Box in box cách âm là gì? Khi nào phòng cần tách rời

Một phòng họp kín nằm cạnh khu vực ồn, vách đã dựng hai lớp thạch cao dày và trám kín từng khe hở, vậy mà khi bên cạnh chạy máy, người trong phòng vẫn nghe tiếng ù truyền qua sàn và trần. Tình huống này cho thấy vách dày chỉ chặn được một trong nhiều đường mà âm thanh dùng để đi vào phòng, và với những căn phòng cần độ yên tĩnh cao, giải pháp thường được cân nhắc là box in box cách âm, tức tách cả căn phòng khỏi kết cấu tòa nhà như một chiếc hộp đặt trong một chiếc hộp lớn hơn.

Phòng trong phòng cách âm có thể hiểu là kỹ sư âm học tách căn phòng khỏi kết cấu tòa nhà bằng sàn nổi, vách tách rời và trần treo giảm chấn, nhờ đó chặn được cả âm truyền qua không khí lẫn rung truyền qua kết cấu mà vách dày không xử lý hết. Giải pháp này kéo theo yêu cầu riêng về tải trọng, chiều cao và tiến độ, nên cần được kỹ sư âm học đánh giá từ giai đoạn mặt bằng.

Mục lục

Vì sao vách dày vẫn không đủ để cách âm cho một căn phòng?

Âm thanh đi vào một căn phòng bằng nhiều đường cùng lúc. Một phần truyền qua không khí, xuyên qua vách, cửa và các khe hở, phần khác truyền thành rung động qua sàn, cột và dầm của tòa nhà rồi phát lại thành tiếng ngay trong phòng, và vách dày hơn chỉ giải quyết được đường thứ nhất.

Khi âm đi vòng qua sàn, trần và các mối nối thay vì xuyên thẳng qua vách, kỹ sư âm học gọi đó là đường truyền âm vòng (flanking). Hiệu quả cách âm của cả căn phòng bị quyết định bởi đường yếu nhất, nên nếu vách đã rất tốt mà sàn và trần vẫn liên kết cứng với kết cấu chung, phần lớn khoản đầu tư vào vách sẽ không thể hiện ra khi đo. Rung từ máy móc ở phòng bên cạnh truyền qua sàn là ví dụ điển hình, vì loại rung này đi thẳng trong bê tông mà không hề đi qua vách.

Vì thế câu hỏi vách dày bao nhiêu thì đủ thường chưa đúng trọng tâm, và điều cần hỏi trước là âm đang đi vào phòng bằng những đường nào.

Box in box cách âm hoạt động theo nguyên lý nào?

Nguyên lý của box in box, hay còn gọi là phòng trong phòng cách âm, là dựng một căn phòng bên trong căn phòng của tòa nhà sao cho phòng bên trong không còn tựa cứng vào kết cấu. Phòng bên trong có sàn, vách và trần riêng, được đỡ bằng các gối đàn hồi, và giữa hai lớp vỏ là một khoảng không khí thường được lấp một phần bằng vật liệu tiêu âm.

Gối đàn hồi đóng vai trò như một chiếc lò xo mềm nằm giữa khối lượng của căn phòng bên trong và kết cấu bên ngoài. Rung động từ kết cấu khi đi qua lớp đàn hồi này bị giảm đáng kể trước khi vào phòng, đúng theo nguyên lý hệ khối lượng và lò xo mà các kỹ sư âm học vẫn dùng để cách ly rung cho cả những thiết bị lớn. Căn phòng bên trong càng nặng và lớp đỡ càng mềm thì hiệu quả cách ly càng rõ, nhưng hai yếu tố này phải được cân bằng với khả năng chịu tải của sàn kết cấu, nên mức phù hợp được tính riêng cho từng dự án.

Điểm khác biệt cốt lõi so với vách dày nằm ở chỗ vách dày dựa vào khối lượng để chặn âm truyền qua không khí, còn box in box bổ sung việc cắt đường truyền rung qua kết cấu, nên nó xử lý được cả hai nhóm đường mà vách dày chỉ xử lý được một.

