Âm học kiến trúc là bộ môn khoa học vật lý nghiên cứu tác động của âm thanh tới môi trường kiến trúc, để tìm ra các giải pháp kiến trúc hướng đến kết quả như chống ồn, đảm bảo nghe đều, nghe rõ ở các vị trí khác nhau. Để đảm bảo sự nghe đều, nghe rõ trong các phòng họp, nhà hát, kiến trúc sư lựa chọn hình dáng căn phòng sao cho nguồn âm phát ra được phản xạ, đem lại hiệu quả tốt nhất.
Xác định nguyên nhân tiếng ồn
Bạn có cảm giác này không? Khi bước vào một căn phòng và cảm thấy không thoải mái. Có thể là căn phòng quá ồn ào, khó tập trung vào cuộc trò chuyện, cảm thấy áp lực đè lên tai hoặc cảm thấy mệt mỏi trong môi trường đó. Bạn có biết nguyên do vì đâu?
Nguyên nhân có thể là do âm thanh của môi trường. Tiếng ồn được khuếch đại thông qua sự phản xạ và có thể tạo ra bầu không khí âm thanh khó chịu. Tùy thuộc vào tần số và mức áp suất âm thanh, tiếng ồn xung quanh có thể gây mệt mỏi cho thính giác và chính chúng ta. Vậy làm sao chúng ta có thể xác định dạng tiếng ồn hoặc sự khó chịu trong không gian đó.
Tiếng ồn trong cuộc sống hiện tại có rất nhiều nhưng trong bài viết này sẽ chia nguyên nhân tiếng ba loại chính để phân tích:
- Tiếng ồn bên ngoài kiến trúc
- Tiếng ồn bên trong kiến trúc
- Đặc tính âm thanh trong phòng
Tiếng ồn bên ngoài
Giao thông đường bộ, công trường xây dựng và máy bay là những nguồn gây tiếng ồn bên ngoài thường xuyên nhất. Những tiếng ồn đó xâm nhập qua bề mặt phía trước và cửa sổ trong văn phòng và căn hộ khiến không gian bên trong phải chịu âm thanh gây khó chịu thậm chí còn gây mất ngủ cho đến các vấn đề về sức khỏe tinh thần. Mặc dù có những biện pháp để giảm thiểu những tiếng ồn từ bên ngoài xâm nhập vào bên nhưng nhưng chúng thường tiêu tốn chi phí khá cao, nên đôi khi sẽ không thể loại bỏ tiếng ồn một cách triệt để được.
Kết quả là, những người bị ảnh hưởng bởi tiếng ồn có thể chỉ thấy âm thanh phát ra bị suy giảm nhẹ. Để đo mức độ giảm tiếng ồn hiệu quả, người ta sử dụng phép đo tiêu chuẩn để cách âm mặt tiền.
Cách đo khả năng cách âm mặt tiền
Thuật ngữ này đề cập đến khả năng cách âm của mặt trước kiến trúc (mặt tiếp xúc tiếng ồn) để bảo vệ bên trong tòa nhà khỏi âm thanh bên ngoài. Đối với phép đo này, một loa công suất lớn được đặt ở phía trước mặt tiền. Sự khác biệt trong dữ liệu đo từ hai micrô – một ở phía trước mặt tiền và một ở bên trong tòa nhà – được sử dụng để tính giá trị cách âm.
Tiếng ồn bên trong
Thông thường, nhiều âm thanh khác nhau được tạo ra bên trong một tòa nhà. Một số do con người tạo ra (nói chuyện, âm nhạc, tiếng ồn xây dựng), một số khác đến từ máy móc hoặc thiết bị cố định (thông gió, sưởi ấm, máy giặt, v.v.).
Khi nói đến việc định lượng những âm thanh này, không chỉ mức độ của chúng mà cả kiểu truyền âm thanh cũng được quan tâm. Hai trường hợp được xem xét:
- Âm thanh trong không khí là những xung động di chuyển trong không khí.
- Tiếng ồn do kết cấu lan truyền dưới dạng rung động do tác động lên kết cấu (tức là tường và sàn), ví dụ như tiếng gõ nhẹ hoặc tiếng khoan.
Cần xác định riêng khả năng cách âm trong không khí và tác động giữa các phòng riêng lẻ. Hai phương pháp đo đã được thiết lập.
Âm trong không khí
Tương tự như việc xác định khả năng cách âm mặt tiền, khả năng cách âm trong không khí được đo bằng phép đo tương đối. Nguồn âm thanh tham chiếu được đặt ở phòng đầu tiên (phòng phát). Mức độ được đo ở phòng này và phòng kế bên (phòng tiếp nhận). Từ sự chênh lệch mức độ của hai giá trị đo được này và thời gian vang vọng của phòng thu, một kết quả được tính toán cho khả năng cách âm trong không khí.
