Bài tập lớn ÂM HỌC - Vật lí kiến trúc

Bài tập lớn môn Âm học Kiến trúc
Tên bài tập : Thiết kế âm học nội thất phòng khán giả

Mục đích:
Giúp sinh viên vận dụng những kiến thức về âm học phòng đã được học ở phần lý thuyết, kết hợp với sự hiểu biết về yêu cầu không gian đảm bảo nhìn rõ (góc nhìn, độ dốc) và thoát người … vào việc thiết kế âm học nội thất của một phòng khán- thính có chức năng và sức chứa cho trước.

Yêu cầu
- Sinh viên biết cách tìm hiểu các kiến thức liên quan đến công việc và nắm được các bước tiến hành một thiết kế âm học phòng, .
- Đưa ra một phương án thiết kế âm học nội thất của một phòng (có chức năng và sức chứa cụ thể) có chất lượng âm thanh tốt, nội thất hài hòa.

Nội dung
1. Thiết kế hình dạng phòng theo nguyên lý âm hình học: tìm hình dạng mặt bằng, mặt cắt và các bề mặt phản xạ, lập bản vẽ tia âm.
2. Thiết kế các cấu kiện tạo khuếch tán.
3. Thiết kế âm vang của phòng và bố trí vật liệu hút âm theo 7 bước.
4. Tính toán độ rõ và lập cấu trúc mức âm của các âm phản xạ sớm.

Yêu cầu thể hiện

Khổ giấy
Các bản vẽ và phần thuyết minh in trên giấy A3 đóng thành tập

Phương pháp: vẽ bằng tay ( khuyến khích) hoặc bằng máy. Chú ý không thể hiện âm bản, không sử dụng nét màu đỏ. Bản vẽ photo copy không được chấp nhận.

Đề bài
Mỗi nhóm SV (từ 3 đến 5 người) được phân công thiết kế âm học nội thất của một trong năm loại phòng theo các phương án về mức chứa như sau:

Phương án

tt Loại phòng Sức chứa, chỗ
1 chiếu phim + hội thảo 400 450 500 550 600
2 hòa nhạc nhỏ 600 650 700 750 800 850 900
3 nhà hát kịch 700 750 800 850 900
4 hội nghị, hội thảo 600 650 700 750 800 850 900
5 hội trường đa năng 800 850 900 950 1000

Nhiệm vụ:
Giai đoạn chuẩn bị
1. Chọn người cùng làm, mỗi nhóm 3 – 5 người, cử một người làm nhóm trưởng.
2. Tham quan một phòng khán – thính giả. Trao đổi, thảo luận về hình dạng, kích thước phòng, cách xử lý vật liệu bề mặt, cách bố trí đèn chiếu sáng, cách bố trí ghế (loại ghế, khoảng cách giữa các hàng và giữa các dãy ghế) và cửa thoát người…
3. Sưu tầm các tài liệu có liên quan đến công việc, các phòng khán – thính giả. Mỗi nhóm cần sưu tầm ít nhất 03 phòng, trong đó có 01 phòng của Việt Nam.
4. Nghiên cứu tìm hiểu yêu cầu không gian của loại phòng được phân công thiết kế : độ dốc sàn theo yêu cầu nhìn rõ, tính toán thoát người, kích thước ghế mềm trong phòng, khoảng cách bố trí các dãy ghế, hàng ghế. Nghiên cứu tìm hiểu yêu cầu chất lượng âm thanh của âm học phòng nói chung và đặc điểm của loại phòng được phân công thiết kế. Xác định yêu cầu nào là quan trọng nhất.
5. Các tài liệu sưu tầm cần được phân tích và thảo luận trong nhóm.

Giai đoạn phác thảo bản vẽ
1. Từng người đọc kỹ phần lý thuyết về âm hình học và trường âm khuếch tán.
2. Vận dụng kiến thức về không gian phòng để có phương án phù hợp ( ví dụ : phòng chiếu phim cần có yêu cầu về góc nhìn đối với màn hình, phòng hòa nhạc thì không có hố nhạc, nhà hát lại cần có phông màn sân khấu …)
3. Vẽ mặt bằng, mặt cắt nên dựa vào sức chứa để chọn kích thước cho phù hợp. Cần tìm hiểu con số diện tích riêng tính cho một người ( m2/ người), thể tích riêng tính cho một người ( m3/người).
4. Kiểm tra và khẳng định trong phòng không có tiếng dội hay hội tụ âm.
5. Có các biện pháp tạo trường âm khuếch tán.
6. Có phương án bố trí đèn chiếu sáng ( thể hiện tại mặt bằng trần ).
7. Từng người đưa ra phương án của mình để thảo luận trong nhóm để từ đó tìm một phương án tốt nhất.

