Giáo trình Âm học kiến trúc

 BÀI GIẢNG ÂM HỌC KIẾN TRÚC 
 Mục đích: 
 + Cung cấp cho sinh viên những kiến thức cơ bản về âm thanh, sự hình thành 
trường âm trong phòng khán giả, tính chất hút âm và phản xạ âm của các bề mặt vật liệu 
& kết cấu, những quy luật lan truyền của âm thanh trong công trình & trong đường phố. 
 + Trang bị cho sinh viên những kiến thức cơ bản để thiết kế nội thất âm học 
Phòng khan giả để đảm bảo chất lượng âm thanh trong phòng. 
 + Trang bị cho sinh viên những hiểu biết về tiếng ồn, quan hệ giữa tiếng ồn và 
sức khỏe con người để giải quyết các bài toán về cách âm và chống ồn. 
 1 
 Chương I: NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ ÂM THANH - MỘT SỐ TÍNH 
 TOÁN CƠ BẢN 
I. Bản chất vật lý của Âm Thanh. 
1. Sóng âm: 
 Về mặt vật lý âm thanh chính là dao động của sóng âm trong môi trường đàn hồi 
sinh ra khi có các vật thể dao động được gọi là nguồn âm. Bản chất của nguồn âm là kích 
thích sự dao động của các phần tử kế cận nó nên âm thanh chỉ lan truyền trong môi trường 
đàn hồi. Môi trường đàn hồi có thể coi là những môi trường liên tục gồm những phần tử liên 
kết chặt chẽ với nhau, lúc bình thường mỗi phần tử có 1 vị trí cân bằng bền (môi trường chất 
khí, chất lỏng, chất rắn là những môi trường đàn hồi). 
 Trong quá trình truyền âm thì dao động giảm dần & tắt hẳn. 
a. Phân loại phương dao động: 
Tùy theo tính chất của môi trường đàn hồi mà có thể xuất hiện sóng dọc hay sóng ngang. 
 - Sóng dọc: phương truyền. Xảy ra khi các phân tử dao động song 
song với phương truyền âm. Xảy ra trong môi trường chất lỏng, khí. 
 - Sóng ngang : phương truyền: Xảy ra khi các phân tử dao 
động vuông góc với phương truyền âm. Xảy ra trong môi trường rắn. 
 * Dạng mặt sóng: Mặt sóng là mặt chứa những điểm (phân tử) có cùng trạng thái dao 
động tại một thời điểm nào đó 
 - Sóng cầu: Khi nguồn sáng là 1 điểm 
 - Sóng phẳng : Mặt sóng là những mặt phẳng // với nhau và vuông góc tia sóng. Khi 
cách xa nguồn sóng một khoảng cách cố định thì các lớp mặt sóng xem như phẳng song song. 
 Tia mặt sóng 
 2 
 - Sóng trụ khi nguồn là một đường, mặt sóng là mặt trụ 
 - Sóng uốn: Lan truyền trong các bản mỏng như kêt câu tường 
 - Sóng âm được biểu diễn dưới dạng 
 Pmax
 Ptb = 
 2
b. Các đại lượng đặc trưng của sóng âm là: 
 + Tần số: f (hz) 
 Số dao động của các phân tử thực hiện trong một 1giây 
 c
 Ký hiệu: f (hz) = 
 λ
 Tại nguồn cảm thụ được những âm thanh có tần số từ 16 đến 20.000 hz. Những âm 
thanh có f 
20.000 hz gọi là siêu âm. Tại người không cảm thụ được âm thanh này 
 3 
 + Chu kỳ: T(s) 
 Là số thời gian tính bằng giây để hoàn thành 1dao động 
 1
 T = (s) 
 f
 + Bước sóng λ (cm, m) 
 Là khoảng cách ngắn nhất giữa 2 điểm có cùng pha 
dao động. 
 Tại người cảm thụ được những âm thanh có bước sóng 
λ = 1,7cm ÷20m 
 C
 λ = = C.T 
 f
 Vận tốc truyền sóng âm: C(m/s). Là đặc trưng 
quan trọng của quá trình truyền âm . Khi môi trường khác nhau thì tốc độ truyền âm cũng 
khác nhau. 
 Vận tốc truyền sóng âm phụ thuộc vào môi trường & dạng của sóng âm lan truyền 
trong đó . 
 Ví dụ: ở t = 00C => Vận tốc truyền âm trong không khí là 330m/s. Trong nước C = 
 0
1440 m/s. Khi t = 20 C. Ckhông khí = 343m/s 
 - Vận tốc truyền âm còn phụ thuộc cấu trúc của vật liệu 
 Ví dụ: Cây đàn 
 u dài
 ề
 chi
 chiều ngang 
 Chiãöu daìi
 => đạt cộng hưởng tốt nhất 
 Chiãöu ngang
2. Các đơn vị cơ bản đo âm thanh theo hệ thập phân. 
a. Công suất của nguồn âm P(W): 
 Công suất của nguồn âm là tổng số năng lượng do nguồn bức xạ vào không gian 
trong 1 đơn vị thời gian 
 4 
b. Áp suất âm: p[w/m2 ] 
 Khi sóng âm tới 1 mặt nào đó, do các phân tử của môi trường dao động tác dụng lên 
đó một lực gây ra áp suất âm. Áp suất ở đây là áp suất dư do sóng âm gây ra ngoài áp suất 
khí quyển. Áp suất âm được xác định theo công thức 
 P = ρ.C.v (đối với sóng phẳng) 
 Trong đó: ρ [kg/m3]. Mật độ của môi trường 
 C [m/s]: Vận tốc truyền âm 
 v [m/s]: Vận tốc dao động của các phân tử 
 Áp suất âm là 1 đại lượng biến thiên theo thời gian tại 1 điểm bất kỳ nào đó trong 
trường âm. Tuỳ vào thời điểm : (bị nén => Pmax , bị kéo => Pmin ). Trong tính toán ta tính 
giá trị trung bình: 
 Pmax
 Ptb = 
 2
 Trong phạm vi âm nghe được, áp suất âm trong khoảng 2.10-4 ÷ 2.102 µbar 
chênh lệch 106 lần. Đó là phạm vi rất rộng 
 (1 bar = 105N/m2 = 106 µbar) 
 c. Âm trở của trường âm: ρ.C [kg/m2s] 
 ρ[kg/m3 ]: Mật độ môi trường 
 C[m/s]: Vận tốc truyền âm 
 d. Cường độ âm: I[J/m2, W/m2]: Là số năng lượng âm trong bình đi qua 1 đơn vị 
diện tích đặt vuông góc với phương truyền trong đơn vị thời gian. 