Âm tác động
Đây là một phép đo tuyệt đối, chứ không phải là một phép đo tương đối. Một máy gõ được hiệu chỉnh được đặt trên mặt sàn và âm thanh va chạm tạo ra được đo bằng âm thanh trong phòng bên dưới (hoặc phòng bên cạnh). Một lần nữa, cùng với thời gian âm vang của phòng thu, kết quả được tính toán cho khả năng cách âm va đập.
Biện pháp khác phục
Để loại bỏ tiếng ồn trong tòa nhà, việc xác định cụ thể nguồn âm thanh là rất quan trọng. Trong trường hợp âm thanh trong không khí, giải pháp chủ yếu là lắp đặt các vật liệu giảm âm và/hoặc khuếch tán âm thanh. Với tiếng ồn do kết cấu gây ra, việc cách ly điểm va chạm, chẳng hạn như bằng sàn nổi hoặc tương tự, có thể là giải pháp đem lại hiệu quả tối ưu.
Đặc tính căn phòng
Khía cạnh thứ ba, cực kỳ quan trọng đối với không gian căn phòng, là việc kiểm tra đặc tính âm thanh của căn phòng. Yếu tố quyết định là thời gian vang, tức là khoảng thời gian cần thiết để âm thanh phát ra trong phòng phân rã (“mờ dần”). Cụ thể, giá trị “RT” được xác định, giá trị này đo trong khoảng thời gian cần thiết để âm thanh bị ngắt một cách đột ngột giảm đi 60 dB.
Nói chung, có một “dải thoải mái” trong môi trường âm thanh của căn phòng, bởi vì cả thời gian vang rất ngắn và dài khiến căn phòng trở nên không thoải mái. Ví dụ, trong văn phòng, thời gian vang 0,5 – 1 giây là phù hợp, trong khi đối với các phòng hòa nhạc hoặc phòng hát opera có âm thanh phong phú và ấm áp, thời gian vang 1,5 – 2 giây có thể được ưu tiên.
Phương pháp đo lường
Trong thực tế, có ba điều kiện tiên quyết để đo giá trị RT:
1. Một môi trường đủ yên tĩnh để có thể đo được thời gian vang một cách đáng tin cậy.
2. Tạo ra âm thanh thử nghiệm bằng băng thông rộng, đủ lớn (Trong viễn thông, băng thông rộng là một đường truyền dữ liệu mà cho phép truyền nhiều tín hiệu và nhiều đường cùng lúc. Đường dẫn truyền có thể là cáp đồng trục, cáp quang, radio hoặc cáp xoắn đôi.)
3. Thiết bị đo phù hợp.
Đối với phép đo, nguồn âm thanh trước tiên được thiết lập ở một nơi thích hợp. Các tiêu chuẩn, chẳng hạn như ISO 3382, có quy định khoảng cách giữa micrô đo và các bề mặt phản chiếu như tường, sàn và mặt bàn, v.v. phải cách ít nhất 1 mét. Nên đặt nguồn âm thanh ở độ cao 1,5 mét. Chiều cao của nguồn âm thanh và micrô phải giống nhau. Cuối cùng, khoảng cách tối thiểu giữa nguồn âm thanh và micrô cũng phải ít nhất là 1,5 mét. Để biết chi tiết chính xác, hãy luôn tham khảo Tiêu chuẩn ISO 3382 (Acoustics – Measurement of room acoustic parameters – Part 1: Performance spaces)
Bây giờ quá trình đo có thể bắt đầu: nguồn âm thanh được kích hoạt và tắt liên tục trong khi máy đo đo và tính trung bình thời gian âm vang. Cần lưu ý rằng, đặc biệt là trong các phòng lớn hơn, nên thực hiện một số phép đo, định kỳ thay đổi vị trí của cả nguồn âm thanh và đồng hồ đo.
Trong thực tế, thời gian cần thiết để giảm mức chỉ 20 dB (T20) hoặc 30 dB (T30) được đo. Thời gian này sau đó được ngoại suy thành 60 dB. Lý do cho điều này là do tiếng ồn xung quanh không thể tránh khỏi và mức dự trữ âm thanh dự trữ cần thiết, tín hiệu thử nghiệm cực lớn sẽ phải được tạo ra để thực hiện phép đo giảm mức âm thanh đầy đủ 60 dB, điều này thường không khả thi.
Tạo ra đủ âm thanh
Tín hiệu âm thanh kiểm tra rất quan trọng. Tiếng ồn trước tiên phải đủ lớn để thực hiện phép đo lường hợp lý. Trong thực tế, nguồn âm thanh phải có khả năng tạo ra 120 dBSPL, chẳng hạn như:
- Tiếng ồn hồng từ loa đa hướng,
- Các nguồn âm thanh tạo ra tiếng nổ lớn, chẳng hạn như tiếng súng khởi động, quả bóng nổ hoặc bảng vỗ tay.
