Cách âm và tiêu âm: hai bài toán khác nhau, và tấm mút trứng chỉ giải được một nửa của một trong hai

Cách âm và tiêu âm: hai bài toán khác nhau, và tấm mút trứng chỉ giải được một nửa của một trong hai

Sự nhầm lẫn giữa hai khái niệm này là nguyên nhân của phần lớn những căn phòng vừa ồn vừa vang, sau khi đã tốn tiền xử lý.

 

Trước hết, một điều cần nói rõ để khỏi ai phải phòng thủ: tấm mút trứng không phải đồ giả. Nó có tác dụng thật, và nó làm đúng công việc mà nó được thiết kế để làm.

Vấn đề không nằm ở tấm mút. Vấn đề nằm ở câu hỏi mà người ta tưởng nó đang trả lời.

Hầu hết mọi người dán mút trứng để chặn tiếng ồn từ bên ngoài lọt vào. Tấm mút không làm việc đó. Nó chưa bao giờ làm việc đó. Nó được sinh ra để làm một việc hoàn toàn khác.

Đây là lý do vì sao sau khi dán kín cả bức tường, người ta vẫn nghe rõ tiếng xe máy ngoài đường, tiếng nói chuyện phòng bên, tiếng chân bước tầng trên. Rồi họ kết luận rằng mút trứng là hàng dởm.

Nó không dởm. Nó chỉ đang bị giao sai việc.

Hai bài toán, và chúng gần như không liên quan gì tới nhau

Trong một căn phòng có hai vấn đề âm thanh hoàn toàn tách biệt, và chúng đòi hỏi hai loại vật liệu ngược nhau về bản chất.

Bài toán thứ nhất: âm thanh từ bên ngoài đi vào, và âm thanh bên trong đi ra. Đây là cách âm. Nó là cuộc chiến với sự truyền âm qua kết cấu.

Bài toán thứ hai: âm thanh sinh ra bên trong phòng, đập vào tường, dội lại, đập vào tường đối diện, dội lại nữa, và cứ thế chồng lên tiếng nói đang tiếp diễn. Đây là tiêu âm. Nó là cuộc chiến với sự phản xạ bên trong.

Hai cuộc chiến này dùng hai loại vũ khí ngược chiều nhau.

Hai bài toán, và chúng gần như không liên quan gì tới nhau

Vì sao vật liệu cách âm và vật liệu tiêu âm lại ngược nhau

Đây là chỗ mà một câu giải thích đúng sẽ tiết kiệm cho công trình rất nhiều tiền.

Âm thanh là năng lượng. Muốn chặn nó đi xuyên qua một bức tường, bạn cần một thứ nặng và kín. Sóng âm đập vào bức tường, và bức tường phải nặng tới mức không rung theo được. Càng nặng, càng khó rung, càng ít năng lượng truyền sang phía bên kia. Đó là toàn bộ nguyên lý của cách âm, và nó lạnh lùng như một định luật vật lý.

Bây giờ nhìn tấm mút trứng. Nó nặng bao nhiêu? Gần như không nặng gì cả. Một tấm mút dày năm phân nặng chưa bằng một viên gạch. Nó không thể ngăn một bức tường rung. Nó chỉ đang ngồi trên bề mặt bức tường đó, và bức tường vẫn rung y như cũ.

Muốn chặn âm thanh, bạn cần khối lượng. Tấm mút không có khối lượng. Đó là tất cả những gì cần biết, và không có mẹo nào vượt qua được điều này.

Ngược lại, tiêu âm cần đúng thứ mà cách âm không cần: sự xốp. Khi sóng âm đi vào các lỗ rỗng li ti của vật liệu xốp, nó ma sát với thành lỗ, và một phần năng lượng biến thành nhiệt. Âm thanh không bị chặn, nó bị tiêu hao. Nó đi vào và không đi ra.

Đó là lý do vật liệu tiêu âm phải nhẹ và rỗng. Và cũng là lý do một bức tường bê tông dày, tuyệt vời cho cách âm, lại là một tấm gương phản xạ hoàn hảo cho âm thanh bên trong phòng.

Một căn phòng có thể cách âm rất tốt và vang kinh khủng. Hai chuyện đó hoàn toàn có thể tồn tại cùng lúc, và trên thực tế chúng thường xuyên tồn tại cùng lúc.

Còn một giới hạn nữa của mút trứng, và nó ít người biết

Ngay cả khi dùng đúng việc, tức là để tiêu âm, tấm mút trứng vẫn chỉ làm được một phần.

Khả năng hấp thụ của một vật liệu xốp phụ thuộc vào độ dày của nó so với bước sóng âm. Âm cao có bước sóng ngắn, chỉ vài centimet, nên một tấm mút dày năm phân xử lý được. Âm trầm có bước sóng dài, có thể tới vài mét. Một tấm mút năm phân đối với một sóng âm dài ba mét thì gần như trong suốt.

Kết quả là một căn phòng dán đầy mút trứng sẽ mất hết âm cao, giữ nguyên âm trầm. Nghe sẽ ù, đục, tối. Người ta gọi đó là căn phòng chết, và nó khó chịu theo một cách khác với căn phòng vang.

Xử lý âm học không phải là hút càng nhiều càng tốt. Nó là hút đúng dải tần cần hút, và giữ lại dải tần cần giữ. Hút sai chỗ thì căn phòng không hết bệnh, nó chỉ đổi bệnh.

Với âm trầm, cần một loại xử lý khác hẳn, dựa trên nguyên lý cộng hưởng chứ không phải nguyên lý ma sát. Nó không dán lên tường được. Nó thường phải nằm trong góc phòng, hoặc phải chiếm một chiều sâu nhất định phía sau bề mặt hoàn thiện.