 p2
 I = p.v = 
 ρ.c
 Trong không gian hở (sóng âm chạy) còn gọi là không gian tự do => cường độ âm 
giảm tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách 
 I
 Ir = 
 4πr 2
 Trong đó: Ir là cường độ âm cách nguồn bằng 1 khoảng cách r . 
 5 
e. Mật độ năng lượng âm: E[J/m3]. 
 Là số năng lượng âm chứa trong 1 đơn vị thể tích của môi trường. Trong sóng âm 
chạy (chỉ truyền đi không có phản xạ trở lại) thì 
 I P2
 E = = 
 C SC2
 Mật độ năng lượng âm là một đại lượng vô hướng và là 1 đặc trưng rất quan trọng 
trong trường âm khi hướng của sóng âm đã không biết. 
3. Các đơn vị đo âm thanh theo thang lôgarít: 
 Trong phạm vi âm thanh mà tai người nghe được thì các đơn vị trong hệ thập phân 
thay đổi trong phạm vi rất lớn từ 106.1012 lần. Vì vậy mà tai người và các dụng cụ âm học 
rất khó phân biệt, đánh giá âm thanh. Mặt khác sự thay đổi một vài đơn vị đo trong hệ thập 
phân thì tai người không cảm nhận được. Vì vậy trong âm học ứng dụng người ta thường 
dùng thanh lôgarít để đo âm thanh. 
 a. Mức cường độ âm: LI (dB) 
 Cảm giác nghe to của tai người đối với 1 âm không tỷ lệ thuận với cường độ của âm 
 I
đó. Khi cường độ âm từ I0 =>I thì cảm giác nghe to tăng tỷ lệ với lg . Nếu gọi I là cường 
 I0
độ âm đang xét & I0 là cường độ âm của ngưỡng nghe của âm tiêu chuẩn thì: 
 I
 LI = 10lg (dB) 
 I0
 -12 2 -4 2
 Với âm tiêu chuẩn :I0 = 10 W/cm và Id = 10 W/cm 
 P2
 b. Mức áp suất âm: Lp (dB). Từ I = 
 SC
 P
 LP = 20lg (dB) 
 P0
 -5 2 2
 Với âm tiêu chuẩn P0 = 2.10 N/m , Pd = 2.10 N/m 
 c. Mức mật độ năng lượng âm: LE (dB) 
 E
 LE = 10lg (dB) 
 E0
 -5 3 -3 3
 - Với âm tiêu chuẩn: E0 = 3.10 J/m , Ed = 3.10 J/m 
 Mức âm - Ngưỡng nghe: LI = 0 dB, LP = 0 
 - Ng ưỡng đau tai LI = 130 dB, Lp = 140dB 
 6 
 - Mức âm của 1 số nguồn thường gặp: 
 - Vườn yên tĩnh : 20 ÷ 30dB 
 - Tiếng nói thầm xì xào (cách 1m) : 35dB 
 - Nói to :(60 ÷ 70)dB 
 - Phòng hòa nhạc disco : 100dB 
 4. Phổ âm: 
 - Âm thanh chỉ có 1 tần số gọi là âm đơn. Trên thực tế chỉ có dụng cụ duy nhất là 
thanh la. 
 - Phần lớn các nguồn âm trong thực tế là âm hỗn hợp của nhiều âm với nhiều tần số 
khác nhau gọi là phổ âm. Vì vậy khi giải bài toán về âm thanh cần biết được đặc tính tần số 
của âm, nó cho biết sự phân bố của mức áp suất âm theo tần số. 
 Để thuận tiện trong âm học người ta chia phạm vi tần số âm nghe được thành các dải 
tần số 
 Mỗi dải tần số được đặc trưng bằng các tần số giới hạn (f1 là giới hạn dưới, f2 là giới 
hạn trên). Bề rộng dải: ∆f = f1 - f2 và ftb = f1f2 
 f
 Dải 1octave (ốc ta): 2 = 2 (hay là 1 bátđô trong âm nhạc) 
 f1
 125 250 500 1000 2000 hz và 4000 hz 
 Thường được sử dụng khi nghiên cứu âm học phòng khán giả và trong chống ồn. 
 f f
 Dải 1/3 octave 2 = 3 2 , Dải nửa ôcta là 2 = 2 =1,4 
 f1 f1
125 160 ÷ 200 250 320 ÷ 400 500 1000 2000 hz
 1 octave
 1/3 octave
 hz
125 250 500 1000
5. Đo âm thanh 
a. Đo bằng vật lý sau đó chuyển về đo cảm giác fôn của tai người ta dùng mạch chuyển đổi 
A, B, C, D 
 7 
 A,B,C
 Đ
 M K K
 A: Mức thấp: 0 ÷ 40dB 
 B: Mức trung bình: 41 ÷ 70dB 
 C: Mức cao: 71 ÷ 120 dB 
 D: Mức rất cao: > 120 dB 
 M: Micro phôn 
 K: Bộ khuyếch đại (tăng âm) 
 L : Bộ lọc tần số 
 TG: Máy tự ghi 
 MH : màn hình 
 PT
 L TG
 MH
 K K
 Máy phân tích âm thanh theo tần số có thể ghi lại trên băng từ hoặc ghi lại trên màn 
hình. 
