Sự khác biệt giữa âm thanh truyền qua không khí và âm thanh truyền qua kết cấu là gì?

Sự tiện nghi âm học là một khía cạnh giá trị và quan trọng trong các công trình. Đó là lý do tại sao tư vấn âm học, tư vấn và thiết kế âm học, cùng với cách âm trong kết cấu công trình là điều thiết yếu để đảm bảo việc cô lập hoặc giảm thiểu hoàn toàn âm thanh trong không khí và âm truyền qua kết cấu. Hãy cùng khám phá mọi thông tin cần thiết về hai loại âm thanh này với DASM trong bài viết dưới đây.

Âm thanh là gì?

Âm thanh là thuật ngữ chung chỉ các rung động cơ học trong môi trường đàn hồi, có thể là chất khí, chất lỏng hoặc chất rắn. Các rung động này lan truyền qua môi trường dưới dạng sóng âm. Trong không khí, sóng âm là sự dao động về áp suất và mật độ.

Theo cách hiểu thông thường, âm thanh là những gì chúng ta cảm nhận được thông qua hệ thống thính giác – bao gồm tai và não bộ. Âm thanh hữu ích là loại âm thanh chúng ta cảm thấy dễ chịu, như âm nhạc hoặc giọng nói trong các cuộc trò chuyện. Ngược lại, tiếng ồn – như tiếng giao thông hoặc công trường xây dựng – thường bị coi là khó chịu hoặc gây phiền nhiễu.

Sự khác biệt giữa âm thanh trong không khí và âm truyền qua kết cấu là gì?

Âm thanh trở thành tiếng ồn khi nó gây ra sự gián đoạn, căng thẳng hoặc tác hại cho môi trường. Thông thường, lý do khiến âm thanh bị coi là tiếng ồn là do cường độ âm của nó.

Việc một âm thanh có được coi là tiếng ồn hay không phụ thuộc phần lớn vào cảm nhận của người nghe. Tiếng ồn có thể làm gián đoạn giấc ngủ, giảm khả năng tập trung và ảnh hưởng đến việc nghỉ ngơi. Mặc dù cơ thể chúng ta có thể thích nghi theo thời gian, nhưng việc tiếp xúc kéo dài có thể gây ra những tác động tiêu cực đến cả sức khỏe thể chất lẫn tinh thần.

Âm thanh trực tiếp

Âm thanh trực tiếp là âm thanh đầu tiên đến tai người nghe trong một không gian kín, nghĩa là nó chưa bị phản xạ. Âm thanh môi trường hoặc âm thanh khuếch tán truyền đi gián tiếp, va đập vào các bề mặt trước khi đến tai người nghe.

Âm thanh trực tiếp giúp chúng ta xác định phương hướng của nguồn âm, trong khi âm thanh phản xạ góp phần tạo nên thời gian vang hoặc độ rõ của không gian. Ví dụ, nếu độ trễ giữa âm thanh trực tiếp và âm thanh phản xạ khoảng 30 mili giây, người nghe có thể cảm thấy như mình đang ở trong một căn phòng rộng lớn.

Âm thanh truyền qua kết cấu và âm thanh truyền qua không khí có thể chuyển hóa lẫn nhau tại ranh giới giữa vật thể rắn và không khí.

Các loại âm thanh

Khi một vật liệu rắn (như bức tường) bị kích thích bởi sóng âm, đó được gọi là âm thanh truyền qua kết cấu. Ngược lại, khi không khí bị kích thích, đó là âm thanh truyền qua không khí.

Hai loại âm thanh này có thể chuyển đổi qua lại tại bề mặt tiếp xúc giữa không khí và vật thể rắn. Âm thanh truyền qua không khí có tốc độ khoảng 330 m/s, trong khi trong bê tông, tốc độ này có thể lên tới 3.400 m/s – nhanh gấp khoảng 10 lần.

Âm thanh truyền qua kết cấu là gì?

Âm thanh truyền qua kết cấu lan truyền thông qua tường, sàn, hoặc các loại vật liệu rắn khác và có thể phát sinh theo nhiều cách:

• Âm thanh truyền qua kết cấu trực tiếp: Gây ra bởi tác động cơ học trực tiếp – chẳng hạn như khoan vào tường. Tiếng va chạm, ví dụ như tiếng bước chân, thuộc danh mục này.

• Âm thanh truyền qua kết cấu gián tiếp: Xảy ra khi âm thanh truyền trong không khí đủ mạnh để làm các vật thể rắn rung động.

Chúng ta không nghe thấy âm thanh truyền qua kết cấu một cách trực tiếp, nhưng có thể cảm nhận được nó – giống như những rung động âm trầm mạnh từ nhạc techno. Để tai có thể nhận biết được, âm thanh truyền qua kết cấu trước tiên phải được chuyển đổi ngược lại thành âm thanh truyền trong không khí tại bề mặt.

Làm thế nào để đo đạc âm thanh truyền qua kết cấu?

Sử dụng đầu dò âm thanh truyền qua kết cấu, thiết bị này chuyển đổi rung động cơ học thành tín hiệu điện tương tự. Các thông số thường được đo bao gồm:

• Biên độ dịch chuyển

• Vận tốc rung động

• Gia tốc rung động

Làm thế nào để giảm truyền âm qua kết cấu?

Việc giảm truyền âm qua kết cấu là một thách thức, do âm thanh lan truyền qua các vật liệu cứng như tường, trần và sàn nhà. Tuy nhiên, dưới đây là những phương pháp hiệu quả cao:

1. Ngắt kết nối kết cấu

Sử dụng vật liệu cách âm giữa các bộ phận kết cấu để ngăn chặn sự truyền rung động.

