH ÂM CHO CÁC KC PHÂN CÁCH NHÀ CỬA 2.1. SỰ LAN TRUYỀN ÂM TRONG NHÀ CỬA 1.2.2. Tiếng ồn va chạm (impact sound)  Khác với tiếng ồn không khí, tiếng ồn va chạm là sự va đập của các vật thể và kết cấu.  Tại vị trí xảy ra va chạm có một lượng động năng rất lớn truyền vào kết cấu.  Năng lượng này không phân bố trên toàn bộ kết cấu mà chỉ tập trung trên một diện tích nhỏ có trị số lớn hơn rất nhiều so với tiếng ồn không khí, lan truyền mạnh và khá xa theo kết cấu nhà cửa nếu chúng liên kết cứng với sàn. Chương 2 …., THIẾT KẾ CÁCH ÂM, … 6 II. CÁCH ÂM CHO CÁC KC PHÂN CÁCH NHÀ CỬA 2.1. SỰ LAN TRUYỀN ÂM TRONG NHÀ CỬA 1.2.2. Tiếng ồn va chạm (impact sound) Sự lan truyền âm va chạm Chương 2 …., THIẾT KẾ CÁCH ÂM, … 7 II. CÁCH ÂM CHO CÁC KC PHÂN CÁCH NHÀ CỬA 2.2 CÁCH ÂM KHÔNG KHÍ CỦA CÁC KẾT CẤU  Các kết cấu của nhà cửa rất đa dạng nhưng về mặt âm học có thể chia chúng thành hai loại cơ bản:  Kết cấu một lớp : (bao gồm cả kết cấu nhiều lớp nhưng có liên kết cứng với nhau trên suốt bề mặt của chúng), khi chịu tác động của sóng âm kết cấu phản ứng như một khối đồng nhất.  Kết cấu nhiều lớp : giữa chúng là khe không khí hoặc một vài lớp vật liệu hút âm, khi chịu tác động của sóng âm, mỗi lớp có phản ứng khác nhau. Chương 2 …., THIẾT KẾ CÁCH ÂM, … 8 II. CÁCH ÂM CHO CÁC KC PHÂN CÁCH NHÀ CỬA 2.2 CÁCH ÂM KHÔNG KHÍ CỦA CÁC KẾT CẤU BẠN HÃY CHO BIẾT SỰ KHÁC BIỆT KHI PHÂN LOẠI KẾT CẤU THEO KHẢ NĂNG CÁCH NHIỆT VÀ CÁCH ÂM? Chương 2 …., THIẾT KẾ CÁCH ÂM, … 9 II. CÁCH ÂM CHO CÁC KC PHÂN CÁCH NHÀ CỬA 2.2 CÁCH ÂM KHÔNG KHÍ CỦA CÁC KẾT CẤU  Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng cách âm của kết cấu là: - Các kích thước hình học của chúng (chiều rộng, chiều dài và chiều dày). - Liên kết của kết cấu với chung quanh. - Khối lượng (tính bằng kg/m2) và độ cứng của kết cấu. - Bản chất của vật liệu. Chương 2 …., THIẾT KẾ CÁCH ÂM, … 10 II. CÁCH ÂM CHO CÁC KC PHÂN CÁCH NHÀ CỬA 2.2 CÁCH ÂM KHÔNG KHÍ CỦA CÁC KẾT CẤU 2.2.1. Kết cấu một lớp đồng chất  Đây là trường hợp đơn giản nhất và cũng là phổ biến nhất trong kết cấu nhà cửa.  Các tường, vách, sàn nhà có thể khảo sát như một tấm mỏng có kích thước hữu hạn và liên kết chu vi, chịu tác động của sóng âm và bị dao động uốn cưỡng bức để trở thành một nguồn âm mới, bức xạ âm thanh sang phòng bên cạnh.  Từ nguyên lý trên ta thấy: kết cấu nặng cách âm tốt hơn kết cấu nhẹ vì khó dao động dưới tác dụng của sóng âm. Chương 2 …., THIẾT KẾ CÁCH ÂM, … 11 2.2 CÁCH ÂM KHÔNG KHÍ CỦA CÁC KẾT CẤU 2.2.1. Kết cấu một lớp đồng chất Phạm vi 1: khả năng CA phụ thuộc độ cứng của KC Phạm vi 2: khả năng CA phụ thuộc khối lượngcủa KC Phạm vi 3: khả năng CA giảm đáng kể do hiện tượng trùng sóng. Ba phạm vi làm việc cách âm của kết cấu Chương 2 …., THIẾT KẾ CÁCH ÂM, … 12 II. CÁCH ÂM CHO CÁC KC PHÂN CÁCH NHÀ CỬA 2.2 CÁCH ÂM KHÔNG KHÍ CỦA CÁC KẾT CẤU 2.2.1. Kết cấu một lớp đồng chất Xét TH