บทความ
ความรู้เรื่องเสียง
เสียง (Sound)
เป็นคลื่นเสียง เสียงจะเดินทางผ่านตัวกลาง ได้แก่ของแข็ง ,ของเหลว และ ก๊าซหรืออากาศ แต่ไม่สามารถเดินทาง
ผ่านสุญญากาศได้
เสียงดัง (Noise)
เป็นเสียงรบกวนที่ไม่พึงประสงค์ของผู้รับฟัง เป็นเสียงที่รบกวนการได้ยิน เป็นเสียงที่ทำให้โซนประสาทอ่อนล้า
หรือเป็นเสียงที่ดังเกินไป การที่เสียงรบกวนนั้นขึ้นอยู่กับความถี่ของเสียง เสียงที่มีความถี่สูงจะรบกวนมากกว่าเสียงที่มีความถี่ต่ำ
เสียงบริสุทธิ์หรือเสียงที่มีความถี่เดียวจะรบกวนมากกว่าเสียงผสมที่เกิดจากเสียงหลายเสียงหลายความถี่มาผสมกัน
เสียงรบกวนอาจก่อให้เกิด ความเครียด หรือหากมีความดัง ในระดับที่อาจก่อให้เกิดอันตรายต่อหูได้
ความดังเสียงขึ้นอยู่กับความสูงหรือ แอมปลิจูด (Amplitude) ของคลื่นเสียง ส่วนความทุ้มแหลมของเสียงขึ้นกับความถี่ของเสียง
เดซิเบลเอ ; dBA หรือ เดซิเบล (เอ) ; dB(A) เป็นหน่วยวัดความดังเสียงที่ใกล้เคียงกับการตอบสนอง ต่อเสียงของหูมนุษย์
เสียงบริสุทธิ์หรือเสียงที่มีความถี่เดียวจะรบกวนมากกว่าเสียงผสมที่เกิดจากเสียงหลายเสียงหลายความถี่มาผสมกัน
เสียงรบกวนอาจก่อให้เกิด ความเครียด หรือหากมีความดัง ในระดับที่อาจก่อให้เกิดอันตรายต่อหูได้
ความดังเสียงขึ้นอยู่กับความสูงหรือ แอมปลิจูด (Amplitude) ของคลื่นเสียง ส่วนความทุ้มแหลมของเสียงขึ้นกับความถี่ของเสียง
เดซิเบลเอ ; dBA หรือ เดซิเบล (เอ) ; dB(A) เป็นหน่วยวัดความดังเสียงที่ใกล้เคียงกับการตอบสนอง ต่อเสียงของหูมนุษย์
ความถี่ (Hertz)
คือจำนวนรอบที่เกิดคลื่นเสียงซ้ำไปมาในเวลาหนึ่งวินาที มีหน่วยเป็น รอบต่อวินาที หรือ เฮิร์ตซ์ ( Hertz,Hz)
ความถี่ที่มนุษย์ได้ยินอยู่ในช่วง 20-20,000 Hz
ความดังเสียง
ความดังเสียง ขึ้นอยู่กับความสูงหรือ แอมปลิจูด (Amplitude) ของคลื่นเสียง ยิ่งเสียงมีแอมพลิจูดมากเท่าใดก็ยิ่งดังมากขึ้นเท่านั้น
เดซิเบล ; dB หรือ เดซิเบลเอ; dBA เป็นหน่วยวัดความดังเสียงที่ใกล้เคียงกับการตอบสนองต่อเสียงของหูมนุษย์ มนุษย์ส่วนใหญ่เมื่อสัมผัสเสียงระดับที่เกิน 85 dB ซ้ำๆ จะได้รับอันตรายต่อระบบการได้ยิน และอาจสูญเสียการได้ยินอย่าง กะทันหัน ที่ระดับมากกว่า 137dB
เดซิเบล ; dB หรือ เดซิเบลเอ; dBA เป็นหน่วยวัดความดังเสียงที่ใกล้เคียงกับการตอบสนองต่อเสียงของหูมนุษย์ มนุษย์ส่วนใหญ่เมื่อสัมผัสเสียงระดับที่เกิน 85 dB ซ้ำๆ จะได้รับอันตรายต่อระบบการได้ยิน และอาจสูญเสียการได้ยินอย่าง กะทันหัน ที่ระดับมากกว่า 137dB
