Vật lý kiến trúc - Chương 2: Thiết kế che nắng, thông gió, cách nhiệt, cách âm thiết kế cách âm

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 ? 1 VẬT LÝ KIẾN TRÚC 2 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, Trong lĩnh vực âm học học kiến trúc, âm thanh được phân thành hai loại :  Âm có ích : Âm thanh trong các phòng khán giả, phòng hòa nhạc, phòng học,  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.  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. 3 Chương 2 ., THIẾT KẾ CÁCH ÂM, I. ÂM HỌC ĐÔ THỊ 1.1. NGUỒN ỒN TRONG ĐÔ THỊ 1.1.1. Phân loại các nguồn ồn  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 4 Chương 2 ., THIẾT KẾ CÁCH ÂM, 1.1. NGUỒN ỒN TRONG ĐÔ THỊ 1.1.1. Phân loại các nguồn ồn  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). 5 Chương 2 ., THIẾT KẾ CÁCH ÂM, 1.1. NGUỒN ỒN TRONG ĐÔ THỊ VÀ PP ĐÁNH GIÁ 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.  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 6 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. 7 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 Ảnh hưởng xấu của tiếng ồn đối với cơ thể phụ thuộc vào :  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. 8 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 xấu về tâm sinh lý con người  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. 9 Chương 2 ., THIẾT KẾ CÁCH ÂM, 1.2 TIÊU CHUẨN MỨC ỒN CHO PHÉP  TC mức ồn tối đa cho phép trong các khu vực công cộng và dân cư của Việt Nam : TCVN 5949 – 1998  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 bảo vệ cơ quan thính giác của người lao động. 10 Chương 2 ., THIẾT KẾ CÁCH ÂM, 1.3. SỰ LAN TRUYỀN TIẾNG ỒN GT TRONG ĐT  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 sáng đến 12 giờ đêm);  Xâm nhập sâu vào khu dân cư do việc kiểm soát tiếng ồn ở đô thị hiện nay chưa chặt chẽ. 11 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. 12 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. 13 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 đối với tường chắn.  Một phần NL bị hút và khuếch tán trong đám lá cây. 14 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 âm 1,5dB mỗi khi gặp một dải cây xanh.  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. 15 Chương 2 ., THIẾT KẾ CÁCH ÂM, 1.4 CÁC BIỆN PHÁP CHỐNG TIẾNG ỒN TRONG ĐT Muốn chống tiếng ồn trong các đô thị một cách hiệu quả cần phải áp dụng tổng hợp các biện pháp : Quy hoạch kiến trúc, Quy hoạch giao thông, Kiến trúc công trình và Các biện pháp kỹ thuật xây dựng khác. 16 Chương 2 ., THIẾT KẾ CÁCH ÂM, 1.4 CÁC BIỆN PHÁP CHỐNG TIẾNG ỒN TRONG ĐT 1.4.1. Biện pháp quy hoạch, kiến trúc, giao thông  Một đô thị có thể chia thành bốn vùng XD sau đây:  Vùng I. Vùng công nghiệp – vùng ồn nhất của đô thị, mức ồn có thể đạt trên 75 dBA.  Vùng II. Trung tâm công cộng và thương nghiệp của đô thị với mức ồn cho phép tới 75dBA.  Vùng III. Vùng nhà ở, là vùng tương đối yên tĩnh của đô thị, mức ồn cho phép 60dBA.  Vùng IV. Vùng yên tĩnh của đô thị mức ồn không cho phép vượt quá 50dBA. 17 Chương 2 ., THIẾT KẾ CÁCH ÂM, 1.4 CÁC BIỆN PHÁP CHỐNG TIẾNG ỒN TRONG ĐT 18 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 19 Tường chắn tiếng ồn Chương 2 ., THIẾT KẾ CÁCH ÂM, 1.4 CÁC BIỆN PHÁP CHỐNG TIẾNG ỒN TRONG ĐT 20 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 21 Chương 2 ., THIẾT KẾ CÁCH ÂM, 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 tĩnh như gara, nhà kho, bến xe, sân chơi ,  Dải xa hơn nếu bố trí các công trình có mức ồn cho phép lớn và TB như: cửa hàng, vườn trẻ.  Kế đến là các nhà ở và các công trình cần yên tĩnh cao như phòng đọc, thư viện, 22 Chương 2 ., THIẾT KẾ CÁCH ÂM, 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 quả và kinh tế.  Ngoài ra cây xanh còn có tác dụng cải tạo khí hậu, chống bụi và ô nhiễm môi trường.  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. 23 Chương 2 ., THIẾT KẾ CÁCH ÂM, 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 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).  Như vậy các hàng cây trồng hai bên đường phố gần như không có tác dụng giảm tiếng ồn. 24 Chương 2 ., THIẾT KẾ CÁCH ÂM, 1.4 CÁC BIỆN PHÁP CHỐNG TIẾNG ỒN TRONG ĐT 1.4.2 Giải pháp kỹ thuật: cây xanh, tường chắn  Một biện pháp có hiệu quả cao để chống tiếng ồn đô thị là sử dụng các công trình làm tường chắn tiếng ồn.  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. 25 Chương 2 ., THIẾT KẾ CÁCH ÂM, 1.4 CÁC BIỆN PHÁP CHỐNG TIẾNG ỒN TRONG ĐT 26 Tường chắn tiếng ồn Mặt đứng Mặt bằng Chương 2 ., THIẾT KẾ CÁCH ÂM, 27 Tường chắn tiếng ồn Mặt đứng Mặt bằng Chương 2 ., THIẾT KẾ CÁCH ÂM, 1.4 CÁC BIỆN PHÁP CHỐNG ỒN 1.4.2 Giải pháp kỹ thuật: cây xanh, tường chắn  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. 28 Chương 2 ., THIẾT KẾ CÁCH ÂM, 1.4 BIỆN PHÁP CHỐNG ỒN 1.4.2 Giải pháp kỹ thuật: cây xanh, tường chắn  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. 29 Chương 2 ., THIẾT KẾ CÁCH ÂM, 1.4 BIỆN PHÁP CHỐNG ỒN KẾT LUẬN:  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. 30