 - Các âm thanh phát ra có âm thanh ổn định và không ổn định. Âm thanh ổn định 
mức âm biến thiên không quá 5 dB 
 Ví dụ: 125 hz (1 octave) => 63dB 
 250 hz => 61 dB 
 500 hz => 59 dB 
II. Các đặc trưng sinh lý của âm thanh 
1. Phạm vi âm nghe thấy 
 - Về tần số: f = 16hz ÷ 20.000 hz 
 - Về mức áp suất âm: Lp = 0 ÷ 120 dB 
 - Ngưỡng nghe: Giới hạn đầu tiên mà tai người cảm thụ được âm thanh. 
 - Ngưỡng chối tai: 
 - Mức âm tối thiểu để tai cảm thụ 20 ÷ 30dB 
 8 
2. Độ cao của âm thanh: Phụ thuộc vào f: Xét dao động của 1 dây đàn 
 f0 a
 2f0 b
 3f0 c
 + Khi dao trên toàn chiều dài, tần số dao động thấp nhất, âm trầm nhất gọi là âm cơ 
bản. Tần số f0 gọi là tần số cơ bản, quyết định độ cao của âm thanh. Tần số f0 gọi là tần số 
cơ bản, quyết định độ cao của âm thanh. Tần số dao động 2f0, 3f0 ... đều gọi là bội số của tần 
số cơ bản, âm của chương lag họa âm. Họa âm càng nhiều, âm nghe càng du dương. Như 
vậy ta có: 
 + f thấp : 16 ÷ 355hz 
 + f trung bình : (356 ÷ 1400) hz 
 + f cao : (1401 ÷ 20.000) hz 
3. Âm sắc: 
 Âm sắc chỉ sắc thái của âm du dương hay thô kệch, thanh hay rè, trong hay đục. Âm 
sắc phụ thuộc vào cấu tạo của sóng âm điều hòa. Cấu tạo của sóng âm điều hòa phụ thuộc 
số lượng các loại tần số, cường độ & sự phân bố chung quanh âm cơ bản 
 - Cường độ & mật độ họa âm cho ta khái niệm về âm sắc khác nhau. 
 + Âm điệu chỉ âm cao hay thấp, trần hay bổng. Âm điệu chủ yếu phụ thuộc vào tần 
số của âm: f cao => âm cao, f thấp => âm càng trầm. 
4. Mức to, độ to: 
 Mức to, độ to của 1 âm là sức mạnh cảm giác do âm thanh gây nên trong tai người, 
nó phụ thuộc vào p & tần số của âm. Tai người nhạy cảm với âm có f = 4000 hz & giảm dần 
đều 20 hz 
 9 
a. Mức to: F Đơn vị đo: Fôn 
 Cảm giác to nhỏ khi nghe âm thanh của tai người được đánh giá mức to & xác định 
theo phương pháp so sánh giữa âm cần đo với âm tiêu chuẩn. 
 Đối với âm tiêu chuẩn, mức to có trị số bằng mức áp suất âm (đo dB). Muốn biết 
mức to của 1 âm bất kỳ phải so sánh với âm tiêu chuẩn 
 - Với âm tiêu chuẩn : Mức to ở ngưỡng nghe là 0 Fôn ngưỡng chối tai là 120 Fôn. 
 - Cùng 1 giá trị áp suất âm, âm tần số càng cao => mức to càng lớn. 
 Bằng phương pháp thực nghiệm người ta vẽ được bản đồ đồng mức to 
140 dB Ngưỡng chối tai 120 dB 
 120
 t âm t âm
 ấ 100
 80
 c áp su 60
 ứ
 M 40
 20 Ngưỡng nghe 
 -20 hz
 20 100 500 1000 5000 10.000
 b. Độ to: S: Đơn vị Sôn 
 Khi so sánh âm này to hơn âm kia bao nhiêu lần ta dùng khái niệm "độ to" 
 Độ to là 1 thuộc tính của thính giác, cho phép phán đoán tính chất mạnh yếu của âm 
thanh. 
 Mối liên hệ giữa Sôn & Fôn như sau: 
 S = 20,1(F-40) 
 Như vậy nếu mức to của 1 âm = 40F => độ to của âm đó S = 1 Sôn 
 Khi mức to tăng 10F thì độ to tăng gấp 2 
III. Một số tính toán âm thanh 
Bài Toán 1: 
Tính mức âm tại 1 điểm cách nguồn âm 1 khoảng r (m) 
 L
 LP A 
 N 
 r 1 A 
 10 
 βr
LA = LP + 10lgF - 10lg Ω - 20lgr - 
 1000
Trong đó: F: Hệ số định hướng của nguồn âm 
 Ω: góc khối bức xạ của nguồn lấy như sau: 
Khi nguồn bức xạ cả không gian thì Ω = 4π -Bức xạ trên 1 mặt phẳng thì Ω = 2π. Bức xạ 
nằm gần góc nhị diện thì Ω = π, tam diện Ω = π/2 
 F: Hệ số có hướng. Trong thực tế nguồn âm bức xạ không đều theo các 
 2
 Ph
hướng. Tính có hướng được đặc trưng bằng hệ số có hướng F = 2 
 Ptb h
 β: hệ số hút âm của không khí tra bảng 
 f 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 
 dB
 β 
 Km 0 0,7 1,5 3 6 12 24 48 
 r (m): khoảng cách từ nguồn đến điểm A 
 LP: Công suất nguồn âm 
Bài Toán 2: 
 L
 LA B 
 B 
 N r1 A 
 r 2 
 r2
 - Sóng cầu (nguồn điem): LB = LA - 20lg (dB) 
 r1
 r2
 - Sóng trụ (nguồn âm đường): LB = LA - 10lg (dB) 
 r1
 11 
Bài Toán 3: 
 ΣL = L1 + ∆L 
 A
 Trong đó : + L1: Mức âm của nguồn âm lớn nhất 
 + ∆L: Số gia của nguồn âm ,phụ thuộc vào hiệu số L1 và L2; tra bảng 
 L2 - L1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 20
 ∆L 
 3 2,5 2 1,6 1,5 1,2 1 0,8 0,6 0
 Ví dụ 1. Nguon 1 co L1 = 70dB Nguon 2 co L2 = 71dB Nguon 3 co L3 = 69dB
 Nguon 4 co L4 = . 69dB 
 2-1
 LA = 71 + 2,5 = 73,5 dB 
 2-1-3
 LA = 73,5 + 1,5 = 75 dB 
 2-1-3-4
 LA = 75 + 1 = 76 dB 
 1-n 1
 LA = LA + 10 lgn dB 
 Ví dụ 2: 
 L1 = 90 dB L2 = 85dB L3 = 88 dB 
 Tính Σ L 
 Σ L132 = 92 + 0,8 
 12 
 CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU & KHOẢNG CÁCH HÚT ÂM 
 I. Hệ số hút âm 
 Et = Efx + Ehâ 
 E
 Nếu đặt β = fx => gọi là hệ số phản xạ âm thanh 
 E t
 E
 α = há => gọi là hệ số hút âm 
 Et
 Theo định luật bảo toàn năng lượng thì 
 α + β = 1. Nếu β = 0 => α = 1 => vật liệu hút âm hoàn toàn. Nếu α = 0 => β = 1 
=> VL phản xạ âm hoàn toàn. 