Giai đoạn thiết kế âm vang, bố trí vật liệu.
1. Từng người đọc kỹ các yêu cầu thiết kế âm vang, 7 bước thiết kế âm vang, xem bảng phụ lục (cuối sách giáo trình Âm học kiến trúc) về hệ số hút âm của các loại vật liệu và kết cấu.
2. Từ bản vẽ và kích thước phòng, tính toán diện tích các bề mặt trong phòng khi chưa bố trí vật liệu và ghế: trần, trần ban công nếu có, sàn, sàn ban công nếu có, tường bên hai phía, tường sau khán giả, tường sau khán giả ở phần ban công, sàn và bệ sân khấu, miệng sân khấu,…Đây là các bề mặt sẽ tham gia hút âm. Con số diện tích này sẽ giúp tìm tổng lượng hút âm yêu cầu của phòng.
3. Tính thể tích không khí của phòng bằng một chương trình máy tính. Cũng có thể dùng một vài cách tính gần đúng:
- Nếu trần không phẳng và ở độ cao cách sàn không đều thì tìm độ cao của phòng ở 10 vị trí khác nhau rồi lấy trung bình, cuối cùng nhân với diện tích sàn. Hoặc,
- Chia phòng thành nhiều không gian nhỏ V1,V2, V3, V4, …rồi tìm tổng. Hoặc,
- Tính một thể tích lớn dựa theo các kích thước lớn nhất, sau đó tính các thể tích không thuộc không gian của phòng rồi trừ dần.
Có sự phân công thực hiện và luôn trao đổi, bàn bạc trong nhóm.
4. Thực hiện 7 bước thiết kế âm vang.
- Sử dụng công thức Eyring.
- Nên lập bảng tính và bố trí vật liệu bằng chương trình Exell.
khi mức chứa 100 % , thời gian âm vang được tính đối với các tần số tính toán như sau
a) trong phòng hòa nhạc, các tần số trung tâm của các dải 1 octave: 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000 Hz.
b) trong các phòng khác, các tần số : 125, 500, 2000 Hz.
mức chứa thay đổi : 0%, 50%, 75%, 100% thời gian âm vang tính toán ở tần số 500 Hz.

- Kết quả tính toán TGAV được biểu diễn bằng 2 biểu đồ : thời gian âm vang thay đổi theo tần số và thay đổi theo mức chứa.
Có sự phân công thực hiện và luôn trao đổi, bàn bạc trong nhóm.

Giai đoạn tính toán độ rõ và lập cấu trúc âm phản xạ sớm.

1. Tính độ rõ theo công thức gần đúng.
2. Để lập cấu trúc âm phản xạ sớm, cần chọn 03 vị trí trong phòng: điểm thứ nhất ở hàng ghế đầu, điểm thứ hai thuộc hàng ghế giữa, điểm thứ ba ở cuối phòng.
3. Vẽ các tia âm trực tiếp và các tia âm phản xạ từ các bề mặt trong phòng. Xác định quãng đường và thời gian lan truyền của chúng.
4. Tính mức âm trực tiếp và các mức âm phản xạ. Tính mức âm tổng cộng tại mỗi điểm. Giả thiết mức công suất nguồn âm Lp = 75 dB.
5. Lập biểu đồ cấu trúc mức âm theo thời gian.

Giai đoạn thể hiện

Có sự phân công thực hiện nhưng cần có cách thể hiện thống nhất.
Có bảng liệt kê nội dung công việc do từng cá nhân phụ trách.
Chú ý khổ giấy quy định bắt buộc là A3. Trang bìa cần ghi rõ, đầy đủ, chính xác tên môn học, tên bài tập (và nhiệm vụ), GV hướng dẫn, họ tên các SV thực hiện, MSSV, lớp.
Trang bìa
Bài tập lớn môn Âm học Kiến trúc.
Tên bài tập : Thiết kế âm học nội thất phòng khán giả ……., sức chứa …..chỗ.
( chỗ trống cần đề rõ phòng được phân công thiết kế, số ghế đã bố trí trong phòng). GVHD : ThS. KTS. Nguyến Diệu Linh
Các SV thực hiện
1. Họ và tên, MSSV, lớp , nhóm trưởng
2. Họ và tên, MSSV, lớp , thành viên
3. Họ và tên, MSSV, lớp , thành viên
4. ……….
5. ………..