Sàn nổi, vách tách rời và trần treo trong phòng trong phòng cách âm

Chiếc hộp bên trong có ba mặt cần được tách khỏi kết cấu, và mỗi mặt giữ một vai trò riêng. Nếu chỉ tách một hay hai mặt thì mặt còn lại vẫn là đường dẫn âm và rung quay trở lại phòng.

Sàn nổi là nền của cả chiếc hộp, đặt trên lớp đàn hồi thay vì tựa trực tiếp lên sàn bê tông. Sàn nổi cách rung từ sàn kết cấu và cách ly tiếng va chạm, đồng thời là nơi vách bên trong đứng lên, nên chất lượng của nó ảnh hưởng đến cả hệ.

Vách tách rời là lớp vách bên trong, đứng trên sàn nổi hoặc đứng riêng và không bắt cứng vào tường kết cấu xung quanh. Vách này chặn âm truyền qua không khí, đồng thời không cho rung từ tường kết cấu đi vào phòng.

Trần treo giảm chấn chặn âm và rung đến từ phía trên, như tiếng bước chân từ tầng trên hay tiếng ồn của hệ thống kỹ thuật trong trần. Trần được treo bằng các móc giảm chấn hoặc tựa vào vách bên trong thay vì treo cứng vào kết cấu, và đây là điểm trần treo giảm chấn cách âm khác hẳn với trần thạch cao treo thông thường.

Cấu tạo vách, trần, sàn của phòng cách âm nói chung đã được phân tích ở bài phòng cách âm toàn diện, còn cấu tạo cụ thể của từng dự án phải được tính theo yêu cầu cách âm, tải trọng và chiều cao thực tế.

Những điểm dễ làm hỏng hiệu quả của box in box cách âm

Một chiếc hộp tách rời tốt vẫn có thể mất tác dụng chỉ vì một điểm nối cứng, thường gọi là cầu âm, vì rung sẽ đi qua điểm này mà không cần qua lớp đàn hồi. Khe hở và các điểm xuyên qua lớp vỏ như đường ống, cửa cũng là lối thoát của âm, nên hiệu quả của cả chiếc hộp luôn bị quyết định bởi điểm yếu nhất.

Đường ống gió cần được nói riêng, vì ống gió đi xuyên vào phòng vừa là lối thoát của âm vừa là đường dẫn rung. Về nguyên lý, ống gió ở điểm đi vào hộp cần được giảm âm và tách rung tại điểm nối. Những điểm này nằm ở chỗ giao nhau giữa nhiều hạng mục, nên cần được phối hợp giữa kỹ sư âm học, đội cơ điện và nhà thầu hoàn thiện ngay từ bản vẽ.

Box in box phù hợp với loại phòng nào?

Box in box cách âm thường được cân nhắc cho những phòng cần độ yên tĩnh rất cao hoặc nằm cạnh nguồn ồn và rung mạnh. Bảng dưới tóm tắt các nhóm phòng phổ biến theo mức yêu cầu định tính, còn mức cần thiết thực tế phụ thuộc vào yêu cầu của từng dự án.

Loại phòng	Mức yêu cầu cách âm	Lưu ý
Phòng họp kín	Cao, nhất là khi bàn nội dung nhạy cảm hoặc nằm cạnh khu ồn	Chỉ nên xét box in box khi vách hai lớp và trần kín chưa đủ, và cần xử lý kỹ cửa lẫn ống gió
Phòng tư vấn	Cao ở mức bảo mật lời nói	Mức cần thiết phụ thuộc vào ồn nền của khu liền kề và thường chỉ cần vách và cửa cách âm phù hợp, như đã phân tích ở bài phòng tham vấn tâm lý học đường
Phòng thu và podcast	Rất cao, cả âm vào lẫn âm ra	Rung từ kết cấu và tiếng ồn của hệ thống điều hòa là hai nguồn dễ bị bỏ sót
Phòng kỹ thuật	Cao về rung và tiếng ồn phát ra	Hộp bên trong có thể dùng theo chiều ngược lại để giữ rung và tiếng ồn của máy không lan vào kết cấu
Phòng xem phim	Rất cao, nhất là âm trầm	Âm trầm từ loa khó chặn hơn các dải tần khác và dễ truyền sang phòng bên cạnh lẫn tầng dưới
Phòng luyện nhạc	Cao, tùy loại nhạc cụ	Trống và âm trầm truyền mạnh qua sàn nên phòng thường cần tách sàn khỏi kết cấu