thực tế, một KC có kích thước hữu hạn và liên kết theo chu vi, khả năng cách âm được xác định theo công thức: R = 20lgPf – 54 ; dB Đây là công thức của định luật khối lượng trong cách âm. Chương 2 …., THIẾT KẾ CÁCH ÂM, … 13 II. CÁCH ÂM CHO CÁC KC PHÂN CÁCH NHÀ CỬA 2.2 CÁCH ÂM KHÔNG KHÍ CỦA CÁC KẾT CẤU 2.2.2. Kết cấu nhiều lớp  Để nâng cao khả năng cách âm đối với kết cấu một lớp thường phải tăng chiều dày, tăng khối lượng là điều trong xây dựng nói chung không mong muốn.  Để tránh điều này chúng ta có thể sử dụng kết cấu nhiều lớp, giữa các lớp có lớp không khí gián cách hoặc nhét đầy vật liệu hút âm.  Kết cấu nhiều lớp thường dùng là kết cấu hai và ba lớp. Chương 2 …., THIẾT KẾ CÁCH ÂM, … 14 II. CÁCH ÂM CHO CÁC KC PHÂN CÁCH NHÀ CỬA 2.2 CÁCH ÂM KHÔNG KHÍ CỦA CÁC KẾT CẤU 2.2.2. Kết cấu nhiều lớp KC 2 lớp có thể khảo sát như một hệ thống hai khối lượng và lo xo liên kết. Chương 2 …., THIẾT KẾ CÁCH ÂM, … 15 II. CÁCH ÂM CHO CÁC KC PHÂN CÁCH NHÀ CỬA 2.2 CÁCH ÂM KHÔNG KHÍ CỦA CÁC KẾT CẤU 2.2.2. Kết cấu nhiều lớp Khả năng cách âm của kết cấu này phụ thuộc:  Khối lượng P của các lớp,  Chiều dày lớp không khí trung gian,  Điều kiện liên kết theo chu vi.  …. Chương 2 …., THIẾT KẾ CÁCH ÂM, … 16 II. CÁCH ÂM CHO CÁC KC PHÂN CÁCH NHÀ CỬA 2.2 CÁCH ÂM KHÔNG KHÍ CỦA CÁC KẾT CẤU 2.2.2. Kết cấu nhiều lớp  Kết cấu hai lớp khối lượng P1 và P2 (kg/m2) có lớp không khí trung gian, lượng cách âm trung bình Rtb xác định như sau:  Khi P = P1 + P2 ≥ 200 kg/m2  Rtb = 23lgP - 9 + ΔR; dB  Khi P = P1 + P2 < 200 kg/m2  Rtb = 13,5lgP + 13 + ΔR ; dB Chương 2 …., THIẾT KẾ CÁCH ÂM, … 17 2.2 CÁCH ÂM KHÔNG KHÍ CỦA CÁC KẾT CẤU 2.2.2. Kết cấu nhiều lớp Trong đó: ΔR là lượng cách âm tăng thêm. Giá trị của ΔR phụ thuộc vào chiều dày của lớp không khí trung gian và điều kiện liên kết theo chu vi của kết cấu cách âm. Giá trị của ΔR Chiềy dày lớp không 0 1 khí trung gian 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Có liên kết cứng theo chu 0 0 vi 0 0,5 3 4 5,5 6,5 7 7,5 8 Không có liên kết theo chu vi 0 3 6 7,5 9 9,5 10 ΔR 10,5 11 8 11,5 12 12 Chương 2 …., THIẾT KẾ CÁCH ÂM, … 18 BÀI TẬP Khối lượng riêng của tường gạch rỗng là 1200kg/m3. Tường 2 lớp, mỗi lớp dày 6,5cm. Lớp kk trung gian dày 4cm. Tính R của tường? Chương 2 …., THIẾT KẾ CÁCH ÂM, … 19 2.2 CÁCH ÂM KHÔNG KHÍ CỦA CÁC KẾT CẤU 2.2.2. Kết cấu nhiều lớp VD: Khối lượng riêng của tường gạch rỗng là 1200kg/m3. Tường 2 lớp, mỗi lớp dày 6,5cm. Lớp kk trung gian dày 4cm. Tính R của tường? P = P1 + P2 = 1200 x 0,065 x 2 = 156 kg/m2 < 200 kg/m2 Tra bảng xác định được ΔR = 3 dB (có liên kết theo chu vi)  Rtb = 13,5lgP + 13 + ΔR = 13,5lg156 + 13 + 3  Rtb = 46; dB Chương 2 …., THIẾT KẾ CÁCH ÂM, … 20 II. CÁCH ÂM CHO CÁC KC PHÂN CÁCH NHÀ CỬA 2.3 CÁCH ÂM VA CHẠM 2.3.1. Sự lan truyền âm va chạm Xét TH đơn giản khi va chạm xảy ra với một thanh dầm: Trường hợp va chạm xảy ra trên sàn: