Đang tải... (xem toàn văn)
Thiết kế chống ồn và trang âm khán phòng công trình phục vụ ca vũ kịch có quy mô 1000 chỗ tại thành phố Hồ Chí Minh.Độ ẩm trung bình là 70%, mức ồn cho phép tại cửa sổ ngoài công trình (cao 1.2m) là 55dB.Ba mặt khu đất đều là công trình công cộng, một mặt công trình tiếp giáp với đường giao thông, vì vậy nguồn ồn chỉ xuất phát từ phía đường giao thông, ba phía còn lại có độ ồn tương đối nhỏ.
Thiết kế trang âm khán phòng ca vũ kòch 1000chỗ SVTH: Từ Lê Thanh Trúc I. CÁC SỐ LIỆU BAN ĐẦU Thiết kế chống ồn và trang âm khán phòng công trình phục vụ ca vũ kòch có quy mô 1000 chỗ tại thành phố Hồ Chí Minh. Độ ẩm trung bình là 70%, mức ồn cho phép tại cửa sổ ngoài công trình (cao 1,2m) là 55dB_A. Khuôn viên khu đất có diện tích 4080m 2 (68 m x60 m ). Ba mặt khu đất đều là công trình công cộng, một mặt công trình tiếp giáp với đường giao thông , vì vậy nguồn ồn chỉ xuất phát từ phía đường giao thông, ba phía còn lại có độ ồn tương đối nhỏ ( đảm bảo độ ồn bên ngoài công trình là 55dB_A) nên không tính đến. Mặt đường rộng 30m, chỉ giới xây dựng 20m, khoảng lùi công trình là 20m, mật độ xe trên đường là 300 xe/h. Mức ồn cho phép tại cửa sổ ngoài công trình (cao 1,2m) là 55 (dB_A). II. THIẾT KẾ CHỐNG ỒN BÊN NGOÀI CÔNG TRÌNH 1. Tính toán mức ồn của đường giao thông : Xét vò trí điểm A cách tim đường 7,5m và có cao độ 1,2m. Ta có bảng hiệu chỉnh như sau : - 1 - Thiết kế trang âm khán phòng ca vũ kòch 1000chỗ SVTH: Từ Lê Thanh Trúc Mức ồn trung bình tại điểm A: TB Atd L = 12 ∑ td L = 74,22 (dB_A) Hiệu chỉnh độ rộng đường 30 m, chỉ giới xây dựng 20m : + 0 (dB_A) Hiệu chỉnh độ dốc đường : + 0 ( dB_A) . Vậy độ ồn của đường phố đo tại điểm A sau khi hiệu chỉnh là : L A = 74,22 (dB_A) 2. Kiểm tra độ ồn và làm giảm ồn tại cửa sổ ngoài công trình : Các số liệu : · Mật độ xe trên đường là N = 300xe/h , · Vận tốc trung bình của các xe trên đường là V TB = 42,5 km/h . · Khoảng cách từ điểm A đến cửa sổ ngoài công trình là r n = 32,5 m . · Mặt nền phía trước công trình được trải cỏ xanh có hệ số K n = 1,1 . · Giả thiết lượng hút âm của không khí không đáng kể. Ta có : S = 1000 × N V = 1000 × 300 5,42 = 141,67 (m) > 20 m Vậy nguồn ồn được xem là nguồn dãy. Mặt khác : r n = 32,5 m < S/2 = 70,8 m p dụng công thức giảm ồn : L n = L A – 5,27lg.24 )3,20lg.24).(2,30lg.24( . − −− S rS K n n - 2 - Thiết kế trang âm khán phòng ca vũ kòch 1000chỗ SVTH: Từ Lê Thanh Trúc = 74,22 – 5,2767,141lg.24 )3,205,32lg.24).(2,3067,141lg.24( .1,1 − −− = 58,60 (dB_A) Ta có: L n = 58,60 dB_A > 55 dB_A (mức ồn tối đa cho phép của công trình). Do đó, ta cần làm giảm độ ồn ngoài nhà cho công trình. Cụ thể là giảm 3,6 dB_A. Sử dụng phương pháp bố trí cây xanh trước công trình để giảm độ ồn. Bố trí trước công trình 2 lớp cây xanh ( Z = 2 ), mỗi lớp có bề dày B = 3m, các lớp cách nhau một khoảng A = 2m. Tra bảng 9-2 (trang 263 sách cơ sở âm học kiến trúc) ta có hệ số hút âm của cây xanh lá rậm là β = 0,12 . p dụng công thức giảm ồn khi có lớp cây xanh hút âm : L n = L A – 5.27lg.24 )3.20lg.24).(2.30lg.24( . − −− S rS K n n – 1,5 Z – β. ΣB m = 74,22 – 5,2767,141lg.24 )3,205.32lg.24).(2,3067,141lg.24( .1,1 − −− – 1,5. 2 – 0,12 . 6 = 54,88dB_A < 55dB_A (mức ồn cho phép). (đạt) Tóm lại, để chống ồn bên ngoài cho công trình ca vũ kòch ta dùng phương pháp bố trí 2 lớp cây xanh với các thông số như trên. III. THIẾT KẾ TRANG ÂM 1. Xác đònh thể tích và đònh tỷ lệ phòng : - Thể loại: nhà hát ca vũ kòch. - Chỉ tiêu thể tích phòng trên đầu người : M = 6 m 3 /người. - Quy mô: N= 1000 người. Sơ bộ xác đònh thể tích phòng là : V = N.M = 1000 × 6 = 6000 m 3 Chọn các kính thước phòng theo tỷ lệ :1 × 2 × 3 (bảng 6-2 trang 63, cơ sở âm học kiến trúc) Kích thước phòng là: cao × rộng × dài = 10m × 20 m× 30 m V = 6000 m 3 . 2. Thiết kế hình dáng phòng 2.1. Thiết kế mặt bằng khán phòng Ta chọn mặt bằng khán phòng có hình rẽ quạt như hình vẽ Với quy mô 1000 chỗ, ta chia khán đài làm 2 phần: + Phần dưới trệt: 810 chỗ 810 × 6 = 4860 m 3 + Phần trên bancol : 190 chỗ 190 × 6 = 1140 m 3 - 3 - Thiết kế trang âm khán phòng ca vũ kòch 1000chỗ SVTH: Từ Lê Thanh Trúc Các dữ liệu tính toán : · Khoảng cách giữa 2 hàng ghế : 0,8 m. · Chiều cao của người ngồi trên ghế : 1,2 m. · Chiều cao từ tia nhìn đến mắt người ngồi trước : 0,165 m. · Điểm nhìn bất lợi cách mép sân khấu 1,5m. · Sàn sân khấu chứa điểm nhìn bất lợi cách mắt khán giả ở hàng ghế đầu tiên của khu A một khoảng b = 0,08m. · Khoảng cách từ hàng ghế đầu khu A đến điểm nhìn bất lợi là: 4,5m. 2.2. Thiết kế mặt cắt khán phòng : Thiết kế khán phòng nhìn trên mặt cắt gồm 3 khu ghế A, B, C với 3 độ dốc khác nhau nhằm đảm bảo khán giả có thể nhìn thấy điểm nhìn bất lợi trên sân khấu. ( hình vẽ ) Bố trí hai hàng ghế gần nhau so le nhau. a. Thiết kế độ dốc khu A tầng trệt : Chiều cao mắt người ngồi sau đến mắt người ngồi trước là 0,165m. Chiều dài hàng ghế là 10,4m 145,2 8,0 165,04,10 8,0 165,0 4,10 ==⇒= x y y A A (m) Vậy chiều cao tính từ cote hàng ghế đầu đến cote hàng ghế cuối là y A = 2,145m Độ dốc của khu ghế là : i A = A A x y = 4,10 145,2 ≈ 20,6 % b. Thiết kế độ dốc khu B tầng trệt : Chiều cao mắt người ngồi sau đến mắt người ngồi trước là 0,185m. Chiều dài hàng ghế là x B = 11,2m 59,2 8,0 185,02,11 8,0 185,0 2,11 ==⇒= x y y B B (m) Vậy chiều cao tính từ cote hàng ghế đầu đến cote hàng ghế cuối là y B = 2,59m Độ dốc của khu ghế là : i B = B B x y = 2,11 59,2 ≈ 23 % c.Thiết kế độ dốc bancol : Chiều cao mắt người ngồi sau đến mắt người ngồi trước là 0,285m. Chiều dài hàng ghế là x C = 5,6m 995,1 8,0 285,06,5 8,0 285,0 6,5 ==⇒= x y y C C (m) - 4 - Thiết kế trang âm khán phòng ca vũ kòch 1000chỗ SVTH: Từ Lê Thanh Trúc Vậy chiều cao tính từ cote hàng ghế đầu đến cote hàng ghế cuối là