Trong lĩnh vực xây dựng, âm học là khoa học kiểm soát âm thanh trong một không gian hay tòa nhà. Điều này có thể có nhiều hình thức, bao gồm: hướng âm thanh đến tất cả các nơi trong khu vực rộng lớn (ví dụ sân khấu của nhà hát); ngăn chặn âm thanh truyền từ phòng này sang phòng khác, hay từ khu dân cư này sang khu dân cư khác; ngăn âm thanh thoát ra khỏi phòng thực hành hoặc cách ly rung động từ các thiết bị cơ khí....

Có 3 phương pháp xử lý âm thanh: Hấp thụ Âm thanh; Chặn hoặc Chuyển hướng âm thanh và Bao phủ âm thanh. Lựa chọn phương pháp nào phụ thuộc vào mục tiêu cuối cùng của dự án.

A. Hấp thụ âm thanh - Tiêu âm:  khi mục đích là giữ cho âm thanh trong phòng không bị dội lại hoặc vọng lại. Nếu một căn phòng có các bề mặt cứng phản xạ âm thanh, sẽ mất nhiều thời gian để mức độ âm thanh giảm đến mức không thể nghe được. Điều này dễ nhận thấy nhất trong một căn phòng trống có tường, sàn và trần cứng: bạn có thể nghe thấy âm thanh dội lại xung quanh phòng. Lắp đặt các vật liệu hấp thụ âm thanh, chẳng hạn như thảm, gạch âm trần hoặc tấm phủ bằng vải, sẽ làm giảm âm vang bằng cách hấp thụ âm thanh. Hệ số giảm tiếng ồn (Noise reduction coefficient - NRC) được sử dụng để đánh giá khả năng hấp thụ âm thanh của vật liệu.

B. Chặn hoặc Chuyển hướng âm thanh - Cách âm: Nếu mục đích là giữ âm thanh trong một không gian (cách âm), vì lý do riêng tư hoặc các lý do khác, âm thanh cần phải bị chặn lại chỉ bên trong phòng. Điều này có thể được kết hợp giữa sự hấp thụ âm (tiêu âm) cùng với việc chặn âm (cách âm) để vừa giảm độ vang trong không gian vừa tránh âm bị lọt ra ngoài. Việc chặn âm thanh nói chung được thực hiện bằng cách làm giảm đi các đoạn/khe hở nhỏ giữa hai không gian. Có thể kể đến các đường ống dẫn phổ biến như ống HVAC trong văn phòng, các ổ cắm nối tiếp nhau, các đường ống đi qua một không gian, các tấm trần thả hay trần chìm phía trên nhưng không đụng thẳng đến trần bê tông tầng kết cấu phía trên, các cửa đi, cửa sổ hoặc các lỗ hở khác. Sau khi loại bỏ các khe nhỏ này bằng cách chèn thêm khối lượng (vật liệu) vào các bức tường, nó sẽ giúp chặn âm thanh. Ví dụ, một khối tường bê tông sẽ cho âm thanh tốt hơn một bức tường đinh. Các lớp bổ sung của tấm tường thạch cao và lớp cách nhiệt trong hốc tường cũng sẽ giúp chặn âm thanh. Lớp truyền âm thanh (Sound transmission class - STC) là phép đo khả năng chặn âm thanh của vật liệu.

C. Bao phủ âm thanh : Âm thanh cũng có thể được che lại để giúp duy trì sự riêng tư của một bài phát biểu chẳng hạn. Điều này dễ nhận thấy nhất trong môi trường văn phòng khi tắt hệ thống điều hòa không khí - ngay lập tức bạn có thể nghe thấy nhiều cuộc trò chuyện hơn từ khoảng cách xa hơn. Âm thanh thường bị bao phủ bởi tiếng ồn mặc định như tiếng trò chuyện bàn luận công việc hay tiếng từ hệ thống HVAC, hệ thống điện tử. Ý tưởng là cung cấp tiếng ồn vừa đủ để làm cho các cuộc trò chuyện gần đó không thể nghe rõ được; cuộc trò chuyện vẫn còn đó, nhưng tiếng ồn ào lặng lẽ của tiếng ồn sẽ che khuất nó.

Như vậy, chúng ta sẽ thấy vấn đề được phân chia ra làm 2 hướng, một là Các biện pháp liên quan đến âm thanh giới hạn bên trong không gian; và hai là Các biện pháp liên quan đến việc truyền âm thanh giữa không gian này và không gian bên cạnh.. Với cả 2 biện pháp này, chúng ta sẽ có các chỉ số đo lường để biết được âm thanh có đạt mức hiệu quả cần thiết.

