Âm học là một lĩnh vực đa ngành, ứng dụng trong nhiều ngành nghề. Càng tiến sâu vào âm học, càng thấy nhiều chuyên ngày con phát triển và đa dạng nhưng cũng đem lại nhiều vấn đề về sự phân định chuyên ngành. Âm học bao hàm nhiều lĩnh vực nghề nghiệp như kiến trúc, kỹ thuật, vật lý, điện tử, giao tiếp ngôn ngữ, kỹ thuật cơ khí, y học và giao tiếp ngôn ngữ, âm nhạc và nghệ thuật, hải dương học. Âm học, với tư cách là một tên gọi, ngày nay cần phải có thuật ngữ phức tạp hơn, vì tất cả các ngành nghề kể trên đều coi nó là lĩnh vực của riêng mình.
Kiểm soát tiếng ồn
Các khái nghiệm về chất lượng âm thanh và tiếng ồn thường có mối quan hệ chặt chẽ đến nhau. Khả năng kiểm soát tiếng ồn tiếng ồn không nhất thiết là giảm phát thải tiếng ồn mà nó đề cập đến việc cân bằng âm thanh khi được phát ra (tức là tín hiệu đạt đến người nhận). Để biết xem có chấp nhận được hay không, cần phải chọn và áp dụng một số mục tiêu vào những tiêu chí hợp lệ để so sánh. Có nhiều cách tiếp cận khác nhau để đạt được chất lượng âm thanh mong muốn tại vị trí người nghe, phù hợp với từng trường hợp cụ thể.
Khi một sóng âm chạm tới một bề mặt, một phần năng lượng của nó (năng lượng tới Ei) bị phản xạ về phía nửa không gian nguồn phát (năng lượng phản xạ Er). Theo định luật Snell, góc của Ei và Er với bề mặt tới là bằng nhau. Khi môi trường truyền sóng thay đổi từ môi trường 1 sang môi trường 2, góc tới và góc khúc xạ phải tuân theo mối liên hệ sau (cũng theo định luật Snell):
n₁sin(θ₁) = n₂sin(θ₂)
Trong đó n1 và n2 là mối quan hệ với tốc độ âm thanh c1 và c2 trong môi trường được xem xét và chúng thỏa mãn mối quan hệ (c0 là tốc độ âm thanh tham chiếu trong không khí):
c0=n1c1=n2c2
Năng lượng không phản xạ thường được biểu diễn dưới dạng tổng của hai số hạng: năng lượng truyền Et và năng lượng hấp thụ Ea. Phần đầu tiên là phần năng lượng đi qua bề mặt hoặc bức tường và tạo ra một sóng âm khác ở phía bên kia bức tường, phần thứ hai là phần năng lượng tới bị tiêu tán trên bề mặt.
Gọi α là hệ số hấp thụ (α = Ea/Ei) và τ là hệ số truyền (τ = Et/Ei). Phần năng lượng tới không bị phản xạ sẽ đạt được:
Ei−Er=αEi+τEi=(α+τ)Ei
Năng lượng được hấp thụ càng nhiều thì năng lượng được truyền đi càng ít và ngược lại. Nói cách khác, vật liệu cách nhiệt tốt sẽ có khả năng hấp thụ âm thanh không tốt, vì giá trị α cao có liên quan đến giá trị τ thấp. Vật liệu càng xốp thì khả năng cách nhiệt càng kém; Vật liệu càng có khả năng chống lại luồng không khí càng cao thì hiệu suất cách nhiệt của nó càng tốt. Theo trực giác (nhưng không hoàn toàn đúng), thông thường các vật liệu được cho rằng càng nặng thì khả năng cách âm của nó càng tốt.
Hấp thụ âm thanh
Hấp thụ âm thanh là hiện tượng năng lượng âm thanh được chuyển đổi thành một dạng năng lượng khác: nhiệt, cơ học hoặc biến dạng. Do đó, hấp thụ âm thanh là một hiện tượng tiêu tán năng lượng.