ระดับเสียง เดซิเบล (dB)
ระดับเสียงที่มนุษย์ส่วนใหญ่ ได้ยินในชีวิตประจำวัน
Sound Insulation การป้องกันเสียง หรือ ฉนวนกันเสียง
เป็นการลดพลังงานของเสียงที่ผ่านห้องหนึ่งไปยังอีกห้องหนึ่ง สามารถออกแบบผนังเพื่อกั้นการส่งผ่านของเสียงที่มีอากาศเป็นสื่อนํา (Airborne Sound)
Sound Insulation หรือ Sound Attenuation
อาศัยหลักในการกั้นเสียงให้ผ่านจากด้านหนึ่งไปยังอีกด้านหนึ่งให้น้อยที่สุดหรือไม่ให้เสียงผ่านเลย
Sound Transmission Loss (STC) คืออะไร
STL คือความสามารถของวัสดุหรือระบบที่กั้นเสียงจากพื้นที่หนึ่งไปยังอีกพื้นที่หนึ่ง ว่าจะสามารถลดการส่งผ่านของเสียง หรือเสียงสูญเสียความดังได้เท่าไร โดยจะถูกวัดเป็นค่า Transmission Loss ( T L ) ค่าTL ที่สูงกว่านั้นหมายความว่าสามารถลดเสียงได้มากว่า และ ค่า TL จะถูกวัดที่หลายความถี่ และรายงานด้วยหน่วยเป็น เดซิเบล( decibels,dB)
Sound Transmission Class (STC)
ค่า STC เป็นตัวสำคัญทางด้านอะคูสติก เป็นระบบตัวเลขเดียว (ไม่มีหน่วย แต่อิง จาก เดซิเบล) ที่แสดงสมรรถนะของการยอมให้เสียงจากอากาศผ่านไปได้มากน้อยเพียงไหน หรือแสดงประสิทธิภาพการกันเสียง ของกําแพง ผนัง พื้น ฝ้าเพดาน หรือประตู หน้าต่าง ค่าSTC ได้จากการทดสอบให้ห้องทดสอบ ตามมาตรฐานASTMของอเมริกา โดยหาจากค่า TL ที่ความถี่ต่าง ๆในช่วง 125 - 4,000 Hz
ซึ่ง STC เป็นค่าเฉลี่ยของ TL ค่า STC สูงก็สามารถกันเสียงได้ดีหรือมีความเป็น Sound insulation สูงด้วย
•เป็นค่าที่บอกถึงการลดเสียงจากฟากฝังหนึ่งไปยังอีกฟากฝังหนึ่งของระบบผนังหรือระบบกั้นเสียง
•ค่า STC ยิ่งมากแสดงว่าระบบนั้น ๆ สามารถกั้นเสียงได้ดียิ่งขึ้น
• อิฐ Q QRICKS เป็นอิฐที่มีค่า STC 47 ซึ่งสูงที่สุดในประเทศไทยในปัจจุบัน ที่ผนัง หนา 10 ซม. มาตรฐานอเมริกา หรือ Armerican institute of Architect แนะนำ STC ขั้นต่ำ 47 ขึ้นไป
• อธิบายแบบง่ายๆ ตามตัวอย่างในรูป ถ้ามีแหล่งกำเนิดเสียงดังที่ 60 เดซิเบล เมื่อเสียงเดินทางผ่าน ผนังอิฐ Q BRICKS ที่มีค่า STC47 แสดงว่า เสียงจะลดลงไป47เดซิเบล นั่นคือเสียงจะผ่านไปเพียง13 เดซิเบล ซึ่งมีความดังเทียบใกล้เคียงเสียงลมหายใจหรือใบไม้ไหว บ้านที่สร้างด้วยผนัง อิฐQ-BRICKS จึงอยู่อาศัยได้เงียบสงบ