Điểm chung của các phòng này là yêu cầu cách âm không chỉ nằm ở vách: Phòng thu, phòng xem phim hay phòng luyện nhạc có nguồn âm mạnh, còn phòng họp và phòng tư vấn cần bảo mật lời nói.

Khi nào không cần box in box?

Không phải phòng nào cũng cần box in box. Nếu yêu cầu cách âm không quá cao và không có nguồn rung mạnh gần kề, các giải pháp nhẹ hơn như vách hai lớp, trần kín và cửa cách âm phù hợp thường đã đủ, với chi phí và độ phức tạp thấp hơn.

Box in box ảnh hưởng đến tải trọng lên sàn kết cấu, chiều cao thông thủy, diện tích sử dụng và tiến độ thi công, vì căn phòng có thêm một lớp vỏ và một khoảng không khí. Vì vậy quyết định này cần được đánh giá từ giai đoạn mặt bằng, khi kiến trúc sư và kỹ sư kết cấu vẫn còn dư địa điều chỉnh, thay vì phát hiện thiếu chiều cao hay thiếu tải trọng khi công trình đã dựng xong.

Câu hỏi thường gặp về box in box

Box in box khác gì vách cách âm dày hơn?

Vách dày hơn tăng khối lượng nên chặn tốt âm truyền qua không khí qua chính bức vách đó. Box in box đi xa hơn một bước khi tách luôn sàn, vách và trần khỏi kết cấu, nên cắt được cả rung và đường truyền âm vòng mà vách dày không xử lý được. Nếu yêu cầu chỉ ở mức vừa phải thì vách dày kết hợp trần kín và cửa phù hợp thường đã đủ.

Box in box làm mất bao nhiêu chiều cao và diện tích?

Không có một con số chung, vì chiều cao và diện tích mất đi phụ thuộc vào mức cách âm yêu cầu, cấu tạo và nguồn ồn của từng dự án. Sàn nổi, khoảng không khí và trần treo làm giảm chiều cao thông thủy, còn hai lớp vỏ làm giảm diện tích sàn.

Phòng có sẵn có cải tạo thành box in box được không?

Trong nhiều trường hợp là được, nhưng khó hơn công trình mới vì phải dựng thêm một lớp vỏ bên trong phòng hiện hữu. Điều kiện trước tiên là chiều cao còn đủ và sàn kết cấu chịu được tải trọng tăng thêm. Các điểm xuyên sẵn có như ống gió, ống điện cũng cần khảo sát vì thường khó xử lý nhất.

Có cần đo nghiệm thu box in box cách âm không?

Nên đo, vì một cầu âm hay một khe hở nhỏ có thể làm giảm hiệu quả của cả chiếc hộp mà không ai nhìn thấy được. Phép đo tại hiện trường cho biết chiếc hộp có đạt mục tiêu thiết kế hay không, và giúp tìm ra đường nào đang rò âm.

Kết luận

Box in box cách âm hiệu quả khi căn phòng được tách khỏi kết cấu ở cả ba mặt, các điểm xuyên và cửa được xử lý đồng bộ, và kết quả được xác nhận bằng đo thực tế. Nếu dự án của anh chị có phòng họp kín, phòng tư vấn, phòng thu hoặc phòng kỹ thuật cần độ yên tĩnh cao, hãy liên hệ Liên Sơn để các kỹ sư âm học đánh giá ngay từ giai đoạn mặt bằng.