Và chiều sâu đó phải được chừa từ bản vẽ.

Đây là chỗ hai bài toán rẽ sang hai số phận khác nhau

Nếu chỉ dừng ở việc phân biệt hai khái niệm thì bài viết này chỉ là một bài học vật lý. Điều đáng nói nằm ở hệ quả của nó lên tiến độ dự án.

Tiêu âm có thể sửa sau. Phòng vang quá thì thêm vật liệu hấp thụ. Rèm dày hơn, thảm, tấm tiêu âm trần, ghế bọc nỉ thay vì ghế nhựa. Tốn tiền, nhưng làm được, và làm được ngay cả sau khi công trình đã bàn giao.

Cách âm thì không.

Cách âm là thuộc tính của kết cấu. Nó nằm ở độ dày của tường, ở việc có hai lớp tường ngăn cách bằng một khoảng trống hay chỉ một lớp, ở việc sàn có được ngắt rung khỏi kết cấu chính hay không, ở việc ống gió đi xuyên qua tường có tạo thành một đường dẫn âm thanh hay không, ở việc cửa có gioăng kín hay có một khe hở một centimet phía dưới.

Một khe hở nhỏ có thể phá hỏng toàn bộ khả năng cách âm của một bức tường dày, bởi vì âm thanh đi qua chỗ dễ nhất, giống như nước.

Sau khi đổ bê tông và dựng vách, phần lớn năng lực cách âm của căn phòng đã được cố định vĩnh viễn. Không có tấm vật liệu nào dán lên sau đó cứu được nó. Đây là quyết định một chiều, và nó nằm trên bàn của kiến trúc sư.

Đó là lý do vì sao một phòng họp kín đáo được thiết kế mà không tính tới cách âm sẽ mãi mãi là một phòng họp mà người ngoài hành lang nghe được. Và cũng là lý do vì sao chủ đầu tư, sau khi phát hiện ra điều đó, thường yêu cầu nhà thầu âm thanh xử lý. Nhà thầu âm thanh không xử lý được. Không ai xử lý được nữa.

Ba câu hỏi nên đặt ra trước khi chốt bản vẽ kết cấu

Không cần là chuyên gia âm học để hỏi ba câu này. Nhưng hỏi chúng đúng lúc thì tiết kiệm được rất nhiều.

Câu thứ nhất: những không gian nào trong công trình này cần sự riêng tư về âm thanh? Phòng họp lãnh đạo, phòng tư vấn bệnh nhân, phòng thẩm vấn, phòng biên dịch, phòng thu. Nếu một không gian nào đó lọt vào danh sách này, thì tường của nó không phải một quyết định thẩm mỹ, nó là một quyết định kỹ thuật.

Câu thứ hai: đường ống, đường gió, đường điện có đi xuyên qua các bức tường đó không, và chúng có được xử lý chống truyền âm không? Đây là chỗ mà cách âm hay bị phá hỏng nhất, và nó thường được phát hiện sau khi trần đã đóng.

Câu thứ ba: phía sau bề mặt hoàn thiện của những không gian lớn, có chừa chiều sâu cho xử lý âm trầm không? Nếu bản vẽ chỉ chừa hai centimet giữa lớp hoàn thiện và tường thô, thì mọi giải pháp âm trầm về sau đều sẽ phải ăn vào không gian sử dụng, và điều đó luôn dẫn tới một cuộc tranh cãi mà không ai thắng.

Chỗ mà kiến thức dừng lại

Mọi thứ ở trên là vật lý phổ thông. Không có gì bí mật, không có gì độc quyền. Một kiến trúc sư đọc kỹ bài này đã có đủ để tránh phần lớn các sai lầm đắt tiền.

Nhưng có một việc mà vật lý phổ thông không làm được.

Nhìn vào một bản vẽ mặt cắt, khi chưa có gì được xây, và nói trước rằng căn phòng này sẽ vang bao nhiêu giây, dải tần nào sẽ có vấn đề, cần bao nhiêu mét vuông vật liệu hấp thụ đặt ở đâu để đưa nó về đúng mức, và chiều sâu tối thiểu phải chừa lại sau lớp hoàn thiện là bao nhiêu.

Đó không phải một phép tính có công thức đóng. Nó là một phán đoán được tích lũy từ việc đã đứng trong hàng trăm căn phòng thật, đã đo, đã dự đoán sai, đã sửa, và đã học được rằng một cái trần dốc bốn độ hành xử khác một cái trần phẳng nhiều tới mức nào.

Điều đáng tiếc nhất trong nghề này không phải những căn phòng làm sai. Là những căn phòng lẽ ra đã đúng miễn phí, nếu có ai nói ra một câu vào đúng tuần lễ mà bản vẽ còn sửa được.

Một việc làm được ngay tuần này

Lấy danh sách các phòng trong công trình đang thiết kế. Đánh dấu những phòng cần riêng tư về âm thanh, và những phòng cần nghe rõ lời nói. Hai danh sách này thường không trùng nhau, và mỗi danh sách đòi một loại xử lý ngược chiều.

Nếu có phòng nào nằm trong cả hai danh sách, phòng đó cần được xem lại ngay từ bây giờ, không phải sau này. Vì đó là căn phòng khó nhất, và nó chỉ dễ khi còn nằm trên giấy.

Nếu bạn muốn biết những căn phòng trong bản vẽ hiện tại sẽ hành xử ra sao, và chỗ nào cần chừa chiều sâu, hãy gửi cho chúng tôi bản vẽ mặt cắt cùng bảng vật liệu hoàn thiện dự kiến. Trả lời sẽ đến trước khi bản vẽ kết cấu bị đóng lại.