Hệ số hấp thụ âm thanh α của một bề mặt được định nghĩa là mối quan hệ giữa năng lượng âm thanh mà nó có thể hấp thụ và năng lượng tới tác động lên nó. Đây là một đại lượng không có đơn vị.
Khi đó năng lượng hấp thụ sẽ làE a = α E i.
Có ba loại vật liệu hấp thụ, thực hiện chức năng của chúng theo các hiện tượng khác nhau: vật liệu xốp/sợi, chất hấp thụ màng và bộ cộng hưởng. Mỗi cái có hiệu suất tốt nhất trong các dải tần số khác nhau.
Nếu bạn đang có nhu cầu thực hiện việc đo hoặc sở hữu một chiếc máy khả năng hấp thụ âm thanh của vật liệu thì giaiphapamhoc xin đề cử thiết gpahx1 SONOCAT
Yếu tố âm thanh trong nội thất
Âm học nội thất góp phần hỗ trợ sức khỏe và tinh thần của người sử dụng. Việc thiết kế các không gian đòi hỏi chất lượng âm thanh tốt cần các yếu tố đặc biệt để nâng cao chất lượng âm thanh. Các yếu tố này liên quan và đan xen với các lĩnh vực âm học khác.
Việc chú trọng trọng việc thiết kế âm học nội thất sẽ hỗ trợ cho sức khỏe và tinh thần của người sử dụng. Để đảm bảo chất lượng âm thanh tốt trong các không gian này, cần có những yếu tố thiết kế cụ thể để tăng cường chất lượng âm thanh. Các yếu tố âm học nội thất đan xen và liên kết với các lĩnh vực âm học khác. Những yếu tố này bắt đầu từ bố cục không gian, được thiết kế kiến trúc phù hợp với chức năng cụ thể để tránh các vấn đề cơ bản. Ngược lại, các giải pháp nội thất có thể khắc phục những thiếu sót đó. Vật liệu được lựa chọn là yếu tố cốt lõi của thiết kế âm học nội thất. Chất lượng, vị trí và cách xử lý bề mặt của vật liệu đóng vai trò chính trong hiệu quả chức năng của âm học. Mặc dù cho đến gần đây, các chuyên gia kiến trúc, đặc biệt là chuyên gia về âm học kiến trúc, vẫn coi đây là các xử lý kiến trúc, nhưng thực chất đây là thiết kế nội thất thuần túy. Hệ thống âm thanh là yếu tố thứ ba, đóng vai trò bổ sung cho các không gian nội thất có yêu cầu đặc biệt. Nếu thiết kế âm học nội thất phản ánh chức năng của người sử dụng, thì các giải pháp kỹ thuật âm thanh thông qua hệ thống âm thanh cũng phải có mục tiêu cụ thể.
Thiết kế âm thanh, như một nền tảng, ảnh hưởng đến người sử dụng một cách không có ý thức. Nó có thể góp phần vào tâm trạng tâm lý của người sử dụng. Con người làm việc hiệu quả hơn khi nghe nhạc yêu thích của mình khoảng 30%. Loại nền âm thanh hoặc không gian âm thanh đóng góp vào sự thành công tổng thể của các chức năng nội thất. Nhạc chậm tăng tốc tuần hoàn máu, do đó làm tăng hiệu suất con người. Trái lại, nhạc chậm thường làm chán chường con người. Không gian âm thanh, như một công cụ tâm lý mới, tăng cường trong việc nâng cấp mục đích tổng thể của thiết kế nội thất ngày nay.
Thiết kế âm học nội thất là sự kết hợp của ba yếu tố quan trọng này tạo ra không gian nội thất vượt trội
Bố trí nội thất
Thiết kế kiến trúc ảnh hưởng sâu sắc đến hành vi âm thanh trong nội thất. Trong khi hành vi âm thanh tuân theo bố cục kiến trúc, hình dạng kiến trúc có thể dẫn đến chất lượng âm thanh tốt hoặc gây hại. Kiến trúc nên hỗ trợ thiết kế âm học để nâng cao chức năng thay vì tạo ra các vấn đề cần giải pháp bổ sung. Vòm, mặt bằng hình tròn, bề mặt song song và các không gian không cân xứng dẫn đến nhiều vấn đề âm học cho không gian nội thất. Giải quyết những vấn đề này sẽ làm tăng chi phí nội thất, vì các xử lý âm học đắt đỏ về vật liệu thô và lớp phủ chống cháy.