1. Các biện pháp liên quan đến âm thanh trong không gian

Có 4 yếu tố để đánh giá bao gồm :

• Sự hấp thụ âm thanh
• Hệ số giảm tiếng ồn (Noise reduction coefficient - NRC)
• Sự phản xạ âm thanh
• Sabin

Trong các chỉ số này, Hệ số giảm tiếng ồn (NRC) được xem là quan trọng hơn cả. NRC là một thước đo để đánh giá mức độ hấp thụ âm thanh tổng thể của vật liệu khi được sử dụng trong không gian kiến ​​trúc kín, nơi âm thanh phản xạ ở nhiều góc tới. NRC = 0 cho biết phản xạ hoàn hảo, trong khi NRC = 1 cho thấy khả năng hấp thụ hoàn hảo. Với hệ thống trần có NRC<0,5 được coi là hiệu suất thấp và NRC> 0,7 là hiệu suất cao. NRC rất quan trọng trong bất kỳ không gian nào mà thời gian âm vang và mức độ tiếng ồn là một vấn đề. NRC được đo theo tiêu chuẩn ASTM C423 và thường được sử dụng ở Châu Mỹ.

2. Các biện pháp liên quan đến việc truyền âm thanh giữa các không gian khác nhau

Có 3 yếu tố để đánh giá chung:

• Chỉ số truyền âm thanh (Sound transmission class - STC)
• Mức độ suy giảm âm trần (Ceiling Attenuation Class - CAC)
• Độ khớp âm  (Articulation Class - AC) : Một thước đo để đánh giá mức độ suy giảm của âm phản xạ truyền qua đỉnh của các vách ngăn tường hoặc đồ nội thất vào các khu làm việc liền kề. Hệ thống trần có AC ≤ 150 là hiệu suất thấp, trong khi hệ thống có AC ≥ 180 là hiệu suất cao. AC được đo theo ASTM E1110 và E1111

Với 3 chỉ số trên thì chúng ta thực sư quen thuộc với Chỉ số truyền âm thanh STC. Đây là một thước đo để đánh giá hiệu suất của hệ thống tường như một rào cản đối với việc truyền âm thanh trong không khí giữa các không gian đóng liền kề, chẳng hạn như văn phòng. Hệ thống tường có STC ≤ 35dB (decibel) được coi là hiệu suất thấp, trong khi hệ thống có STC ≥ 55dB là hiệu suất cao. STC là tương đương với tường của CAC. STC rất quan trọng giữa các không gian đóng và trong nhiều không gian có không gian mở, như văn phòng kín, hành lang, văn phòng mở có vách ngăn, v.v. STC được đo theo ASTM E90. Bảng dưới đây cung cấp sự hiểu biết về các cấp độ STC; tuy nhiên, mức độ âm thanh là chủ quan và thay đổi theo từng cá nhân.

Hầu hết các quy chuẩn xây dựng yêu cầu các bức tường giữa các đơn vị ở phải có xếp hạng STC là 50. Tuy nhiên, vẫn có thể nghe thấy tiếng nói rất lớn qua vách ngăn như vậy, vì vậy mức STC từ 55 đến 60dB thường được sử dụng trong nhà ở cao cấp hơn. Điều quan trọng chúng ta cần lưu ý là STC được các cơ quan xếp hạng đưa ra cho các phân vùng sau khi thử nghiệm trong môi trường phòng thí nghiệm. Các vách ngăn thực tế được lắp đặt tại công trình có thể có đánh giá hiệu quả thấp hơn từ 5dB trở lên do có hiện tượng các khe hở đáng kể trong quá trình xây dựng (như vết nứt, khe hở không khí, hộp điện phía sau, ống dẫn lạnh..v.v.), các vách ngăn này có thể không hiệu quả trong việc ngăn chặn âm thanh.

Để tạo ra một không gian vừa đẹp, vừa đáp ứng công năng sử dụng lẫn hiệu quả âm thanh mong muốn đòi hỏi các nhà thiết kế phải thật thành thạo, để ý tính toán từng chi tiết, vật liệu mới có thể cho ra kết quả tốt nhất. Hy vọng bài viết sẽ giúp ích cho mọi người.

Xem thêm: 

21 Cách sử dụng vật liệu ảnh hưởng đến Cách âm trong thiết kế

Vấn đề Cách âm trong thiết kế - Sự khác biệt giữa cách âm và tiêu âm

J.S - dịch và biên soạn