Giáo trình Âm học kiến trúc - Lịch sử, phương pháp tính toán, thiết kế ứng dụng

Nhiều tác giả

Được bán bởi:

Công ty cổ phần văn hoá & bản quyền Benito

Giới thiệu

Mục lục

Âm học kiến trúc (còn gọi là âm học phòng kín hay âm học công trình) là ngành khoa học và kỹ thuật nhằm mục đích tạo ra môi trường âm thanh như mong muốn bên trong công trình. Âm học kiến trúc là một nhánh của Bộ môn Âm học nói chung. Môn học Âm học kiến trúc cung cấp những hiểu biết cơ bản về âm thanh, sự vận động của sóng âm trong công trình, các kiến thức cơ bản nhằm đạt hiệu quả âm thanh tối ưu trong thính phòng và đảm bảo tiện nghi về tiếng ồn cho người sử dụng trong công trình.

Sau nhiều năm giảng dạy môn Âm học Kiến trúc tại trường Đại học Bách khoa thuộc Đại học Đà Nẵng, bài giảng chi tiết Âm học kiến trúc phát hành lần đầu năm 2013 được bổ sung, chỉnh lý, hoàn thiện để trở thành cuốn sách này. Tài liệu được chúng tôi bổ sung nhiều kiến thức hàn lâm khi làm luận văn khoa học và kinh nghiệm thực tế khi thiết kế và cải tạo âm học các công trình. Trong quá trình biên soạn tài liệu này, tác giả đã cố gắng loại bỏ những kiến thức lỗi thời trong các tài liệu âm học đã có trước đây và đưa thêm vào nhiều lý thuyết mới nhất, đặc biệt là các ứng dụng công nghệ số trong thiết kế âm học. Quyển sách này dựa trên nhiều tài liệu tham khảo quốc tế, các tài liệu tham khảo được trích dẫn chi tiết, giúp cho người đọc dễ dàng kiểm tra tính xác thực của thông tin khoa học cũng như tìm hiểu cặn kẽ thêm thông tin từ tài liệu gốc (nếu cần).

Cuốn sách này được tác giả biên soạn nhắm đến đối tượng là Kiến trúc sư, Kỹ sư âm thanh, học viên cao học, sinh viên các ngành kỹ thuật xây dựng, kiến trúc, môi trường đang theo học các cấp tại các trường Đại học và Cao đẳng.