 Với Ph : Áp suất đo ở khoảng cách nhất định theo hướng nhất định 
 h
 P te : Áp suất âm trung bình theo mọi hướng ở khoảng cách đó 
 Et
 w
 θ Ex
 Em
 Ef
 Hệ số hút âm 2 đặc trưng cho khả năng của vật liệu và khoảng cách hút 1 phần 
âm thanh tới. Đây chính là đặc trưng trọng nhất của vật liệu & khoảng cách, nó quyết 
định sự hình thành trường âm 
 + Hệ số α phụ thuộc vào góc tới θ : Khi θ = 0 => α lớn nhất, khi θ = 900 => nhỏ 
nhất. 
 + Hệ số hút âm phụ thuộc vào tần số của âm tới (ft) 
 + Hệ số α phụ thuộc vào tính chất cơ lý của vật liêu (trọng lượng riêng, độ rỗng, 
cấu trúc) 
 + Hệ số α phụ thuộc vào thông số hóa học. 
II. Một số vật liệu & khoảng cách hút âm 
1. Vật liệu xốp hút âm 
a. Cấu tạo: Gồm vật liệu xốp rỗng, các lỗ rỗng thông nhau & thông ra mặt ngoài nơi 
sống âm đập vào. Các khe rỗng đan vào nhau trong vật liệu, vách của các khe rỗng bằng 
cốt liêu cứng hoặc đàn hồi 
 13 
 o o
 o
 o
 o o
b. Nguyên tắc làm việc: Khi sóng âm với năng lượng Et đập vào, không khí trong các 
khe rỗng dao động, năng lượng âm mất đi để chống lại tác dụng của ma sát và tính nhốt 
của không khí dao động giữa các lỗ rỗng. Một phần năng lượng âm xuyên qua vật liệu khả 
năng hút âm của vật liệu xốp phụ thuộc vào độ xốp, chiều dày và sức cản của không khí 
* Độ xốp của vật liệu là đại lượng không thứ nguyên 
 V caïcläù khê(khäng kãø läù khê)
 Độ xốp = 
 Vcuía máùu váût liãûu
* Sức cản thổi khí (sức cản khi thổi 1 dòng khí qua mẫu VL) 
 ∆P
 r = N.S/cm4 
 vδ
Trong đó: ∆P: Hiệu số áp suất trên 2 bề mặt của mẫu VL (N/cm2) 
 v: Vận tốc dòng khí thổi qua khe rỗng (cm/s) 
 δ: Chiều dày của vật liệu (cm) 
 Nếu r càng lớn, khả năng hút âm của vật liệ càng nhỏ. 
* Chiều dày của lớp vật liệu xốp: δ 
Để tránh chi phí thừa khi bố trí cấu tạo lớp vật liệu xốp hút âm ta phải xác định chiều dày δ 
 260
kinh tế. Khi r < 10 Ns/cm4 thì δ = 
 r
 90
Khi r ≥ 10 NS/cm4 => δ = 
 r
Nếu vật liệu xốp đặt trực tiếp lên bề mặt phản xạ cứng thì: 80 < δr < 160 NS/cm4 để hệ số 
hút âm lớn nhất. 
Nếu phía sau lớp vật liệu xốp có lớp không khí thì: 
 40 < δr < 80 NS/cm4 
Trong thực tế chiều dày δ cần thiết, người ta đã xác định cho sẵn ở các bảng. 
 14 
Chú ý: Đại đa số vật liệu xốp hút tốt các âm thanh có tần số cao. 
2. Các tấm dao động (cộng hưởng) hút âm: 
+ Cấu tạo: gồm 1 tấm mỏng có thể bằng gỗ dán bìa, cáttông đặt cố định trên hệ sườn gỗ. 
Phía sau tấm mỏng là khe không khí. 
 1 2
 4
 3
 1. Tấm mỏng 
 2. Sườn gỗ 
 3. Mặt cứng 
 4. Khe không khí 
+ Nguyên tắc làm việc: 
 Khi sóng âm đập vào bề mặt của kết cấu. Dưới tác dụng biến thiên của áp suất âm, 
tấm mỏng bị dao động cưỡng bức, do đó gây ra tổn thất ma sát trong nội bộ bản, ... vận tải: Tiếng ồn trong thành phố chủ yếu là do tiếng ồn do 
 giao thông vận tải gây ra chiếm từ (60 ÷ 80)% 
 a. Đặc điểm tiếng ồn của giao thông vận tải 
 * Mức ồn của giao thông vận tải được coi là mức ồn chung của dòng xe chạy trên 
 đường gây ra (mức ồn tổng cộng của nhiều xe). Mức ồn này phụ thuộc: 
 + Cường độ xe: Số xe/h 
 + Thành phần các loại xe ( xe tair, xe con, xe máy...) 