Lưu ý: Vì cần có mức âm thanh rất cao để đo âm vang trong thời gian dài nên bạn nên luôn đeo thiết bị bảo vệ thính giác đầy đủ!
Kết quả đo
Khi kết thúc một loạt phép đo, máy đo tiếng ồn sẽ hiển thị thời gian âm vang trên dải quãng tám thứ ba, với hai thông số bổ sung: mối tương quan và độ không đảm bảo đo.
Mối tương quan cho biết mức giảm mức đo tuyến tính như thế nào. Trong thực tế, nhiều ảnh hưởng khác nhau có thể khiến mức âm lượng giảm thất thường, chẳng hạn như căn phòng có cấu trúc không đồng đều hoặc tiếng ồn nền lẻ tẻ. Thiết bị đo tiếng ồn sẽ tự động nhận ra điều này và thông báo cho người dùng kết quả tương ứng.
Mặt khác, việc tính toán độ không đảm bảo đo dựa trên quy trình chuẩn hóa có tính băng thông đo, khoảng thời gian đo âm vang trong thời gian thực (T20 hoặc T30) và số chu kỳ đo. Độ không đảm bảo đo càng thấp thì kết quả càng chính xác.
Cân nhắc tính thực tế
Trên thực tế các kết quả như phía trên đo được đều sẽ được thực hiện ở một căn phòng trống. Cần phải xem xét thực tế là cơ thể con người hấp thụ âm thanh, và sự vắng mặt của con người có làm tăng thời gian âm vọng không?
Điều này đặc biệt rõ ràng trong các phòng được thiết kế để tiếp nhận số lượng lớn khán giả, ví dụ như phòng hòa nhạc cổ điển hoặc phòng hát opera, mặc dù những chiếc ghế có đệm tốt có tác dụng hấp thụ âm thanh khá tốt.
Vì tín hiệu âm thanh được sử dụng trong quá trình đo cần rất lớn nên việc thực hiện phép đo thời gian âm vang ở một vị trí đông người thường không được chấp nhận.
Giải pháp cho vấn đề này là giảm thời gian vang đo được trong không gian trống. Mặc dù lượng giá trị hiệu chỉnh này có thể được xác định bằng các mô phỏng phức tạp, nhưng trên thực tế, nó chủ yếu được xác định theo kinh nghiệm bởi chuyên gia âm thanh dựa trên cơ sở hoàn cảnh và giá trị thực nghiệm.
Cách thay đổi thời gian âm vang
Thời gian âm vang thời sẽ bị ảnh hưởng bởi cách vật liệu cách âm và tiêu âm:
- Các bề mặt tiêu âm (chẳng hạn như tường và trần bê tông, cửa sổ, mặt bàn, v.v.) phản xạ âm thanh, dẫn đến thời gian vang vọng cao hơn.
- Vật liệu hấp thụ âm thanh (ví dụ: rèm, thảm, tấm đặc biệt) làm giảm thời gian vang.
Lý tưởng nhất là các yếu tố cần thiết đã được cung cấp trong giai đoạn lập kế hoạch xây dựng phòng, nhưng muộn nhất là sau khi hoàn thành việc lắp đặt phòng.
Một biện pháp khác là tạo lối thoát cho âm thanh (ví dụ: mở cửa sổ). Điều này cho phép âm thanh phát ra trong phòng thoát ra ngoài thay vì bị phản xạ lại. Thật không may, điều này thường không thực tế do điều kiện khí hậu hoặc tiếng ồn bên ngoài.
Tìm hiểu các bước đo âm thanh chính xác tại: Hướng Dẫn Đo Độ Cách Âm
Sản phẩm đo độ ồn chính hãng tại Việt Nam:
Để tiến hành thực hiện phép đo độ ồn, đo độ cách âm cần có những thiết bị chuyên dụng. Tại Việt Nam, Lidinco tự hào là công ty chuyên phân phối, cung cấp chính hãng các sản phẩm đo thiết bị đo độ ồn, nguồn âm thanh từ hãng hàng đầu Norsonic. Các sản phẩm đều được nhập khẩu trực tiếp, hỗ trợ tư vấn kỹ thuật miễn phí đồng thời bảo hành chính hãng. Để được tư vấn thêm và báo giá chi tiết, vui lòng liên hệ ngay:
CÔNG TY TNHH ĐẦU TƯ PHÁT TRIỂN CUỘC SỐNG
Trụ sở chính: 487 Cộng Hòa, P. 15, Q. Tân Bình, TP. HCM
Điện thoại: 028 3977 8269 / 028 3601 6797
Email: sales@lidinco.com
VP Bắc Ninh: 184 Bình Than, P. Võ Cường, TP. Bắc Ninh
Điện thoại: 0222 7300 180
Email: bn@lidinco.com
Hotline: 0906.988.447
Nguồn: nti-audio
