Bài giảng Vật lý kiến trúc: Chương 2

VẬT LÝ KIẾN TRÚC

Khi nói đến môi trường sống tiện nghi trong công trình kiến trúc, bạn thường quan tâm đến những vấn đề gì ?

VẬT LÝ KIẾN TRÚC

Chương 2 THIẾT KẾ CHE NẮNG, THÔNG GIÓ, CÁCH NHIỆT, CÁCH ÂM

THIẾT KẾ CÁCH ÂM

1. Âm học đô thị 2. Cách âm cho các kết cấu phân cách nhà cửa

Chương 2 …., THIẾT KẾ CÁCH ÂM, …

 Âm có ích : Âm thanh trong các phòng khán giả,

Trong lĩnh vực âm học học kiến trúc, âm thanh được phân thành hai loại :

 Tiếng ồn : Là tất cả những âm thanh gây cho chúng ta cảm giác khó chịu, quấy rối điều kiện làm việc, sinh hoạt, nghỉ ngơi và thu nhận âm thanh của con người.



phòng hòa nhạc, phòng học, …

Trong bài học này, chúng ta chủ yếu đi nghiên cứu việc giảm thiểu những tác hại của tiếng ồn đối với con người sinh sống trong đô thị và trong công trình kiến trúc.

Chương 2 …., THIẾT KẾ CÁCH ÂM, …

I. ÂM HỌC ĐÔ THỊ

1.1. NGUỒN ỒN TRONG ĐÔ THỊ

 Theo vị trí nguồn ồn ta có thể chia ra:

 Tiếng ồn trong nhà : như tiếng nói, tiếng bước chân

trên sàn nhà, tiếng các thiết bị vệ sinh, v.v…

 Tiếng ồn bên ngoài nhà : sinh ra do các phương tiện

GTVT, các SVĐ, các nhà máy, v.v…

1.1.1. Phân loại các nguồn ồn

Chương 2 …., THIẾT KẾ CÁCH ÂM, …

1.1. NGUỒN ỒN TRONG ĐÔ THỊ

 Theo nguồn gốc phát sinh và đặc điểm lan truyền:

 Tiếng ồn không khí là tiếng ồn phát ra và lan truyền trong không khí (như tiếng nói, tiếng từ các loa phát thanh …).

 Tiếng ồn va chạm, là tiếng ồn sinh ra do sự va chạm của các vật thể, lan truyền theo kết cấu nhà cửa, trong đất (VD: tiếng ồn do tiếng chân người hoặc các vật rơi trên sàn nhà, chấn động của các phương tiện GTVT, v.v…).

1.1.1. Phân loại các nguồn ồn

Chương 2 …., THIẾT KẾ CÁCH ÂM, …

1.1. NGUỒN ỒN TRONG ĐÔ THỊ VÀ PP ĐÁNH GIÁ

 Tiếng ồn không ổn định nếu mức ồn thay đổi theo thời gian trên 5dB : tiếng ồn của các phương tiện GTVT (ô tô, tàu hoả, máy bay, tàu thuỷ), tiếng ồn từ các sân chơi, sân thể thao, của các loại máy xây dựng, v.v …

1.1.1. Phân loại các nguồn ồn  Theo thời gian tác dụng của tiếng ồn có thể chia ra:  Tiếng ồn ổn định nếu như mức ồn theo thời gian thay đổi không quá 5dB : tiếng ồn của các chạm biến thế, của phần lớn máy móc khi làm việc.

Chương 2 …., THIẾT KẾ CÁCH ÂM, …

1.2 ẢNH HƯỞNG CỦA TIẾNG ỒN VÀ TIÊU CHUẨN

MỨC ỒN CHO PHÉP

1.2.1. Ảnh hưởng của tiếng ồn đối với con người  Tiếng ồn không phải lúc nào cũng có hại.  Tiếng ồn mức thấp khoảng 10 – 20 dB lại cần thiết vì nó tạo nên trạng thái môi trường bình thường, quen thuộc và tạo được sự cân bằng cho hệ thống thần kinh của chúng ta từ lúc còn là một bào thai trong bụng mẹ cho đến suốt cuộc đời.  Âm thanh con người cảm thụ được chủ yếu thông qua tai nhưng tiếng ồn không chỉ gây ảnh hưởng xấu đối với tai, mà còn gây ra một loạt thay đổi theo chiều hướng xấu trong cơ thể.

