Insertion loss: cách tính và định cỡ tường chắn âm đúng

Bốn con số hay bị dùng lẫn nhau

Đại lượng	Nghĩa	Giá trị điển hình	Bản chất
Độ giảm ồn (IL)	Mức giảm tại điểm thu sau khi xây tường, đã tính nhiễu xạ qua đỉnh	8–15 dB(A)	Mục tiêu thiết kế, phụ thuộc vị trí
Độ cách âm (TL, Rw / STC)	Bao nhiêu âm truyền xuyên qua tấm	30–35 dB	Thuộc tính của tấm, đo trong phòng thí nghiệm
Độ hút âm (NRC)	Bao nhiêu âm mặt hướng đường hấp thụ thay vì phản xạ	0,85	Thuộc tính của tấm, đo trong phòng thí nghiệm
Công suất âm của đường	Nguồn phát ra trước khi xây bất cứ thứ gì	80–90 dB(A) tại 10 m	Số liệu đầu vào của bài tính

Một bức tường STC 32 có thể chỉ cho 6 dB(A) nếu đặt sai chỗ, và một bức tường STC 28 có thể cho 14 dB(A) nếu đặt đúng chỗ. Độ cách âm là thuộc tính của tấm; độ giảm ồn là thuộc tính của vị trí.

Sai lầm tốn tiền nhất là mua theo NRC. NRC cho biết mặt tấm hút được bao nhiêu, không nói gì về lượng âm vượt qua đỉnh — nơi 80% âm năng còn lại đi qua.

Công thức thực tế

IL ≈ 10 log₁₀(3 + 20N), với N = 2δ / λ

δ là chênh lệch đường truyền giữa đường trực tiếp và đường nhiễu xạ qua đỉnh.
λ là bước sóng tại tần số đang xét (343 / f).

Ví dụ tính cụ thể

Đường bốn làn. Tường cao 3,0 m, cách mép làn gần 6 m. Điểm thu là cửa sổ tầng 1 cách tường 20 m, độ cao tai 1,5 m. Chiều cao nguồn tiếng lốp lấy 0,5 m.

Đường trực tiếp, nguồn tới điểm thu: 26,02 m
Đường nhiễu xạ, nguồn vòng qua đỉnh tới điểm thu: 6,50 + 20,06 = 26,56 m
Chênh lệch đường δ = 0,54 m
Tại 500 Hz, λ = 0,686 m, nên N = 2 × 0,54 / 0,686 = 1,57
IL = 10 log₁₀(3 + 31,4) = 15,4 dB

Tại 250 Hz cùng hình học cho 12,7 dB; tại 1.000 Hz cho 18,2 dB. Tiếng xe chạy tập trung ở 250–1.000 Hz, nên con số A-weighted thực tế cho bức tường này là 12–14 dB(A) — và đó mới là con số cần ghi vào hồ sơ.

Vì sao tăng chiều cao đến lúc nào đó thôi có lợi

Chiều cao tường	IL lý thuyết tại 500 Hz	Tăng so với mức trước	Chỉ số diện tích tấm	Chỉ số chi phí	Chi phí cho mỗi dB thêm
2,0 m	11,1 dB	—	0,67	0,72	—
3,0 m	15,4 dB	+4,3	1,00	1,00	0,065
4,0 m	18,2 dB	+2,8	1,33	1,45	0,16
5,0 m	20,3 dB	+2,1	1,67	2,00	0,26
6,0 m	21,9 dB	+1,6	2,00	2,65	0,41

Cột cuối là cột cần mang vào cuộc họp ngân sách. Từ 3 m lên 4 m tốn khoảng 0,16 điểm chỉ số cho mỗi decibel. Từ 5 m lên 6 m tốn 0,41 — gấp hai lần rưỡi cho cùng một decibel.

Còn có trần thực tế. Đo đạc hiện trường trên tường chắn âm đường cao tốc hiếm khi vượt 18–20 dB(A) bất kể chiều cao, vì khi đường trực tiếp đã bị chặn, các đường lan truyền phụ (qua đầu tường, qua khe, qua hai đầu) sẽ chi phối.