Xem đầy đủ

	Trang
Lời nói đầu	3
Danh mục các từ viết tắt	5
Chương 1. Cơ sở lý thuyết của âm học
1.1. Giới thiệu	7
1.2. Lịch sử của âm học	10
1.2.1. Âm học thời cổ đại	10
1.2.2. Âm học trong thế kỷ 19	10
1.2.3. Âm học trong thế kỷ 20	13
1.3. Các nguyên lý cơ bản của âm thanh và sự kiểm soát âm thanh	20
1.3.1. Sự hình thành sóng âm	20
1.3.2. Tần số của sóng âm	21
1.3.3. Dải tần số và sự phân bố áp suất âm của các tần số
trong một hòa âm (phổ âm thanh, phổ tiếng ồn)	22
1.3.4. Bước sóng âm thanh	23
1.4. Các đại lượng vật lý đo độ lớn của âm	24
1.5. Thang Decibel	26
1.6. Các mức âm hiệu chỉnh theo trọng số của tần số âm	28
1.7. Các đặc điểm cảm thụ âm thanh của tai người	30
1.7.1. Dải âm thanh khả thính	30
1.7.2. Cao độ của âm thanh	31
1.7.3. Âm điệu và âm sắc	31
1.7.4. Mức cảm giác to nhỏ của tai người	32
1.7.5. Khả năng định vị nguồn âm	33
1.7.6. Tính chất lưu âm của cơ quan thính giác	34
1.7.7. Hiện tượng âm thanh bị che lấp (sound masking)	35
1.8. Sự lan truyền âm thanh ngoài trời	37
1.8.1. Sự suy giảm năng lượng âm theo khoảng cách	37
1.8.2. Mức âm tổng hợp của nhiều nguồn âm tác dụng đồng thời	38
1.8.3. Ảnh hưởng của gió và nhiệt độ đến sự lan truyền âm thanh	40
1.9. Câu hỏi và bài tập chương 1	41
Tài liệu tham khảo chương 1	44
Chương 2. Vật liệu và kết cấu dùng trong thiết kế trang âm
2.1. Đặc trưng hút âm của vật liệu	48
2.2. Các loại vật liệu và kết cấu hút âm	51
2.2.1. Vật liệu hút âm xốp	51
2.2.2. Bản mỏng cộng hưởng hút âm	53
2.2.3. Bản đục lỗ hút âm	54
2.2.4. Các kết cấu hút âm phức hợp	58
2.3. Ứng dụng vật liệu hút âm	60
2.3.1. Kiểm soát thời gian âm vang	60
2.3.2. Kiểm soát tiếng ồn trong nhà máy và phòng lớn	61
2.3.3. Kiểm soát âm tần số thấp trong các thính phòng quan trọng	62
2.3.4. Kiểm soát tiếng dội trong khán phòng	63
2.3.5. Cách âm	64
2.3.6. Tường chắn ồn và đường	65
2.3.7. Kiểm soát tiếng ồn tự nhiên	66
2.4. Các nguyên tắc bố trí vật liệu hút âm	66
2.5. Các vấn đề khác liên quan đến lựa chọn giải pháp xử lý âm học	67
2.5.1. Xử lý âm học bằng thiết bị điện tử	67
2.5.2. Xử lý âm học và vấn đề an toàn cho con người	69
2.5.3. Vật liệu xử lý âm học và vấn đề môi trường	71
2.6. Vật liệu khuếch tán âm	72
2.6.1. Nguyên lý cơ bản	72
2.6.2. Các bề mặt khuếch tán âm	73
2.6.3. Bộ khuếch tán Schroeder	74
2.7. Ứng dụng của vật liệu khuếch tán âm	76
2.7.1. Kiểm soát tiếng dội và thúc đẩy trường âm khuếch tán
trong khán phòng	76
2.7.2. Giảm tác động của âm phản xạ sớm trong studio âm thanh	78
2.7.3. Cải thiện khả năng nghe rõ trong các trạm tàu điện ngầm
hoặc ga tàu điện ngầm	80
2.7.4. Các bề mặt sân khấu	81
2.7.5. Làm giảm hiện tượng âm tập trung của bề mặt lõm	84
2.7.6. Trong khu vực khán giả - trường âm khuếch tán	84
2.8. Các nguyên tắc bố trí vật liệu khuếch tán âm	85
2.9. Cách lựa chọn vật liệu (hút âm hay khuếch tán âm)	86
2.10. Câu hỏi và bài tập chương 2	88
Tài liệu tham khảo chương 2	90
Chương 3. Âm học phòng kín (Room Acoustics)
3.1. Trường âm trong phòng kín	93
3.1.1. Xung đáp ứng	93
3.1.2. Quá trình phát triển và tắt dần của trường âm trong phòng kín	96
3.1.3. Đo thời gian âm vang - phương pháp ngắt âm (Interrupted Method)	97