y C = 1,995m Độ dốc của khu ghế là : i C = C C x y = 6,5 995,1 ≈ 35,6% 3. Thiết kế Các bề mặt phản xạ và hấp thụ âm : Các mặt phản xạ âm và hấp thu âm trên trần được bố trí như hình vẽ. Các mặt phản xạ âm và hấp thu âm trên tường được bố trí như hình vẽ. Đảm bảo các khoảng ∆L < 17m để không xảy ra hiện tượng tiếng dội. 4. Đánh giá và điều chỉnh thiết kế thông qua các chỉ tiêu âm học : 4.1. Tính thời gian âm vang tối ưu của các tần số : Với f = 500 Hz , Ta áp dụng công thức tính thời gian âm vang tối ưu : TƯ T 500 = K × lgV (s) Công trình khán phòng ca vũ kòch có hệ số mục đích sử dụng của phòng: K = 0,41 Thể tích phòng: V = 6000 m 3 TƯ T 500 = 0,41 × lg 6000 ≈ 1,56 (s) Với các tần số f khác, thời gian âm vang xác đònh theo công thức : TƯ f T = R × TƯ T 500 Trong đó R là hệ số hiệu chỉnh. Tra bảng 5-1 (trang 121, sách cơ sở âm học kiến trúc) về quan hệ giữa f và R: Tần số f = 125 Hz : R = 1,4 Tần số f = 2000 Hz: R = 1,0 TƯ T 125 = 2,17 (s) TƯ T 2000 = 1,55 (s) 4.2. Tính hệ số hấp thu âm trung bình của các tần số : Phòng có diện tích các bề mặt như sau : Sân khấu : · Diện tích mặt bên : 44m 2 · Diện tích sàn : 68m 2 · Diện tích trần : 24m 2 · Diện tích mặt sau : 68m 2 2 S mặt bên + S sàn + S trần + S mặt sau = 2 × 44 + 68 + 24 + 68 = 248 m 2 Diện tích tường 2 bên mặt trước miệng sân khấu : S = 71 m 2 Diện tích 2 tường bên : 2 . S tường bên = 2 × 265,5 = 531 m 2 Diện tích tường sau lưng khán giả : S = 62 m 3 Diện tích sàn : S = 770 m 2 - 5 - Thiết kế trang âm khán phòng ca vũ kòch 1000chỗ SVTH: Từ Lê Thanh Trúc Diện tích trần: S = 680 m 2 Tổng diện tích các bề mặt giới hạn phòng là : ∑S = 2362 m 2 Hệ số hấp thu âm trung bình : Với f = 500 Hz : Theo phương trình Ering TƯ T 500 = )ln( , 500 1 160 α −×− × S V ⇒ 500 α = 1 – TƯ TS V e 500 16,0 × × − = 1 – 55,12362 600016,0 × × − e = 0,22 Với f = 125 Hz : Theo phương trình Ering TƯ T 125 = )ln( , 125 1 160 α −×− × S V ⇒ 125 α = 1 – TƯ TS V e 125 160 × × − , = 1 – 17,22362 600016,0 × × − e = 0,17 Với f = 2000 Hz : Theo phương trình Ering TƯ T 2000 = mVS V 41 160 2000 +−×− × )ln( , α Theo hình 4-10 (trang 106 sách cơ sở âm học kiến trúc), ta có hệ số hút âm của không khí ở điều kiện nhiệt độ 20 0 C và độ ẩm 70%: m = 0,0025 Ta có: ln (1 - 2000 α ) = TƯ TS V S mV 2000 1604 × × − , = 55.12362 600016,0 2362 60000025,04 × × − ×× = - 0,24 ⇒ 2000 α = 1 – e -0,255 = 0,23 4.3. Tính tổng lượng hút âm yêu cầu của các tần so á : yc A 125 = S × 125 α = 2362 × 0,17 = 401,54 m 2 yc A 500 = S × 500 α = 2362 × 0,22 = 519,64 m 2 yc A 2000 = S × 2000 α = 2362 × 0,24 = 566,88 m 2 4.4. Xác đònh lượng hút âm thay đổi : z Trong khán phòng ca vũ kòch, sử dụng ghế dựa đệm da mềm. Tra phụ lục ta tìm được các giá trò α f Đối tượng hút âm Hệ số hút âm α f 125 Hz 500 Hz 2000 Hz Người ngồi trên ghế Ghế dựa đệm da mềm 0,24 0,18 0,32 0,28 0,43 0,28 Ta xác đònh A tđ đối với trường hợp có 70% khán giả tương ứng bằng 700 người. Đối tượng hút âm N Số lượng đối tượng N 125Hz 500Hz 2000Hz - 6 - Thiết kế trang âm khán phòng ca vũ kòch 1000chỗ SVTH: Từ Lê Thanh Trúc α N.