 + Vận tốc xe (Km/h) 
 + Đặc điểm của đường 
 + Đặc diểm của công trình hai bên dường 
 43 
 * Mức ồn này thay dổi vì tiếng ồn GTVT không phải là tiếng ồn ổn định 
b. Đánh giá mức ồn GTVT thông qua một mức ồn khác tương đương Ltđ 
 Mức ồn tương đương của một nguồn không ôn định thực chất là một mức ồn ổn 
định cùng gây ảnh hưởng tới con người như nguồn gây tiếng ồn chúng ta đang khảo sát 
 Chỉ số tính toán mức ồn tương đương của một dòng xe thường được khảo sat 
bằng phương pháp thống kê ttrên cơ đo mức ồn tại một điểm cụ thể thời gian khảo sát 30 
phút trong thời điểm cao điểm 
 7,5m
 2. Tiếng ồn trong công nghiệp. 
 - Tiếng ồn cơ khí 
 - Tiếng ồn va chạm 
 - Tiếng ồn khí động 
 3. Biện pháp phòng chống tiếng ồn. 
 1) Biện pháp quy hoạch kiến trúc 
 Để chống tiếng ồn đường phố và tiếng ồn công nghiệp có hiểu quả thì phải sử dụng 
 tổng hợp các biện pháp quy hoạch và kiên trúc 
 a). Quy hoạch vùng 
 - Khu ồn: 80dB 
 - Khu ở: 60dB 
 - Khu yên tĩnh: 50dB 
 Giữa các vùng này phải có vùng đệm và bố trí hợp lý và chia thành phố ra làm 4 
 khu vực theo độ ồn: 
 Vùng 1: Vùng công nghiệp(ồn nhất thành phố 80 đến 90dB) 
 Vung2: Trung tâm công cộng 70 đến 80dB. Bố trí chợ búa, cửa hàng, nhà 
 ga, bến xe. 
 Vùng 3: Vùng nhà ở khu dân cư; nơi tương đối yên tĩnh của thành phố 
 Vùng 4: Đây là vùng yên tĩnh nhất của hành phố: 50dB ( bố trí bệnh viện, 
 viện nghiên cứu, Phòng thu âm) 
 44 
 Trong khi quy hoạch cần chú ý đến hướng gió - Hướng gió ảnh hưởng đến sự lan 
 truyền âm ngoài trời(Cùng chiều âm lan truyền nhanh hơn xa hơn) Bố trí nhà máy 
 khu công nghiệp nên bố trí cuối hướng gió. 
 b). Quy hoạch giao thông: 
 - Lập mạng lưới giao thông hợp lý 
 - Sử dụng biện pháp quy hoạch chống tiến ồn trên toàn thành phố 
 Cao tốc Đường thành phố Đường đi bộ 
 Quốc lộ (Tải nhẹ, xe khách, xe cá nhân) Xe đạp 
 (Tải nặng) 
 Nguồn ồn: 
 • Cả dòng xe --> nguồn đường khi khoảng cách giữa các xe S >20m 
 • Từng xe --> nguồn điểm khi khoảng cách giữa các xe S> 200m 
 • Trường hợp trung gian --> nguồn dãy, khi 
 Khoảng cách giữa các xe 20 ≤ S ≤ 200nguồn dãy khoảng cách giữa các xe tính 
như sau: 
 S = 1000 V/N (m) 
 trong đó: V (Km/h) tốc độ chuyển động trung bình của xe.\ 
 N cường độ xe (xe/h). số lượng xe chạy trên đường theo cả hai 
chiều. 
2. Biện pháp kỹ thuật: 
a. Sử dụng dãi đất cách ly: 
* Nguồn dãy: 
 (24lg s − 30,2)(24lgr2 − 20,3)
Khi r2 ≤ s/2 thì ∆L = LA - LB = 
 24lg s − 27,8
Khi r2 > s/2 thì ∆L = LA - LB = (15lg5r2 - 33). 
 • Đối với nguồn điểm: Độ giảm tiếng ồn ∆L 
 A
 r = 7,5m
 2
 r
 2
 45 
 rz
 ∆L = LA - LB = kr20lg (dB) 
 ru
 LA − LB + kr lg
 → lgz2 = v ới ku = 1,5 
 ku 20
* Đối với nguồn đường: độ giảm tiếng ồn ∆L: 
 r2
 ∆L = LA - LB = kn . 10lg (dB) 
 ru
 LA − LB + k10lgru
 → lgr2 = kn = 0,75 
 k10
 k: Hệ số kể đến sự hút âm của mặt đường: 
 - Đối với m mặt trần: kn = 1 
 - Mặt đất phủ nhựa đường: kn = 0,9 
 - Mặt đất trồng cỏ: kn = 1,1. 
b. Sử các biện pháp cây xanh để chống ồn: 
 Cây xanh trồng gián đoạn 
 r2
 A B
 r B A B A B
 1 1 1 2 2 3
 r2
* Cây xanh lấp đầy khoảng trống 
 r2
Nguồn điểm: ∆L = LA - LB = Kz20lg 
 ru
 r2
Nguồn đường: ∆L = LA - LB = Kz 10lg 
 ru
Với Kz = 1,5 với lớp cây xanh trồng xen kẽ, vòm lá rộng, có cây thấp trồng xung quanh 
Kz = 1,2 => lớp cây xanh mang tính chất công viên rừng vòm lá trung bình, có cây thấp 
xung quanh 
 46 
*Dãi cây tán lá rộng dưới gốc cây có cây bụi thấp dưới tán lá 
 ≥ 5n 
 - Tác dụng: - Hạ thấp tiếng ồn 
 - Có sự phản xạ âm ở mỗi dãy cây 
 - Do sự hút âm và phản xạ âm của tán lá. 
 r n
Nguồn điểm: ∆L = L - L = k 20lg 2 +1,5n + β Bi 
 A B u ∑i=1
 ru
 r n
Nguồn đường: ∆L = L - L = k 10lg 2 +1,5n + β Bi 
 A B n ∑i=1
 ru
 Trong đó: 
 n: Số lượng các dãy cây 
 1,5: Do phản xạ mỗi dãy cây giảm 
 Bi (m) bề rộng của dãy cây thứ i 
 β: Hệ số hạ thấp mức âm (dB/m) tra bảng 6-3. 