Ví dụ:

• Đệm cao su, mút tiêu âm, hoặc trần treo sử dụng móc treo giảm chấn

• Tường vách đôi (khung tường độc lập hai bên, không tiếp xúc nhau)

2. Các lớp giảm chấn

Lắp đặt màng giảm chấn hoặc tấm chống rung giữa hai lớp cứng (ví dụ: tấm thạch cao).

Chúng hút năng lượng rung động, làm giảm âm thanh truyền qua.

3. Tăng khối lượng

Các vật liệu nặng hơn truyền dẫn ít âm thanh hơn.

Các tùy chọn:

• Thêm các lớp thạch cao, tấm xi măng, hoặc các tấm cách âm chuyên dụng

• Sử dụng tường gạch hoặc bê tông khối lượng lớn ở những vị trí có thể

4. Cách âm cho các hệ thống cơ điện

Đường ống, hệ thống HVAC và quạt thường gây ra rung động.

Giải pháp:

• Sử dụng các khớp nối linh hoạt, vật liệu trám cách âm, hoặc giá treo giảm chấn

• Tránh tiếp xúc trực tiếp giữa các hệ thống và kết cấu công trình

5. Ngăn chặn các đường truyền âm thanh gián tiếp

Tiếng ồn kết cấu có thể “luồn lách” qua các khe hở nhỏ như đường ống kỹ thuật, khe hở cửa, hoặc ống luồn dây điện.

Các giải pháp:

• Bịt kín mọi khe hở bằng vật liệu trám cách âm

• Sử dụng cửa cách âm và xử lý kín các vị trí xuyên tường đúng kỹ thuật

6. Cách ly sàn và trần

Nếu tiếng ồn lan truyền qua sàn hoặc trần:

• Sử dụng sàn nổi với các lớp cách ly

• Lắp đặt trần treo với hệ thống treo giảm chấn hoặc lò xo

• Tránh lắp đặt loa siêu trầm vào tường hoặc sàn

Để xử lý hiệu quả tiếng ồn truyền qua kết cấu, cần kết hợp biện pháp cách âm, tăng khối lượng và giảm chấn rung động. Đặc biệt trong giai đoạn thiết kế của một dự án, việc hoạch định các vấn đề tiếng ồn tiềm ẩn là rất quan trọng nhằm tối ưu hóa chi phí và hiệu quả ngay từ đầu.

Âm thanh truyền trong không khí là gì?

Âm thanh truyền trong không khí – hoặc tiếng ồn truyền trong không khí – là âm thanh truyền qua không khí từ nguồn phát dưới dạng sóng âm. Tai người có thể nghe được âm thanh trong dải tần số từ 20–20.000 Hz.

Cách đo âm thanh truyền trong không khí?

Sử dụng đơn vị decibel (dB) để biểu thị mức áp suất âm thanh.

• 0 dB = âm thanh nhỏ nhất mà tai người có thể nghe được

• 140 dB = ngưỡng đau

• Thang đo này là thang đo logarit: +10 dB nghe có vẻ lớn gấp đôi

dB(A) là thang đo trọng số tần số phản ánh cách tai người cảm nhận độ lớn âm thanh (ít nhạy cảm hơn với các tần số thấp).

Làm thế nào để giảm tiếng ồn truyền qua không khí?

Dựa vào khả năng hút âm:

• Các vật liệu mềm, có lỗ rỗng hút âm tốt hơn so với các bề mặt cứng, phản xạ âm

• Các bức tường dày, nặng (gạch, bê tông, đá) ngăn chặn âm thanh hiệu quả hơn

• Đối với các bức tường nhẹ, hãy cân nhắc xây dựng thêm một lớp thứ hai tách biệt

• Tránh các khe hở hoặc lỗ thủng có thể làm giảm khả năng cách âm

Các vật liệu hút âm được phân loại từ Hạng A đến E:

• Hạng A: Hệ số hút âm 0.9–1.0 (hút âm rất cao)

• Hạng E: 0.15–0.25 (hút âm thấp)

Sự khác biệt chính giữa âm truyền qua không khí và âm truyền qua kết cấu

Điểm khác biệt chính là môi trường truyền âm:

• Độ ồn truyền qua không khí di chuyển qua không khí

• Độ ồn truyền qua kết cấu di chuyển qua chất rắn (đá, bê tông, gỗ, v.v.)

Các ví dụ về độ ồn truyền qua kết cấu bao gồm tiếng bước chân hoặc máy móc trong tòa nhà.

Âm thanh truyền qua kết cấu có thể chuyển hóa thành tiếng ồn trong không khí khi chạm đến bề mặt – chỉ khi đó tai người mới có thể cảm nhận được.

Các giải pháp âm học chuyên nghiệp từ DASM 

Viện DASM, được trang bị các thiết bị hiện đại, có thể hỗ trợ bạn khảo sát, đánh giá và tư vấn các giải pháp âm học tối ưu cho những vấn đề về tiếng ồn trong công trình của bạn.

Ngay từ giai đoạn thiết kế, việc phân tích âm học nên được đưa vào thực hiện. Xác định loại âm thanh và lựa chọn phương án xử lý phù hợp là chìa khóa để giảm thiểu tiếng ồn trong không khí và âm thanh truyền qua kết cấu, mang đến không gian sống và làm việc chất lượng cao, yên tĩnh.

DASM luôn sẵn sàng hỗ trợ các doanh nghiệp, kiến trúc sư và kỹ sư trong việc quản lý âm thanh, rung động và chấn động tại các dự án xây dựng.

👉 Liên hệ Viện DASM ngay để được tư vấn âm học chuyên nghiệp và nhận các giải pháp âm học tối ưu được thiết kế riêng cho dự án của bạn!