ห้องทดสอบค่าSTC ตามมาตรฐานสากล จะประกอบด้วยห้อง2 ห้องอยู่ติดกัน ห้องแรกเป็นห้องกำเนิดเสียง(Sound Room)และห้องที่สองเป็นห้องรับเสียง(Receive Room) โดยจะนำวัสดุที่ต้องการจะทดสอบมาติดตั้งตามการใช้งานจริงที่เฟรม ที่แบ่งห้องทั้งสองนี้ จากนั้นจะทำการเปิดเสียงที่ห้องกำเนิดเสียงที่ความถี่หลากหลาย และจะมีเครื่องวัดเสียง ติดตั้งที่ห้องรับเสียง เพื่อหาค่าการป้องกันเสียง (Transmission Loss,TL) ค่าTLที่ได้หลากหลายความถี่ จะถูกนำมา พล็อตเป็นกราฟ และมีสูตรการคำนวณที่ซับซ้อนจนได้เส้นกราฟSTC Contour กราฟค่าTLของวัสดุ จะนำมาเทียบกับเส้นกราฟ STC Contour เพื่อหาค่า STC ที่ 500 Hz
•เป็นค่าที่บอกถึงการลดเสียงจากฟากฝังหนึ่งไปยังอีกฟากฝังหนึ่งของระบบผนังหรือระบบกั้นเสียง
•ค่า STC ยิ่งมากแสดงว่าระบบนั้น ๆ สามารถกั้นเสียงได้ดียิ่งขึ้น
• อิฐ Q QRICKS เป็นอิฐที่มีค่า STC 47 ซึ่งสูงที่สุดในประเทศไทยในปัจจุบัน ที่ผนัง หนา 10 ซม. มาตรฐานอเมริกา หรือ Armerican institute of Architect แนะนำ STC ขั้นต่ำ 47 ขึ้นไป
• อธิบายแบบง่ายๆ ตามตัวอย่างในรูป ถ้ามีแหล่งกำเนิดเสียงดังที่ 60 เดซิเบล เมื่อเสียงเดินทางผ่าน ผนังอิฐ Q BRICKS ที่มีค่า STC47 แสดงว่า เสียงจะลดลงไป47เดซิเบล นั่นคือเสียงจะผ่านไปเพียง13 เดซิเบล ซึ่งมีความดังเทียบใกล้เคียงเสียงลมหายใจหรือใบไม้ไหว บ้านที่สร้างด้วยผนัง อิฐQ-BRICKS จึงอยู่อาศัยได้เงียบสงบ
ห้องทดสอบค่าSTC ตามมาตรฐานสากล จะประกอบด้วยห้อง2 ห้องอยู่ติดกัน ห้องแรกเป็นห้องกำเนิดเสียง(Sound Room)และห้องที่สองเป็นห้องรับเสียง(Receive Room) โดยจะนำวัสดุที่ต้องการจะทดสอบมาติดตั้งตามการใช้งานจริงที่เฟรม ที่แบ่งห้องทั้งสองนี้ จากนั้นจะทำการเปิดเสียงที่ห้องกำเนิดเสียงที่ความถี่หลากหลาย และจะมีเครื่องวัดเสียง ติดตั้งที่ห้องรับเสียง เพื่อหาค่าการป้องกันเสียง (Transmission Loss,TL) ค่าTLที่ได้หลากหลายความถี่ จะถูกนำมา พล็อตเป็นกราฟ และมีสูตรการคำนวณที่ซับซ้อนจนได้เส้นกราฟSTC Contour กราฟค่าTLของวัสดุ จะนำมาเทียบกับเส้นกราฟ STC Contour เพื่อหาค่า STC ที่ 500 Hz
ค่า STC ของผนัง 5 ชนิด
STC 36
ผนังยิปซั่มหนา 12 มม.
+โครงอลูมิเนียม 75 มม.
+ยิปซั่มหนา 12 มม.
+โครงอลูมิเนียม 75 มม.
+ยิปซั่มหนา 12 มม.
STC 36
ผนังอิฐบล็อกกลวง 7ซม.
ฉาบปูน 2 ด้าน
ความหนารวม 10 ซม.
ฉาบปูน 2 ด้าน
ความหนารวม 10 ซม.
STC 38
ผนังอิฐมวลเบา 7.5 ซม.G4
ฉาบปูน 2ด้าน
ความหนารวม 10 ซม.