 Ví dụ: Rừng lá rậm: β = 0,12 ÷ 0,17 
 Rừng cây dày đặc, vòm lá rậm: β = 0,25 ÷ 0,35. 
Nguồn dãy: 
 (24lgS − 30,2)(24lg r2 − 20,3)
 Khi r2 < S/2: ∆L = LA + LB = Kn +1,5n + βΣB 
 24lgS − 27,5 i
 V
 S: khoảng cách giữa các xe: S = 1000 (m) 
 N
 n
 Khi r2 > S/2: ∆L = LA - LB = Kn(15lgSr2 - 33,3) + 1,5n + β ∑ Bi 
 1
 c. Sử dụng màn chắn tiếng ồn 
 b
 867.0687
 375.0125
 a
 Vật liệu hút âm 
 47 
Giảm từ 5 ÷ 20dB 
 Khi lan truyền sóng âm sẽ hình thành sau tường chắn một vùng bóng âm. Trong 
vùng bóng âm, sóng âm không bị loại trừ hoàn toàn do tác dụng nhiễu xạ của sóng 
âm ở các biên của tường chắn 
 H
 lT
 Lượng sóng âm nhiễu xạ sau tường chắn phụ thuộc vào kích thước của tường 
chắn (H) và chiều dài bước sóng λ của sóng âm tới. Cùng một tường chắn λ càng lớn 
 H 2
→ vùng bóng âm càng hẹp. Chiều dài vùng bóng âm bằng: l = (m) 
 T 4λ
 48 
 Chương V: Cách âm cho các kết cấu 
I. Đánh giá khả năng cách âm của kết cấu 
1. Cách âm không khí 
Có 2 phòng. Phòng I có mức ồn lớn hơn phòng II. Sóng âm từ nguồn bức xạ vào không 
khí và tới trên khoảng cách ngăn cách kích thước kết cấu 
dao động theo tần số của sóng âm. Như vậy kết cấu ngăn 
 I
cách trở thành nguồn âm mới bức xạ sóng âm vào phòng II. 3
Khi sóng âm tới trên bề mặt kết cấu thì sẽ cưỡng bức 
 II
khoảng cách này dao động đồng thời có 1 bộ phận sẽ phản 
xạ vào không khí & 1 bộ phận khác sẽ xuyên qua kết 
 E x
cấu. Hệ số xuyên âm T0 = Et
 E t
Nếu gọi Rθ là khả năng cách âm thì: θ
 θ θ
 1 E t
 Rθ = 10lg (dB) = 10lg Ex
 T0 E x Em
 Ef
 T: Xác định bằng TN 
 Thực tế lượng cách âm của kết cấu được xác định bằng công thức: 
 S'
 R = L1 - L2 + 10lg (dB) 
 A
 Trong đó: * L1: Mức áp suất âm của phòng có mức âm cao 
 * L2 : Mức áp suất của phòng có mức âm thấp 
 A = ΣαiSi: Lượng hút âm của phòng cách ly (II) 
 S'(m2): Diện tích của bề mặt ngăn cách (3) 
2. Cách âm va chạm: 
 40mm 500g
 Dùng máy đo mức âm trong phòng dưới sàn khi 
nguồn âm va chạm tiêu chuẩn tác dụng trên sàn. Máy va 100
 II
chạm tiêu chuẩn, có 5 búa, mỗi búa nặng 500g cho rơi tự 
do trên mặt sàn với tốc độ 10 búa trên 1s. Từ đó ta tính 
được mức áp suất âm va chạm quy đổi dưới sau: 
 A0
 Lv = LII - 10lg (dB) 
 A
 LII: Mức âm trong bình đo ở phòng dưới sàn ở các tần số giá trị LII càng nhỏ thì 
sàn cách âm càng tốt. 
 49 
 A
Lượng 10lg 0 là lượng cách âm tăng thêm do tác dụng hút âm của phòng. 
 A
 2
 A0: Lượng hút âm tiêu chuẩn A0 = 10m 
 A: Lượng hút âm của phòng dưới sàn 
3. Qua thực nghiệm ta thấy rằng, sàn toàn khối & sàn rỗng nếu chỉ có lớp chịu lực với 
lớp mặt làm sạch thì không đủ ngăn cách tiếng ồn va chạm. Do đó để ngăn cách tiếng ồn 
và chạm thường xử lý 1 lớp đệm đàn hồi trên mặt sàn. Nhờ lớp đệm này, lượng cách âm 
của sàn sẽ được tăng thêm. 
II. Tiêu chuẩn cách âm 
Phạm vi tần số f = 100 ÷ 3200 hz theo dải tần số 1/3 ốc ta. Chỉ số cách âm không khí 
được gọi là CK R (dB)
1. Kết cấu ngăn cách trong phòng cách âm không 
 60
có truyền âm gián tiếp. lz
 M t äút
2. Kết cấu cách âm thực tế có truyền âm gián tiếp 
 Sz
 Đường tiêu chuẩn cách âm không khí theo 50
 ↑ M xáúu
ISO. Khi R kết cấu cách âm tốt chỉ số cách âm 40
va chạm là CV. Chỉ số cách âm không khí là CK. 30
 100 200 400 800 1600 3200 hz
Đó là chỉ số đánh giá cách âm không khí & cách 
âm va chạm trong kết cấu nhà cửa tại f = 500hz. Để xác định CK, CV của 1 kết cấu nào 
đó ta vẽ đường L thực của nó. L↑ thì kết cấu cách âm càng tối. Sau khi vẽ được đường 
thực tế ta xác định sai số dựa trên đường tiêu chuẩn cách âm theo 2 điều kiện sau: 
+ Theo dải tần số: Sai số xấu lớn nhất giữa 2 đường (đường thực tế & đường tiêu chuẩn) 
δmax ≤ 8dB. 