3.1.4. Tính toán thời gian âm vang	99
3.1.5. Sự lan truyền âm thanh theo nguyên lý âm hình học	104
3.1.6. Tần số dao động riêng của phòng kín theo lý thuyết sóng	107
3.2. Các thông số liên quan đến chất lượng âm trong phòng thính giả	110
3.2.1. Thời gian âm vang tối ưu	110
3.2.2. Độ mạnh yếu của âm (sound strength hoặc là strength factor)	117
3.2.3. Ấn tượng không gian (spaciousness)	118
3.2.4. Thông số liên quan đến âm sắc hay âm điệu	119
3.2.5. Các chỉ số về điều kiện biểu diễn	119
3.2.6. Độ rõ (definition), độ rõ câu (speech intelligibility)
trong diễn thuyết và độ rõ trong âm nhạc (clarity)	121
3.2.7. Thời điểm trọng tâm (center time)	126
3.2.8. Tiếng dội (echoes)	126
3.3. Các hiện tượng âm học trong phòng kín	128
3.3.1. Trường âm khuếch tán	128
3.3.2. Tiếng dội	131
3.3.3. Hội tụ âm - âm đi vòng (whispering-gallery effect)	132
3.3.4. Hiện tượng méo âm sắc	133
3.3.5. Hiện tượng bóng âm	133
3.4. Đo đạc trường âm trong phòng	134
3.5. Câu hỏi và bài tập chương 3	136
Tài liệu tham khảo chương 3	138
Chương 4. Thiết kế trang âm các phòng thính giả
4.1. Yêu cầu chung về chất lượng âm	141
4.2. Thiết kế các bộ phận cơ bản của phòng khán giả	145
4.2.1. Thiết kế ghế ngồi khán giả	145
4.2.2. Thiết kế tia nhìn và trường nhìn	146
4.2.3. Tấm phản xạ âm	148
4.2.4. Sân khấu	150
4.2.5. Thiết kế hố nhạc	153
4.2.6. Trần	156
4.2.7. Tường hậu và tường bên	157
4.2.8. Ban công	160
4.3. Thiết kế trang âm phòng thính giả dựa trên thời gian âm vang	162
4.3.1. Tính toán thể tích và lựa chọn hình dáng mặt bằng	163
4.3.2. Định hình hình dáng phòng theo nguyên lý âm hình học	167
4.3.3. Xác định thời gian âm vang tốt nhất cho phòng	173
4.3.4. Tính toán tổng lượng hút âm cần thiết	175
4.3.5. Chọn và bố trí vật liệu và kết cấu hút âm, phản xạ âm	176
4.3.6. Kiểm tra các điều kiện âm học theo phương án đã chọn	177
4.4. Một ví dụ tính toán âm học thính phòng
theo phương pháp thời gian âm vang	178
4.5. Câu hỏi và bài tập chương 4	181
Tài liệu tham khảo chương 4	185
Chương 5. Các phương pháp mô hình hóa âm học thính phòng
5.1. Tính toán các chỉ số chất lượng âm bằng các mô hình thực nghiệm	188
5.2. Thiết kế trang âm phòng thính giả bằng mô phỏng trên máy tính	189
5.2.1. Phương pháp âm vang thống kê	192
5.2.2. Phương pháp dò tia (ray tracing method)	193
5.2.3. Phương pháp ảnh nguồn âm (image source method)	198
5.2.4. Các phương pháp khác	199
5.2.5. Đặc điểm chung của các phương pháp	201
5.2.6. Trình tự thực hiện một mô phỏng âm học trên máy tính	202
5.2.7. Âm thanh giả lập (auralization)	206
5.2.8. Những ưu điểm của phương pháp mô phỏng âm học trên máy tính	208
5.2.9. Độ chính xác của kết quả tính toán bằng phần mềm	211
5.3. Thiết kế âm học phòng thính giả bằng phương pháp dựng mô hình	213
5.3.1. Vấn đề xử lý tần số âm thí nghiệm	213
5.3.2. Vật liệu trong mô hình âm học	216
5.3.3. Độ chính xác yêu cầu của thiết bị đo	218
5.4. Quan ngại về mức độ không chắc chắn của các thiết kế âm học	218
5.5. câu hỏi và bài tập chương 5	219
Tài liệu tham khảo chương 5	221
Chương 6. Hệ thống điện thanh trong phòng thính giả
6.1. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của hệ thống điện thanh	224