Mái vòm: Việc thiết kế nhà mái tròn sẽ phản xạ âm thanh tới một điểm cụ thể, tạo ra hiện tượng vang không ngừng. Thêm vật liệu hấp thụ âm trên toàn bộ bề mặt mái vòm sẽ tạo ra bố cục âm thanh thuận tiện cho không gian. Giải pháp treo đèn chiếu sáng lớn, được thiết kế để che giấu tiếng vang, có thể cắt giảm phản xạ nhưng cần sử dụng một lượng vật liệu hấp thụ âm trong thiết kế của đèn. Tấm cách âm là một giải pháp khác, nhưng tương tự như đèn treo, nó sẽ che khuất tầm nhìn của mái vòm và tạo ra một cảm nhận khác biệt.
Kiến trúc hình tròn là một thách thức trong việc đạt được thiết kế âm học hoàn hảo. Tương tự như mái vòm, các bề mặt paneling thẳng có thể phá vỡ tiếng vang dội lại từ chu vi hình tròn. Giải pháp tốt nhất là sử dụng một kết hợp cân bằng các vật liệu âm học, và việc lựa chọn đặc tính của vật liệu sẽ phụ thuộc vào nghiên cứu âm học chức năng của không gian nội thất cụ thể đó.
Bề mặt nội thất không nên song song với nhau, bao gồm cả các bề mặt ngoại vi và trần nhà đối diện với sàn nhà. Nhà thiết kế âm học nội thất cần phá vỡ sự song song này. Việc tạo ra các xử lý âm học nội thất đa dạng về số lượng và đặc tính sẽ giải quyết vấn đề này, mặc dù nó tốn kém hơn nhiều so với việc có các không gian không gặp vấn đề như vậy.
Xử lý âm học nội thất
Hành vi âm thanh trong không gian nội thất là kết quả của các biện pháp xử lý âm thanh được sử dụng. Chất lượng và các thuộc tính của các vật liệu này đóng góp phần nào vào sự thành công của sự truyền âm trong không gian. Âm thanh có thể bị phản xạ, hấp thụ, phân tán hoặc truyền tải tùy thuộc vào vật lý của vật liệu (Hình 9). Các vật liệu được sử dụng trong thiết kế âm học đắt tiền vì hầu hết chúng là vật liệu tự nhiên. Ngoài ra, chúng cần có lớp phủ chống cháy độc đáo.
Hành vi của âm thanh trong không gian nội thất là kết quả của các xử lý nội thất được sử dụng. Chất lượng và đặc tính của vật liệu này ảnh hưởng đến mức độ thành công của sự truyền âm trong không gian. Âm thanh có thể được phản xạ, hấp thụ, khuếch tán hoặc truyền qua tùy thuộc vào đặc tính vật lý của vật liệu. Vật liệu được sử dụng trong thiết kế âm học thường đắt tiền vì đa số chúng là vật liệu tự nhiên. Bên cạnh đó, chúng cần lớp phủ chống cháy chuyên biệt.
Phản xạ âm học
Các vật liệu phản xạ âm thanh là các vật liệu cứng, rắn chắc, phản xạ âm thanh theo quy tắc phản xạ – góc chiếu bằng góc phản xạ nhưng theo hướng ngược lại. Chất phản xạ tốt nhất được làm từ gỗ cứng tự nhiên, với độ dày từ 5-15 cm. Gỗ sồi, sồi đỏ, gỗ mahogany, gỗ maple, gỗ óc chó và gỗ thông đều là những lựa chọn tốt. Gỗ tần bì là một trong những loại tốt nhất vì nó dễ uốn cong, cho phép phủ bề mặt rộng hơn để khắc phục hạn chế về vật liệu. Bề mặt lồi sẽ tán xạ sóng âm, cho phép tăng cường âm thanh tự nhiên cho giọng nói không khuếch đại mà không cần hệ thống âm thanh điện, đồng thời giảm thiểu bề mặt vật liệu cần dùng.
