Sàn nổi và cách ly rung động: Vì sao một phòng thử nghiệm yên tĩnh cần nhiều hơn những bức tường dày
Một mục tiêu tiếng ồn nền thấp hiếm khi bị mất qua tường — nó bị mất qua sàn. Rung động truyền qua kết cấu (structure-borne) chính là yếu tố phân biệt một căn phòng trông có vẻ cách âm với một căn phòng thực sự đo được là yên tĩnh. Dưới đây là cách sàn nổi và cách ly rung động thực sự vận hành.
Người mua thường đánh giá một phòng âm học qua độ dày của tường. Nhưng một khi tiếng ồn truyền qua không khí (airborne) đã được xử lý, giới hạn về mức độ yên tĩnh mà một căn phòng có thể đạt được thường lại nằm ở tiếng ồn truyền qua kết cấu (structure-borne): rung động lan truyền qua bản sàn của tòa nhà vào trong phòng, rồi tái bức xạ thành âm thanh bên trong. Tường dày không giải quyết được điều đó. Đây là lý do vì sao một căn phòng trông có vẻ cách âm vẫn có thể không đạt được mục tiêu dBA thấp.
Tiếng ồn truyền qua không khí và tiếng ồn truyền qua kết cấu
Tiếng ồn truyền qua không khí lan truyền trong không khí và bị chặn lại bởi khối lượng và độ kín khít — tức tường và cửa. Tiếng ồn truyền qua kết cấu lan truyền qua các liên kết rắn: bản sàn, ống luồn dây, bất cứ thứ gì liên kết cứng giữa căn phòng và tòa nhà. Máy nén, AHU, xe nâng và các máy móc lân cận đều bơm rung động vào bản sàn. Nếu căn phòng được bắt vít trực tiếp vào bản sàn đó, nó sẽ 'nghe' thấy chúng.
Sàn nổi
Sàn nổi đặt căn phòng lên các bộ cách ly đàn hồi — lò xo hoặc gối đỡ elastomer được thiết kế chuyên dụng — để kết cấu phòng được tách rời cơ học (decoupled) khỏi bản sàn của tòa nhà. Rung động đi vào bản sàn phần lớn bị phản xạ tại lớp cách ly thay vì truyền vào trong phòng. Khối lượng nổi càng nặng và bộ cách ly càng mềm thì tần số mà nó kiểm soát được càng thấp.
Bộ cách ly và tần số cộng hưởng
Mọi hệ thống cách ly đều có một tần số tự nhiên (tần số cộng hưởng). Ở trên tần số đó, khả năng cách ly được cải thiện; ở gần tần số đó, rung động bị khuếch đại. Mục tiêu thiết kế là một tần số tự nhiên thấp hơn nhiều so với các tần số gây nhiễu mà bạn cần chặn, để hệ thống cách ly được trên toàn dải tần số quan trọng. Việc lựa chọn và phân bố các bộ cách ly để đạt được mục tiêu đó — dưới một tải trọng thực tế và không đồng đều — mới chính là phần kỹ thuật, chứ không phải là chuyện tra catalogue.
Tách rời toàn bộ căn phòng
Để đạt mức nền tiếng ồn thấp nhất, sàn nổi được kết hợp với một kết cấu phòng trong phòng (room-in-room) hoàn chỉnh: tường và trần cũng được tách rời, các vị trí xuyên qua được bịt kín bằng vật liệu mềm dẻo, và đường ống gió được tiêu âm và cách ly. Căn phòng trở thành một hệ khối lượng – lò xo (mass-spring) nổi bên trong tòa nhà, chứ không phải một chiếc hộp gắn chặt vào nó.
Vì sao điều này quan trọng với mục tiêu dBA của bạn
Nếu mục tiêu của bạn là ≤30 dBA hoặc thấp hơn, cách ly rung động thường là yếu tố quyết định, chứ không phải khối lượng của tường. Hãy xác định rõ các nguồn gây nhiễu xung quanh hiện trường (HVAC, dây chuyền sản xuất, giao thông) để có thể thiết kế hệ cách ly phù hợp với chúng — và nghiệm thu căn phòng dựa trên một con số đo được tại hiện trường với môi trường xung quanh đang hoạt động, bởi đó là phép thử duy nhất nắm bắt được các đường truyền qua kết cấu.
Jinxiu xây dựng các kết cấu nổi phòng trong phòng đặt trên các bộ cách ly rung động như một tiêu chuẩn, và nghiệm thu mọi căn phòng dựa trên giá trị dBA đo được. Các dự án đã bàn giao đã đo được mức thấp tới 9.7–18.6 dBA tại các nhà máy thực tế của khách hàng.