Ba hiệu chỉnh quyết định dự đoán có đúng hay không

Nền đất. Nền mềm — cỏ, đất, sỏi — giữa tường và điểm thu cho thêm 1–2 dB ở tần số thấp so với bề mặt cứng. Đây là hiệu ứng thật, và là lý do một bức tường cạnh công viên cho kết quả tốt hơn dự đoán trên nền bê tông.

Gió và nhiệt độ. Đây là hiệu chỉnh làm hỏng các buổi nghiệm thu. Khi gió thổi cùng chiều, âm bị khúc xạ xuống và độ giảm ồn có thể tụt 5–10 dB. Ban đêm, hiện tượng nghịch nhiệt làm điều tương tự: không khí gần mặt đất lạnh hơn, âm uốn xuống. Với điểm thu là nhà ở, kịch bản đêm chính là kịch bản gây khiếu nại, và cũng là kịch bản hay bị thiếu nhất trong hồ sơ tính theo giả định ban ngày. Hãy yêu cầu ghi rõ điều kiện khí tượng trong báo cáo.

Phản xạ. Hai tường song song hai bên đường tạo thành một hẻm. Mỗi bên phản xạ năng lượng trở lại phía bên kia, và độ giảm ồn đo được thường xấu hơn tính toán 3–6 dB(A).

Nhà máy cần gì từ bạn để kiểm tra thiết kế

Mặt cắt ngang thể hiện mép đường, đường đặt tường và điểm thu, kèm khoảng cách.
Độ cao và công năng điểm thu — tầng trệt, tầng 1, tầng 6, phòng bệnh, phòng học. Độ cao so với đỉnh tường quyết định có cần mái hay không.
Số liệu giao thông: lưu lượng ngày năm, tỷ lệ xe nặng, tốc độ thiết kế. Xe nặng ở 90 km/h chi phối phổ trên 500 Hz; tỷ lệ 60% xe nặng có thể thêm 4–6 dB(A) tại nguồn.
Mặt đường: nhựa rỗng thoát nước êm hơn SMA 3–5 dB(A) tại nguồn, điều này thay đổi yêu cầu tường trước khi đặt một tấm nào.
Mục tiêu và cơ sở của nó: dB(A) tại mặt nhà, và là Leq hay L10, ngày hay đêm.
Tải trọng gió thiết kế, để chiều cao âm học và chiều cao kết cấu khớp nhau.

Cách đọc báo cáo âm học được gửi tới

Mục tiêu tính tại mặt nhà hay tại trường tự do? Mức đo cách mặt nhà 1 m thường cao hơn mức trường tự do tại cùng điểm khoảng 3 dB, do phản xạ. Một báo cáo lẫn hai khái niệm này đang hứa hẹn nhiều hơn thực tế.

Tường được mô hình hoá hay chỉ gán một giá trị? Báo cáo tốt thể hiện đường nhiễu xạ và các hiệu chỉnh nền, phản xạ. Báo cáo chỉ ghi "tường 3 m, giảm 15 dB" thì chưa tính gì cả.

Năm thứ bức tường không sửa được

Khe hở. Khe liên tục 20 mm dưới chân tường lấy đi 2–3 dB(A). Mối nối tấm không được làm kín cũng vậy, và cả hai đều không nhìn thấy trong ảnh nghiệm thu.
Vùng gần. Tường gần như không có tác dụng với điểm thu đứng cách nguồn 3 m, vì không có chênh lệch đường truyền để khai thác.
Nguồn ở phía sau điểm thu.
Âm tần số thấp từ máy biến áp, quạt công nghiệp.
Rung truyền qua kết cấu, không truyền qua không khí.

Bản tóm tắt

Thiết kế tường chắn âm không phải bài toán chọn vật liệu. Đó là bài toán hình học: đặt tường ở đâu, cao bao nhiêu, đỉnh có cong không, và bên kia có gì. Mua theo STC hoặc NRC mà bỏ qua hình học là cách chắc chắn nhất để chi tiền mà không giảm được decibel nào.