+ Tổng sai số xấu giữa 2 đường Σδi ≤ 32 dB 
III. Cách âm không khí: 
1. Kết cấu đồng nhất: Là kết cấu 1 lớp hoặc nhiều lớp khác nhau nhưng gắn chặt vào 
nhau, khi dao động toàn kết cấu dao động cùng trạng thái 
a. Đặc tính tần số cách âm của kết cấu đồng nhất: 
 Có thể phân thành 3 vùng khác nhau 
 50 
 Vùng I Vùng II Vùng III 
 Cộng hưởng phụ 6 dB/ ốcta 
 thuộc độ cứng của 
 kết cấu 
 Phụ thuộc khối Định lượng khối 
 lượng lượng
 1ốcta 
+ Vùng I: Phạm vi tần số rất thấp: Có thể xảy ra hiện tượng cộng hưởng làm giảm đáng 
kể khả năng cách âm của không khí. Khả năng cách âm của kết cấu phụ thuộc vào độ 
cứng. 
+ Vùng II: Phạm vi tần số trung bình (& thấp). Khả năng cách âm không khí của kết cấu 
(R) phụ thuộc vào khối lượng của kết cấu: 
 R = 20lg p. f - 47,5 dB 
Trong đó: p = f.h[kg/m2]: Khối lượng bề mặt của kết cấu. 
 + ρ[kh/m3]: Khối lượng riêng của kết cấu. 
 + h (m): Chiều dài của kết cấu (m) 
 + f (hz): Tần số 
 Theo định luật khối lượng thì khi khối lượng tăng gấp đôi thì khả năng cách âm 
tăng 4 ÷ 6 dB 
 p
 1 = 2 => R↑ 6dB 
 p2
 Khi f tăng gấp đôi => thì khả năng cách âm tăng 6 dB λ
 f
 2 = 2 => R↑ 6 dB (1 ốc ta tăng 6 dB) λθ 
 f
 1 B
 λ
+ Vùng III: Phạm vi tần số trung bình và cao. Ở đây có thể 
xảy ra hiện tượng đặc biệt gọi là hiện tượng trùng sóng và 
khả năng cách âm của kết cấu giảm đi vì kết cấu bị dao 
động rất mạnh nên trở thành nguồn âm cung cấp bức xạ 
sóng âm. Tần số xảy ra sự trùng sóng gọi là tần sóng tới hạn fgh. Sóng âm tới kết cấu với 
góc θ và bước sóng λ, tần số f và tốc độ trùng sóng c thì nó gây ra sự dao động cưỡng 
 λ
bức kết cấu uốn cong của bản λB, thì : λB = 
 sin θ
 51 
 λ
 Bản có mức sóng uốn riêng. Nếu λu = λB thì xảy ra trùng sóng hay λu = góc θ = 0 ÷ 
 sin θ
 900 => sinθ = 0 ÷ 1 
 C2
 Ta có công thức tính fgh = 
 1,8C1h
 Với C = 340 m/s 
 C1: Vận tốc truyền sóng trong vật liệu làm bản mỏng 
 h(m): Chiều dày của kết cấu. 
 Độ giảm khả năng cách âm trong phạm vi fgh của 1 kết cấu phụ thuộc vào nôi 
 ma sát của vật thể. 
 nhỏ: Thép, nhôm, gạch bề tông ứng 
 lực trước => ∆R = 10 dB 
 Nội ma sát TB: Gỗ, tấm vừa trát ∆R = 8dB 
 Lớn: Cao su, chất dẻo ∆R = 60dB 
 R 
 ∆ R 
 fgh 500 f 
 Bảng tần số giới hạn, số liệu để xác định các điểm B, C 
Vật liệu của K/C Khối lượng riêng Tần số giới hạn RB & RC (dB) fB (hz) fC (hz) 
 khichiều dài 1cm 
Nhôm 2700 1300 29 6700/p 73700/p 
Bêtông 2300 1800 38 1900/p 850000/p 
Gạch đặc (tùy loại) 2000 ÷ 2500 2000 ÷ 2500 37 17000/p 77000/p 
Thép 7800 1000 40 21000/p 260000/p 
Gỗ dán (tùy loại) 6000 18000 27 5300/p 5300/p 
Tấm trát 1000 4000 
Bê tông xỉ 29 6700/p 43000/p 
Kính 2500 1200 
Cao su 1000 85000 
 52 
 Trong phạm vi 1 ốc ta của tần số giới hạn, khả năng cách âm của kết cấu giảm 
đáng kể vì thế phải thuế kết cấu ngăn cách có fgh nằm ngoài phạm vi tần số tiêu chuẩn 
yêu cầu ngăn cách fgh 3200 hz bằng cách cấu tạo thêm sườn cứng để 
tăng thêm độ cứng hoặc xẻ rảnh làm mềm kết cấu 
b. Lượng hút âm trung bình của kết cấu đồng nhất: 
 R 1 + R 2 + ....R n
 Rtb = 
 n
R1, R2 ....Rn là khả năng cách âm của kết cấu đồng nhất ở những quảng độ cao khác nhau. 