ฉาบปูน 2ด้าน
ความหนารวม 10 ซม.
STC 43
ผนังอิฐมอญ 5.5 ซม.
ฉาบปูน 2 ด้าน
ความหนารวม 10 ซม.
ฉาบปูน 2 ด้าน
ความหนารวม 10 ซม.
STC 47
ผนังอิฐ Q-BRICKS 7 ซม.
ฉาบปูน 2ด้าน
ความหนารวม 10 ซม.
ฉาบปูน 2ด้าน
ความหนารวม 10 ซม.
ผู้ออกแบบสามารถเลือกค่าการกั้นเสียง (STC) ให้เหมาะกับพื้นที่การใช้งานต่างๆ ได้ตามตัวอย่าง ดังนี้
ค่า STC นั้น ยิ่งมากจะยิ่งกันเสียงได้ดี จากตารางด้านบน โดยสรุปง่าย
• ค่าเฉลี่ย STC 47 (42-50,45-52) ขึ้นไป จะเริ่มกันเสียงได้ดีพอ เหมาะกับ อพาร์ตเม้นต์ ที่อยู่อาศัย
• ค่าเฉลี่ย STC 48 ขึ้นไป เหมาะกับห้องประชุม ห้องที่ต้องการความสงบ มีการใช้เสียงพูดคุยมาก
• สำหรับห้องซ้อมดนตรีภายในบ้าน ควรทำผนังให้มีค่า STC 60 ขึ้นไป
• ค่าเฉลี่ย STC 47 (42-50,45-52) ขึ้นไป จะเริ่มกันเสียงได้ดีพอ เหมาะกับ อพาร์ตเม้นต์ ที่อยู่อาศัย
• ค่าเฉลี่ย STC 48 ขึ้นไป เหมาะกับห้องประชุม ห้องที่ต้องการความสงบ มีการใช้เสียงพูดคุยมาก
• สำหรับห้องซ้อมดนตรีภายในบ้าน ควรทำผนังให้มีค่า STC 60 ขึ้นไป
Sound Absorption
การดูดซับเสียงหรือการลดเสียงสะท้อน
สำหรับผนังที่ต้องการลดเสียงสะท้อนเช่นโรงละคร,โรงภาพยนตร์,ห้องบรรยาย,ห้องอัดเสียง,ห้องดนตรี ต้องออกแบบให้มีวัสดุที่สามารถดูดซับเสียงได้ดีเพื่อป้องกันเสียงสะท้อน จากการที่เสียงมา กระทบฝ้าเพดาน พื้น ผนัง ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของเสียงให้คมชัด ค่า NRC ซึ่งเป็นค่าที่ระบุความสามารถการดูดซับเสียงของวัสดุต่าง ๆ
เมื่อคลื่นเสียงวิ่งกระทบวัสดุ หรือผนัง จะมีบางส่วนของพลังงานเสียงถูกดูดซับไว้และส่วนหนึ่งทะลุไปอีกฟากหนึ่ง และคลื่นเสียงที่เหลือจะสะท้อนออกไปภายในห้องเดิม วัสดุที่ดูดซับเสียงดีจะลดการเกิดเสียงก้องในห้องกำเนิดเสียงนั้นๆ วัสดุที่กั้นเสียงดีมาก ส่วนมากจะดูดซับเสียงต่ำ
ความสามารถในการดูดซับเสียง (Sound Absporption) กับ ความสามารถในการเป็น ฉนวนกันเสียง (Sound Insulation)ไม่เหมือนกัน
เมื่อคลื่นเสียงวิ่งกระทบวัสดุ หรือผนัง จะมีบางส่วนของพลังงานเสียงถูกดูดซับไว้และส่วนหนึ่งทะลุไปอีกฟากหนึ่ง และคลื่นเสียงที่เหลือจะสะท้อนออกไปภายในห้องเดิม วัสดุที่ดูดซับเสียงดีจะลดการเกิดเสียงก้องในห้องกำเนิดเสียงนั้นๆ วัสดุที่กั้นเสียงดีมาก ส่วนมากจะดูดซับเสียงต่ำ
ความสามารถในการดูดซับเสียง (Sound Absporption) กับ ความสามารถในการเป็น ฉนวนกันเสียง (Sound Insulation)ไม่เหมือนกัน