6.1.1. Đầu thu âm	225
6.1.2. Loa (speaker)	227
6.1.3. Hệ thống trộn, khuếch đại và cân bằng tần số	238
6.1.4. Hệ thống các dây nối: dây loa và âm-ly	241
6.1.5. Các thiết bị phụ trợ (không nhất thiết phải có)	242
6.2. Phân loại các hệ thống điện thanh	243
6.2.1. Phân loại theo đặc điểm bố trí hệ thống thu phát	243
6.2.2. Phân loại theo tính chất của hệ thống thu phát	247
6.3. Khi nào thì cần một hệ thống điện thanh	248
6.4. Các yêu cầu âm học đối với hệ thống điện thanh	249
6.5. Đặc điểm trường âm thanh trong phòng có hệ thống điện thanh	251
6.5.1. Hiệu ứng Haas	251
6.5.2. Hiện tượng hồi tiếp (hiện tượng phản quy)	253
6.5.3. Hiện tượng âm tắt dần trong phòng có hệ thống điện thanh	257
6.6. Tính toán sơ bộ một hệ thống điện thanh	262
6.6.1. Các bước thiết kế hệ thống điện thanh	262
6.6.2. Tính toán sơ bộ công suất hệ thống điện thanh	262
6.6.3. Thiết kế âm học phòng có hệ thống điện thanh	263
6.6.4. Thiết kế âm học với phòng đa chức năng	264
6.6.5. Lưu ý khi lựa chọn và bố trí hệ thống điện thanh	266
6.7. Câu hỏi và bài tập chương 6	271
Tài liệu tham khảo chương 6	277
Chương 7. Tiếng ồn và chống ồn trong môi trường xây dựng
7.1. Khái niệm về tiếng ồn và các vấn đề liên quan đến tiếng ồn	279
7.1.1. Các loại nguồn ồn và tính chất của tiếng ồn	280
7.1.2. Đánh giá tiếng ồn thay đổi	282
7.1.3. Mức ồn tổng hợp của 2 nguồn ồn độc lập	285
7.1.4. Ảnh hưởng của tiếng ồn đối với con người	286
7.1.5. Các tiêu chuẩn mức ồn cho phép âu - mỹ	290
7.1.6. Một số quy định và tiêu chuẩn về tiếng ồn của việt nam	294
7.1.7. Tính toán lan truyền tiếng ồn trong không gian đô thị	298
7.2. Các biện pháp chống ồn trong thiết kế và quy hoạch đô thị	307
7.2.1. Biện pháp chống ồn trong quy hoạch chung đô thị	307
7.2.2. Biện pháp chống ồn trong quy hoạch đô thị	310
7.2.3. Biện pháp chống ồn khi thiết kế công trình	316
7.3. Thiết kế cách âm cho công trình xây dựng	318
7.3.1. Các đại lượng vật lý để đánh giá khả năng cách âm của kết cấu	319
7.3.2. Các giải pháp cách âm không khí cho công trình xây dựng	322
7.3.3. Giải pháp cách âm va chạm	326
7.4. Câu hỏi và bài tập chương 7	330
Tài liệu tham khảo chương 7	333
Phụ lục
Phụ lục A. Đặc tính âm học của một số vật liệu và kết cấu	336
Phần 1: Hệ số hút ẩm của vật liệu và kết cấu
(trích từ tài liệu (Phạm, 2011))	336
Phần 2: Thông số âm học của vật liệu và kết cấu
(trích từ tài liệu (VorlÄnder, 2008))	344
Tài liệu tham khảo phụ lục A	368
Phụ lục B. Thông số kỹ thuật loa SP225-9 và loa 8340A của JBL	369
Phụ lục C. Liệu các thiết bị điện tử có giải quyết hết
các vấn đề âm thanh?	378

Xem đầy đủ

Bình luận

0/1500 ký tự

SÁCH HAY CÙNG CHỦ ĐỀ

Kiến trúc và môi sinh

Thiết bị kỹ thuật trong kiến trúc công trình

Kiến trúc sinh khí hậu - Thiết kế sinh khí hậu trong kiến trúc Việt Nam

An toàn cháy trong kiến trúc hỗn hợp đa chức năng

Phương pháp thể hiện kiến trúc

Kiến trúc thái lan và thủ đô Bangkok

Tác giả	Nguyễn Anh Tuấn
ISBN	978-604-82-2452-3
ISBN điện tử	978-604-82-3606-9
Khổ sách	19 x 27 cm
Năm xuất bản (tái bản)	2018
Danh mục	Nguyễn Anh Tuấn
Số trang	389
Ngôn ngữ	vi
Loại sách	Ebook;Sách giấy;
Quốc gia	Việt Nam