Chương 2 …., THIẾT KẾ CÁCH ÂM, …

1.2 ẢNH HƯỞNG CỦA TIẾNG ỒN VÀ TIÊU CHUẨN

MỨC ỒN CHO PHÉP

1.2.1. Ảnh hưởng của tiếng ồn đối với con người

 Mức và phổ tiếng ồn

 Thời gian tác dụng của nó trong một ngày

 Quá trình con người tiếp xúc với tiếng ồn

 Lứa tuổi, giới tính và tình trạng sức khoẻ của mỗi người.

Ảnh hưởng xấu của tiếng ồn đối với cơ thể phụ thuộc vào :

Chương 2 …., THIẾT KẾ CÁCH ÂM, …

1.2.1. Ảnh hưởng của tiếng ồn đối với con người Kết luận về những mức ồn có ảnh hưởng tới con người.  40dB, A: Ảnh hưởng đến giấc ngủ, đk làm việc có trí óc tốt.  50dB, A: Phá rối giấc ngủ rõ rệt, đk tốt cho sinh hoạt.  65dB, A: Quấy rầy công việc, sinh hoạt, bắt đầu ảnh hưởng

 80dB, A: Chưa gây ảnh hưởng xấu tới tai khi tiếp xúc lâu dài.  85dB, A: Bắt đầu gây bệnh nặng tai và bệnh điếc.  100dB, A: Gây tổn thương không hồi phục ở tai.  120dB, A: Gây đau tai.

xấu về tâm sinh lý con người

Chương 2 …., THIẾT KẾ CÁCH ÂM, …

 TC mức ồn tối đa cho phép trong các khu vực công cộng và

1.2 TIÊU CHUẨN MỨC ỒN CHO PHÉP

 TC mức ồn cho phép trong các nhà máy, XN quy định mức âm tương đương trong suốt ca lao động (8giờ) không được vượt quá 85dB, A. Mức cực đại không được vượt quá 115 dB, A (TCVN 3985; 1999).

 Tiêu chuẩn mức ồn cho phép trong các nhà máy nhằm

dân cư của Việt Nam : TCVN 5949 – 1998

bảo vệ cơ quan thính giác của người lao động.

Chương 2 …., THIẾT KẾ CÁCH ÂM, …

 Tiếng ồn trong đô thị chủ yếu là tiếng ồn giao thông.

 Đặc điểm của tiếng ồn GT :

 Tỷ trọng lớn, cường độ cao;

 Xuất hiện gần như suốt thời gian trong ngày (từ 2 – 3 giờ

1.3. SỰ LAN TRUYỀN TIẾNG ỒN GT TRONG ĐT

 Xâm nhập sâu vào khu dân cư do việc kiểm soát tiếng ồn

sáng đến 12 giờ đêm);

ở đô thị hiện nay chưa chặt chẽ.

Chương 2 …., THIẾT KẾ CÁCH ÂM, …

1.3.1. Lan truyền tiếng ồn giao thông qua các địa hình

khác nhau trong đô thị

a. Lan truyền tiếng ồn trên địa bàn bằng phẳng

Sự giảm dần mức âm theo khoảng cách xa dần đường giao thông do hai nguyên nhân :

- Mức âm giảm theo khoảng cách

- Do sự hút âm của không khí.

b. Lan truyền tiếng ồn trên địa hình có nhà cửa

 Nhà cửa, tường rào có thể làm giảm đáng kể mức ồn giao

thông do hiệu quả tạo thành “bóng âm” phía sau nó.

Chương 2 …., THIẾT KẾ CÁCH ÂM, …

 1.3.1. Lan truyền tiếng ồn giao thông qua các địa hình

khác nhau trong đô thị

b. Lan truyền tiếng ồn trên địa hình có nhà cửa

 Độ giảm của mức ổn phụ thuộc:

• Đặc điểm của nguồn âm

• Vị trí của tường chắn và điểm khảo sát so với nguồn âm;

• Kích thước tường chắn (chiều cao và chiều dài);

• Tần số âm thanh.

Chương 2 …., THIẾT KẾ CÁCH ÂM, …

1.3.1. Lan truyền tiếng ồn giao thông

c. Lan truyền tiếng ồn qua dải cây xanh

 Khi trên đường lan truyền sóng âm gặp các dải cây xanh thì ngoài phần năng lượng âm giảm do khoảng cách, âm thanh còn bị tiêu hao đáng kể do:

 Một phần NL bị phản xạ trở lại từ hàng cây giống như

 Một phần NL bị hút và khuếch tán trong đám lá cây.