Các nội dung thể hiện
1. Các mặt bằng có bố trí ghế ngồi ( tầng 1 và tầng ban công nếu có), tỷ lệ 1/100, cần ghi chú kích thước phòng và các chi tiết, ví dụ kích thước sân khấu ( trong nhà hát), hoặc kích thước bố trí màn ảnh (trong phòng xem phim) …, khoảng cách lối đi giữa các dãy ghế, số ghế đã bố trí ở từng khu vực …Mỗi MB in trên 01 bản vẽ kèm theo thước tỷ lệ.
2. Các mặt cắt dọc, cắt ngang ( nhìn về sân khấu) tỷ lệ 1/100, có thể hiện tia nhìn và bậc dốc sàn. Cần ghi chú kích thước phòng và các chi tiết kèm theo thước tỷ lệ.
3. Mặt bằng trần có thể hiện giải pháp bố trí đèn chiếu sáng kèm theo thước tỷ lệ.
4. Các bản vẽ tia âm của phòng kèm theo thước tỷ lệ.
5. Chi tiết của các cấu kiện khuếch tán âm. Cần ghi chú kích thước kèm theo thước tỷ lệ.
6. Chi tiết kết cấu hút âm sử dụng trong phòng. Cần ghi chú kích thước kèm theo thước tỷ lệ.
7. Bảng tính toán và bố trí vật liệu trong phòng.
8. Các biểu đồ thời gian âm vang của phòng theo tần số ( khi mức chứa 100%) và theo mức chứa ở tần số 500 Hz.
9. Hình vẽ các mặt khai triển của phòng trên đó có ghi chú về bố trí các loại vật liệu.
10. Hình vẽ biểu đồ cấu trúc mức âm của các âm phản xạ sớm tại 3 vị trí trong phòng.
11. Phối cảnh nội thất hoặc mặt cắt phối cảnh nội thất.
12. Bảng tổng hợp các thông số của phòng: sức chứa (số ghế thực có), diện tích sàn (m2), thể tích V(m3), tổng diện tích các bề mặt S (m2), diện tích riêng (m2/người), thể tích riêng (m2/người), thời gian âm vang T ở f = 500 Hz khi mức chứa 100%.


Sức chứa
Diện tích sàn (m2)
Thể tích V(m3) Chiều cao trung bình, m
Diện tích riêng (m2/người)
Thể tích riêng (m2/người) Tổng diện tích các bề mặt S (m2) T500 khi mức chứa 100%


Hà Nội, ngày 20 tháng 3 năm 2009
Người ra đề



GV. Nguyên Diệu Linh

Danh sách chia nhóm VLKT

1 Nguyễn Việt Hải Nguyễn Hồng Minh
Bùi Văn Dũng Phan Trịnh Đạt
Nguyễn Hữu Hoà
2 Đỗ Văn Mạnh Nguyễn Xuân Kỷ
Chu Mạnh Hùng Đỗ Huy Trượng
Nguyễn Quang Đức
3 Nguyễn Trọng Tú Lê Trọng Hiền
Lê Ngọc Thanh Phạm Đức Thịnh
Nguyễn Thanh Đức
4 Trần Trọng Chung Nguyễn Doãn Kiên
Đào Ngọc Anh Nguyễn Tiến Dũng
Trương Công Khánh
5 Vũ Hoài Nam Phí Hải Ninh
Nguyễn Mạnh Tùng Nguyễn Trung Bảo
Đoàn Nam Phan
6 Ngô Việt Anh Vương Thành Hưng
Vũ Thị Thanh Hương Nguyễn Thị Hoa
Bùi Thị Ngần
7 Phạm Thanh Huyền Bùi Minh Huệ
Nguyễn Thanh Hoa Nguyễn Quang Ninh
Bùi Trung Sơn
8 Nguyễn Văn Hoà Lê Mạnh Cường
Phạm Cao Cường Trần Hoàng Linh
Nguyễn Viết Hiển
9 Hoàng Thị Thuý Nga Đỗ Đông Triều
Nguyễn Tuấn Anh Lê Quốc Huy
Hoàng Thuỳ Trang