n: Số lượng quảng độ cao tính toán 
* Đối với kết cấu đồng nhất, khối lượng P ≤ 200 kg/m2 
 Rtb = 13lgP + 13 dB 
* Đối với kết cấu đồng nhất, khối lượng P ≥ 200 kg/m2 
 Rtb = 23lgP - 9dB 
c. Phương pháp gần đúng để lập đường đặc tính tần số khả năng cách âm không khí 
của kết cấu đồng nhất 
- Dựng toạ độ R (dB)
- Xác định khối lượng bề mặt P = ρh 6dB/octa
 6dB/octa
- Đường đồng tính, cách âm ABCDE B C
 38 D
- Theo bảng xác định toạ độ B &C 1octa
 A
- Từ B nghiêng bên trái về 6 dB/octa 
- Từ C về bên phải 10 dB/octa 100 200 400 800 1600 3200 hz
2.Kết cấu nhiều lớp: 
a. Đối với kết cấu nhiều lớp có lớp không khí trung gian 
 ' 2
 Rtb = 23lgP - 9 + 4R. Với P = P1 + P2 ≥ 200 kg/m 
Đối với kết cấu nhiều lớp : R 13lgP + 13 + ∆R dB 
 tb Lớp không 
 2
Với P = P1 + P2 < 200 kg/m & ∆R lượng cách âm tăng thêm khí trung gian
 Để làm tăng khả năng cách âm R của kết cấu mà không 
làm tăng khối lượng bề mặt thì người ta có thể cấu tạo kết 
cấu nhiều lớp: Có thể 2 lớp, 3 lớp. 
 Khi sử dụng kết cấu nhiều lớp, người ta phải chú ý tránh 
hiện tượng cộng hưởng của toàn bộ kết cấu và có thể tránh 220 110
 50÷ 100 
sự hình thành sóng đứng trong các lớp kết cấu. Để tránh 
 53 
hiện tượng cộng hưởng người ta phải tạo ra sự chênh lệch 
về độ cứng trong các lớp kết cấu. 
- Nhồi đầy vật liệu + A vào khoảng cách giữa các lớp. 
3. Ảnh hưởng của khe hở, lỗ hở đến khả năng cách âm không khí R. 
Khe, lỗ hở làm ↓ đáng kể khả năng cách âm của không khí. Do vậy khi cấu tạo các kết cấu 
cách âm, người ta phải xử lý kín các khe hở. 
4. Khả năng cách âm của kết cấu hỗn hợp (cửa, tường) 
 Se 0,1
 Rth = Rt - 10lg[1 + (10 (Rt - Re) - 1)] 
 ÐSt
S0 = Stường + Scửa 
Rt, RC: lượng cách âm của tường và lượng cách âm của cửa 
5. Ảnh hưởng kích thước các khe hở: 
 Khi kích thước các khe hở càng lớn thì năng lượng âm truyền qua càng nhiều. Do 
vậy khi bắt buộc phải cấu tạo các khe hở thì với cùng 1 diện tích ta nên tổ chức nhiều lỗ 
nhỏ hơn là một lỗ lớn. 
* Xác định tổng mức âm vào phòng 
 u
ΣL = 10lg∑Si.100,1(Li −Ri) - 10lg A 
 i=1
Trong đó: Si (m2): Diện tích bề mặt thứ 2 
Li (dB). Mức âm của phòng ở phía sau bề mặt thứ 2 
Ri Khả năng cách âm không khí của kết cấu thứ i 
A: Lượng hút âm của phòng 
Do vậy, về mặt nguyên tắc khi bố trí các kết cấu ngăn che của phòng thì nguyên tắc thì 
nguyên tắc phải thiết kế sau cho khả năng cách âm không khí của kết cấu phù hợp với mức 
âm phía sau của kết cấu đó 
IV. Cách âm va chạm 
1. Đặc điểm của truyền âm va chạm 
 Khác với cách âm không khí, cách âm va chạm truyền vào bên trong kết cấu, có khả 
năng truyền âm nhiều hơn so với không khí. Do vậy quá trình tắt dần của âm va chạm rất 
chậm, nên khả năng lan truyền của nó rất xa. 
 54 
2. Nguyên tắc tổ chức cách âm: 
 Khi âm va chạm truyền theo kết cấu => do vậy việc tăng chiều dày của kết cấu thì 
không làm tăng đáng kể khả năng cách âm va chạm. Dựa vào 2 nguyên tắc để tổ chức cách 
âm. 
a. Làm giản cách đường truyền âm hoặc làm ↓ năng lượng âm trên đường truyền 
b. Làm giảm hoặc triệt tiêu âm và chạm ngay trên mặt sàn (sàn bêtông đặc hoặc rỗng trên 
có phủ lớp mặt mềm hoặc làm sàn nối) 
 -Lớp mặt mềm 
 - Lớp B.T 
 -Sàn nổi 
 - Đệm đàn hồi 
 - B.T.C.L 
3. Các giải pháp cách âm va chạm: 
a. Sử dụng trần treo 
Trần treo có thể làm bằng thạch cao, gỗ, ván sợi ép, bông thủy tinh 
 ↑ Trần treo 
b. Sàn nổi 
 Đối với phòng có yêu cầu cách âm cao, thông thường người ta sử dụng đồng thời 
các biện pháp nêu trên. Để tránh sự truyền âm gián tiếp phải tách lớp mặt sàn nổi khỏi 
tường bằng các đệm đàn hồi. Khi đó gỗ chắn tường chỉ liên kết với lớp mặt sàn nổi 
 55 
- Lớp bề mặt (thảm) 
- Lớp đàn hồi 
- Lớp chịu lực 
 56 
 TÀI LIỆU THAM KHẢO 
 1. Giáo trình âm học kiến trúc. 
Tác giả: KTS Việt Hà - Nguyễn Ngọc Giả 
NXB : Trường ĐHKT - Tp HCM - 1993 
 2. Cơ sở âm học kiến trúc 
Tác giả: Nguyễn Việt Hà - Trường ĐHKT Hà Nội 
NXB : Nhà xuất bản Xây dựng - 1979 
 3. Âm học kiến trúc. 
Tác giả: Kari - Hanus - Người dịch: Phạm Đức Nguyên 
NXB : Khoa học & Kỹ Thuật - HN 1977. 
 4. Vật lý Xây dựng tập II 
NXB: Xây dựng-Hà nội 1972 
 57