α α N.α α N.α Người ngồi trên ghế Ghế dựa đệm da mềm 700 300 0,24 0,18 168 54 0,32 0,28 224 84 0,43 0,28 301 84 Tổng cộng 1000 222 125 = td A 308 500 = td A 385 2000 = td A 4.5. Xác đònh lượng hút âm cố đònh khi có 70% khán giả : Đối với tần số 125 Hz : 125 cđ A = yc A 125 – 125 tđ A = 401,54 – 222 = 179,54 m 2 Đối với tần số 500 Hz : 500 cđ A = yc A 500 – 500 tđ A = 519,64 – 308 = 211,64 m 2 Đối với tần số 2000 Hz : 2000 cđ A = yc A 2000 – 2000 tđ A = 566,88 – 385 = 181,88 m 2 5. Chọn và bố trí vật liệu Căn cứ vào các giá trò cđ A , ta chọn và bố trí vật liệu hút âm. Cho phép sai số ± 10%. Kết quả lựa chọn vật liệu hút âm được lập thành bảng sau : Các loại bề mặt Vật liệu và kết cấu Diện tích (m 2 ) 125 500 2000 α 125 S.α 125 α 500 S.α 500 α 2000 S.α 2000 Sàn sân khấu Sàn gỗ ván 68 0,05 3,4 0,05 3,4 0,06 4,08 Trần sân khấu Trát da cóc thô quét sơn 24 0,04 0,96 0,07 1,68 0,09 2,16 Tường 2 bên sân khấu Vải nhung 88 0,03 2,64 0,11 9,68 0,24 21,12 Tường sau sân khấu Vải cảnh 68 0,73 49,64 0,75 51 0,76 51,68 Tường 2 bên trước miệng sân khấu Trát da cóc thô quét sơn 24 0,04 0,96 0,07 1,68 0,09 2,16 Trần phản xạ âm Bê tông nhám không sơn 478 0,01 4,78 0,02 9,56 0,02 9,56 Trần hấp thu âm Tấm ép đệm bông 202 0,38 76,76 0,28 56,56 0,23 46,46 Mặt trước bancon Đệm da dày 25 0,32 8 0,32 8 0,32 8 Tường 2 bên Trát vữa quét sơn phản xạ âm 531 0,01 5,31 0,02 10,62 0,02 10,62 Tường phía sau khán giả Tấm sợi gỗ mềm 62 0,22 13,64 0,34 21,08 0,41 25,42 Sàn lối đi Thảm cao su 244 0,04 9,76 0,08 19,52 0,03 7,32 Cửa đi Cửa đi mặt bọc da 42 0,1 4,2 0,11 4,62 0,09 3,78 Lỗ đèn 1 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 A cđ tổng hợp 180,3 197,65 192,61 6. Kiểm tra sai số - 7 - Thiết kế trang âm khán phòng ca vũ kòch 1000chỗ SVTH: Từ Lê Thanh Trúc 6.1. Kiểm tra lượng hút âm cố đònh : 125 cđ A 100. 54,179 54,1793,180 − = 3,09% < 10% 500 cđ A 100. 64,211 64,21165,197 − = - 6,6% >-10% 2000 cđ A 100. 88,181 88,18161,192 − = 5,9% < 10% Sai số trong phạm vi cho phép. Vậy vật liệu và kết cấu hút âm bố trí như bảng trên thì đạt yêu cầu về tổng lượng hút âm cần có trong phòng. 6.2. Kiểm tra thời gian âm vang : Thời gian âm vang thực tế trang âm: Ta có công thức: S AA td tk cd + = α 17,0 2362 2223,180 125 = + = + =⇒ S AA td tk cd α 21,0 2362 30865,197 500 = + = + =⇒ S AA td tk cd α 24,0 2362 38561,192 2000 = + = + =⇒ S AA td tk cd α Thời gian âm vang theo phương trình Ering: (sec)18,2 )17,01ln(.2362 6000.16,0 )1ln(. .16,0 125 125 = − − = − − =⇒ α S V T tk (sec)72,1 )21,01ln(.2362 6000.16,0 )1ln(. .16,0 500 500 = − − = − − =⇒ α S V T tk (sec)48,1 )24,01ln(.2362 6000.16,0 )1ln(. .16,0 2000 2000 = − − = − − =⇒ α S V T tk Sai số