Tiêu chí thiết kế tiêu âm trong nội thất
Thiết kế âm thanh nội thất là một ngành nghề tương đối mới, tuy nhiên âm học là một trong những mối quan tâm của con người trong suốt lịch sử. Ngay từ thời kỳ tiền sử, con người đã tự động sử dụng bản năng của mình để điều chỉnh các lĩnh vực tương tác của họ để đạt được các đường dẫn âm thanh tốt nhất.
Bánh xe âm học của Lindsay cho thấy lĩnh vực được lựa chọn trong thiết kế nội thất kiến trúc, nhưng có nhiều lĩnh vực liên quan cũng có ảnh hưởng và mang lại lợi ích cho nội thất (được tô sáng trong bánh xe).
Thiết kế âm học nội thất là một lĩnh vực kết hợp nhiều ngành khác nhau để mang lại chất lượng âm thanh tốt nhất cho người dùng. Nó bao gồm các kiến thức cơ bản về vật lý, chẳng hạn như:
- Phản xạ và hấp thụ âm thanh: Dữ liệu về phản xạ và hấp thụ âm thanh của vật liệu.
- Công thức âm thanh liên quan đến thời gian vang: Công thức tính thời gian vang dựa trên kích thước không gian, vật liệu và tần số âm thanh.
- Đo lường vật lý của vật liệu dựa trên hệ số hấp thụ âm (alpha ᾱ): Hệ số alpha cho biết khả năng hấp thụ âm thanh của vật liệu.
- Thể tích không gian và tần số âm thanh: Kích thước và hình dạng không gian cùng với tần số âm thanh ảnh hưởng đến truyền âm.
Thiết kế âm học nội thất đan xen với nhận thức nghệ thuật trong việc lựa chọn vật liệu, sắp xếp hoa văn và phối hợp màu sắc. Do đó, thiết kế âm học nội thất được xem là sự kết hợp giữa khoa học và nghệ thuật, thể hiện qua các điểm sau:
- Việc phân loại nội thất chức năng cho phép lựa chọn các hướng thiết kế liên quan đến sơ đồ vật chất hỗ trợ chức năng nội thất có lợi cho người sử dụng. Năm cách phân loại chức năng không gian khác nhau là khả năng hiểu lời nói, nội thất yên tĩnh, cải tiến âm nhạc, nhu cầu riêng tư và hội trường
- Cảnh quan âm thanh (soundscape) đóng một vai trò quan trọng trong tâm lý của không gian, tác động đến người dùng theo những cách thức vô thức.
- Thiết kế âm học nội thất đòi hỏi nhiều nỗ lực để khắc phục những điểm yếu về bố cục kiến trúc, chẳng hạn như mái vòm, bề mặt song song, không gian không cân xứng và mặt bằng hình tròn, nhằm đạt được chất lượng âm thanh tốt.
- Thiết kế tiêu âm nội thất là sự kết hợp giữa khoa học, kiến trúc, tâm lý học và thiết kế góp phần đan xen các con đường nhằm đạt đến âm thanh xuất sắc phục vụ sức khỏe con người.
Liên hệ tư vấn giải pháp âm thanh tại Việt Nam
Quý khách hàng đang có nhu cầu tìm mua vật liệu cách âm hay thiết bị đo và phân tích âm thanh hay microphone đo độ ồn cũng như giải pháp âm học phù hợp có thể liên hệ ngay với Lidinco, đại diện chính thức của các hãng như: Norsonic, Bedrock, Blastblock, PLACID, Convergence tại Việt Nam theo thông tin:
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