đối với tường chắn.

Chương 2 …., THIẾT KẾ CÁCH ÂM, …

1.3.1. Lan truyền tiếng ồn giao thông

c. Lan truyền tiếng ồn qua dải cây xanh

 Các nghiên cứu thực nghiệm cho thấy :

 Tác dụng phản xạ như tường chắn có thể làm giảm mức

 Khả năng hút và khuếch tán âm thanh của cây xanh phụ thuộc vào loại cây với mức độ rậm rạp của lá, có trị số khoảng 0,12 – 0,17dB/m.

âm 1,5dB mỗi khi gặp một dải cây xanh.

Chương 2 …., THIẾT KẾ CÁCH ÂM, …

1.4 CÁC BIỆN PHÁP CHỐNG TIẾNG ỒN TRONG ĐT

Quy hoạch kiến trúc,

Quy hoạch giao thông,

Kiến trúc công trình và

Các biện pháp kỹ thuật xây dựng khác.

Muốn chống tiếng ồn trong các đô thị một cách hiệu quả cần phải áp dụng tổng hợp các biện pháp :

Chương 2 …., THIẾT KẾ CÁCH ÂM, …

 Một đô thị có thể chia thành bốn vùng XD sau đây:

 Vùng I. Vùng công nghiệp – vùng ồn nhất của đô thị, mức

1.4 CÁC BIỆN PHÁP CHỐNG TIẾNG ỒN TRONG ĐT 1.4.1. Biện pháp quy hoạch, kiến trúc, giao thông

 Vùng II. Trung tâm công cộng và thương nghiệp của đô thị

ồn có thể đạt trên 75 dBA.

 Vùng III. Vùng nhà ở, là vùng tương đối yên tĩnh của đô

với mức ồn cho phép tới 75dBA.

 Vùng IV. Vùng yên tĩnh của đô thị mức ồn không cho phép

thị, mức ồn cho phép 60dBA.

vượt quá 50dBA.

Chương 2 …., THIẾT KẾ CÁCH ÂM, …

1.4 CÁC BIỆN PHÁP CHỐNG TIẾNG ỒN TRONG ĐT

Phân vùng QH TP Newsbury – Mỹ 1. Đường GT; 2. Vùng CN; 3. Khu TM; 4. Khu nhà ở

Chương 2 …., THIẾT KẾ CÁCH ÂM, …

1.4 CÁC BIỆN PHÁP CHỐNG TIẾNG ỒN TRONG ĐT

Tường chắn tiếng ồn

Chương 2 …., THIẾT KẾ CÁCH ÂM, …

1.4 CÁC BIỆN PHÁP CHỐNG TIẾNG ỒN TRONG ĐT

Nhô phần dưới nhiều hơn về phía đường GT để chắn tiếng ồn

Chương 2 …., THIẾT KẾ CÁCH ÂM, …

1.4 CÁC BIỆN PHÁP CHỐNG TIẾNG ỒN TRONG ĐT

Chương 2 …., THIẾT KẾ CÁCH ÂM, …

22 1.4 CÁC BIỆN PHÁP CHỐNG TIẾNG ỒN TRONG ĐT 1.4.1. Biện pháp quy hoạch, kiến trúc, giao thông

 Khi QHĐT cần lợi dụng “dải cách ly” để chống tiếng ồn. Nguyên tắc cổ điển là “hãy bố trí nhà xa các nguồn ồn nhất”.

 Muốn giảm nhỏ dải cách ly có thể bố trí nhà thành nhiều dải:  Dải kể cận nguồn ồn bố trí các công trình không cần yên

 Dải xa hơn nếu bố trí các công trình có mức ồn cho phép

tĩnh như gara, nhà kho, bến xe, sân chơi …,

 Kế đến là các nhà ở và các công trình cần yên tĩnh cao như

lớn và TB như: cửa hàng, vườn trẻ.

phòng đọc, thư viện, …

Chương 2 …., THIẾT KẾ CÁCH ÂM, …

23 1.4 CÁC BIỆN PHÁP CHỐNG TIẾNG ỒN TRONG ĐT 1.4.2 Giải pháp kỹ thuật: cây xanh, tường chắn

 Sử dụng dải cây xanh để chống tiếng ồn là biện pháp có hiệu

 Ngoài ra cây xanh còn có tác dụng cải tạo khí hậu, chống bụi

quả và kinh tế.