về thời gian âm vang: f = 125 Hz: %46,0 17,2 17,218,2 %100 125 125125 = − =× − Tu Tutk T TT f = 500 Hz: %10 56,1 56,172,1 %100 500 500500 = − =× − Tu Tutk T TT - 8 - Thiết kế trang âm khán phòng ca vũ kòch 1000chỗ SVTH: Từ Lê Thanh Trúc f = 2000 Hz: %5,4 55,1 55,148,1 %100 2000 20002000 −= − =× − Tu Tutk T TT 6.3. Kiểm tra độ đồng đều của trường âm trong phòng Ta có công thức mức năng lượng âm: 120 4 4 lg10lg10 2 + ++= R r Q WL E π (dB) Ta có mức âm yêu cầu ở giữa phòng là 70dB, và vò trí này cách nguồn âm là 14,6m Trong phòng biểu diễn, nguồn âm đặt giữa sân khấu: Q=1 Với hằng số phòng: 79.359 21,01 21,05.1353 1 500 500 = − × = − = α α S R (m 2 ) 120 4 4 lg10lg10 2 + ++= R r Q WL E π (dB) 83,2lg 120 9,627 4 6,144 1 lg10lg1070 2 −=⇔ + ++=⇔ W W π (dB) Mức áp suất âm tại hàng ghế cuối, tầng trệt, tại điểm A, cách nguồn S một khoảng r=28m: 120 4 4 lg10lg10 2 + ++= R r Q WL E π - 9 - Thiết kế trang âm khán phòng ca vũ kòch 1000chỗ SVTH: Từ Lê Thanh Trúc )(8,69 120 9,628 4 284 lg10)83,3(10 2 dBL Q L A A E E =⇔ + ++−=⇔ π Mức áp suất âm tại hàng ghế cuối, tầng trệt, tại điểm B, cách nguồn S một khoảng r=28,8m: 120 4 4 lg10lg10 2 + ++= R r Q WL E π )(8,69 120 9,628 4 8,284 lg10)83,3(10 2 dBL Q L B B E E =⇔ + ++−=⇔ π Mức áp suất âm tại hàng ghế cuối, bancol, tại điểm C, cách nguồn S một khoảng r=28,5m: 120 4 4 lg10lg10 2 + ++= R r Q WL E π )(8,69 120 9,628 4 5,284 lg10)83,3(10 2 dBL Q L C C E E =⇔ + ++−=⇔ π Mức áp suất âm tại hàng ghế cuối, bancol, tại điểm D, cách nguồn S một khoảng r=29m: 120 4 4 lg10lg10 2 + ++= R r Q WL E π )(7,69 120 9,628 4 294 lg10)83,3(10 2 dBL Q L D D E E =⇔ + ++−=⇔ π Như vậy độ chênh lệch mức áp suất âm tại các vò trí trên rất nhỏ, được xem là đồng đều 6.4 Kiểm tra độ rõ: Độ rõ : P A = 96.K s .K l .K r .K n Tra bảng K s = 1 : hệ số giảm độ rõ do hình dạng phòng ( hình quạt ). K l = 1 : hệ số giảm độ rõ do mức âm trong phòng. K r = 0,96 : hệ số giảm độ rõ do thời gian âm vang. K n = 0,9 : hệ số giảm độ rõ do mức ồn trong phòng. P A = 96.1.1.0,96.0,9= 82,944 ( độ rõ đạt ) Kết luận: Từ những tính toán và bố trí vật liệu cũng như kiểm tra lại thiết kế, công trình phục vụ cho ca vũ kòch có quy mô 700 chỗ đáp ứng được yêu cầu thiết kế chống ồn và trang âm. - 10 - . kế trang âm khán phòng ca vũ kòch 1000chỗ SVTH: Từ Lê Thanh Trúc I. CÁC SỐ LIỆU BAN ĐẦU Thiết kế chống ồn và trang âm khán phòng công trình phục vụ ca vũ kòch có quy mô 1000 chỗ tại thành phố. trang âm khán phòng ca vũ kòch 1000chỗ SVTH: Từ Lê Thanh Trúc Các dữ liệu tính toán : · Khoảng cách giữa 2 hàng ghế : 0,8 m. · Chiều cao của người ngồi trên ghế : 1,2 m. · Chiều cao từ tia nhìn. khán phòng ca vũ kòch 1000chỗ SVTH: Từ Lê Thanh Trúc α N.α α N.α α N.α Người ngồi trên ghế Ghế dựa đệm da mềm 700 300 0,24 0,18 168 54 0,32 0,28 224 84 0,43 0,28 301 84 Tổng cộng 1000 222 125 = td A 308 500 = td A 385 2000 = td A 4.5.