 Cây xanh trồng thành nhiều dải có tác dụng chống tiếng ồn hơn chỉ trồng một dải liên tục nhờ tác dụng tường chắn âm thanh.

 Thực nghiệm cho thấy, sự hạ thấp tiếng ồn nhờ dải cây xanh xảy ra mạnh nhất trong khoảng 10 – 15m đầu tiên trong dải cây, vì vậy bề rộng của mỗi dải cây không nên dưới 5m.

và ô nhiễm môi trường.

Chương 2 …., THIẾT KẾ CÁCH ÂM, …

24 1.4 CÁC BIỆN PHÁP CHỐNG TIẾNG ỒN TRONG ĐT 1.4.2 Giải pháp kỹ thuật: cây xanh, tường chắn

 Một dải cây xanh chống tiếng ồn trồng đúng kỹ thuật có thể

 Như vậy các hàng cây trồng hai bên đường phố gần như

đánh giá đơn giản như sau: - Khi đứng cuối mỗi dải cây không nhìn thấy các “khoảng sáng”. Về mặt âm học, các khoảng sáng chính là các hành lang lan truyền tiếng ồn. - Đầu và cuối mỗi dải cây có các hàng rào thấp và kín để che phần thân cây (dưới tán cây).

không có tác dụng giảm tiếng ồn.

Chương 2 …., THIẾT KẾ CÁCH ÂM, …

25 1.4 CÁC BIỆN PHÁP CHỐNG TIẾNG ỒN TRONG ĐT

 Một biện pháp có hiệu quả cao để chống tiếng ồn đô thị là sử

1.4.2 Giải pháp kỹ thuật: cây xanh, tường chắn

 Các công trình làm tường chắn tiếng ồn đơn giản nhất là các bờ đất, vách đất nằm dọc theo các đường GT. Có thể sử dụng phối hợp các bờ tường cao 0,5 – 1m cùng với vách đất.

 Hai bên các đường cao tốc, đường liên vận có mức ồn cao có thể sử dụng các tường bêtông cốt thép, tường gạch, mặt trong (phía đường giao thông) có thể ốp vật liệu hút âm hoặc trồng cây xanh, cây hoa để giảm bớt mức ồn trong lòng đường.

dụng các công trình làm tường chắn tiếng ồn.

Chương 2 …., THIẾT KẾ CÁCH ÂM, …

1.4 CÁC BIỆN PHÁP CHỐNG TIẾNG ỒN TRONG ĐT

Mặt đứng

Tường chắn tiếng ồn

Mặt bằng

Chương 2 …., THIẾT KẾ CÁCH ÂM, …

Mặt đứng

Tường chắn tiếng ồn

Mặt bằng

Chương 2 …., THIẾT KẾ CÁCH ÂM, …

1.4 CÁC BIỆN PHÁP CHỐNG ỒN

 Biện pháp phổ biến trong QHĐT là sử dụng các ngôi nhà phục vụ một hai tầng (như cửa hàng, nhà hàng ăn uống, giải khát …) hai bên đường phố lớn làm tường chắn tiếng ồn.

 Khi thiết kế cần chú ý rằng các tường chắn tiếng ồn càng đặt gần nguồn ồn càng có hiệu quả cao.

1.4.2 Giải pháp kỹ thuật: cây xanh, tường chắn

Chương 2 …., THIẾT KẾ CÁCH ÂM, …

1.4 BIỆN PHÁP CHỐNG ỒN

 Biện pháp phổ biến nhất trong QHĐT là sử dụng các ngôi nhà phục vụ một hai tầng (như cửa hàng, nhà hàng ăn uống, giải khát …) hai bên đường phố lớn làm tường chắn tiếng ồn.

 Khi thiết kế cần chú ý rằng các tường chắn tiếng ồn càng đặt gần nguồn ồn càng hiệu quả.

1.4.2 Giải pháp kỹ thuật: cây xanh, tường chắn

Chương 2 …., THIẾT KẾ CÁCH ÂM, …

1.4 BIỆN PHÁP CHỐNG ỒN

 Vấn đề chống tiếng ồn trong các đô thị cần phải được coi trọng, phải được nghiên cứu và đề xuất ngay từ bước lập dự án quy hoạch đô thị, cho đến thiết kế cụ thể mỗi công trình. Chỉ khi đó vấn đề chống tiếng ồn mới có thể giải quyết triệt để và giảm được chi phí tốn kém cho các giải pháp kỹ thuật sau này.

KẾT LUẬN:

Bài giảng Vật lý kiến trúc: Chương 2