Difference between Sound Insulation and Sound Absorption
ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างฉนวนกันเสียงและการดูดซับเสียง อยู่ที่เป้าหมายและประเภทของวัสดุ โดยมีรายละเอียดดังนี้
เป้าหมาย:
• ฉนวนกันเสียง เป็นการป้องกันเสียงรบกวนจากภายนอก ไม่ให้เข้ามาในห้อง เป็นการเก็บเสียง
• การดูดซับเสียง เป็นการกักเก็บและดูดซับเสียงหรือเสียงรบกวนภายในห้องเพื่อลดระดับเสียง ที่ไม่ต้องการ
วัสดุฉนวนกันเสียงทำหน้าที่เป็นตัวป้องกันไม่ให้เสียงเคลื่อนจากห้องหนึ่งไปอีกห้องหนึ่ง วัสดุดูดซับเสียงทำหน้าที่ ดูดซับคลื่นเสียงรบกวนที่เกิดภายในห้องเพื่อลดผลกระทบการรับเสียงที่ดี
สรุป:
• ฉนวนกันเสียง ; ระดับเสียงลดลงโดยใช้วัสดุฉนวนกั้นเสียง
• วัสดุดูดซับเสียง ; คลื่นเสียงถูกดูดซับโดยวัสดุดูดซับเสียงเพื่อลดระดับเสียง
แม้ว่าฉนวนกันเสียงและการดูดซับเสียงจะให้วิธีแก้ปัญหาที่แตกต่างกัน แต่โดยทั่วไปจะใช้ร่วมกันเพื่อลดเสียงรบกวนอันไม่พึ่งประสงค์ ให้ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น
วัสดุ:
• วัสดุฉนวนกันเสียง เพื่อการปิดกั้นการส่งผ่านคลื่นเสียง วัสดุจึงควรมีน้ำหนักมากและหนาแน่น โดยไม่มีรูพรุนหรือรอยแตกร้าว วัสดุที่และราคาถูกที่สุดคือ ตั้งแต่การก่อสร้างบ้าน การเลือกใช้อิฐในการก่อสร้างผนัง ที่มีค่าการกันเสียงสูง ได้แก่ STC 47 ขึ้นไป
อิฐ Q-BRICKS เป็นอิฐคอนกรีตตัน ชนิดเบา ที่มีค่า STC 47 ซึ่งสูงพอสำหรับอาคารที่อยู่อาศัย สำนักงาน โรงแรม
สำหรับการปรับปรุง แก้ไขผนัง กรณีที่ผนังอาคารกันเสียงต่ำเกินไปที่ก่อสร้างไปแล้ว การติดตั้งวัสดุเพิ่มต้องเป็นวัสดุที่หนาแน่น เช่นซีเมนต์บอร์ดหรือยิปซั่มบอร์ด ซึ่งมีโอกาสช่วยลดเสียงเพิ่มอีก 2-5 เดซิเบล แล้วแต่การออกแบบที่เหมาะสม
• วัสดุดูดซับเสียง โดยทั่วไปจะมีรูพรุน หลวม และระบายอากาศได้ เพื่อให้คลื่นเสียงสามารถผ่านเข้าไปในวัสดุไม่สะท้อนกลับได้ และผ่านไปอีกห้องหนึ่งแทน
ดังที่ได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ เป็นเรื่องปกติที่ฉนวนกันเสียงและการดูดซับจะถูกนำไปใช้ร่วมกับการออกแบบ โดยทั่วไปถ้าการออกแบบเลือกใช้อิฐก่อผนังที่มีค่าSTC47 ขึ้นไป ก็จะกันเสียงเพียงพอ สำหรับที่อยู่อาศัย คอนโด อาคารสำนักงาน โรงแรม จึงไม่จำเป็นต้องติดตั้งวัสดุดูดซับเสียงเพิ่ม(ยกเว้นอาคารที่ใช้เสียงเช่นโรงภาพยนตร์ ห้องซ้อมดนตรี จำเป็นต้องมีวัสดุดูซับเสียง)
อ้างอิง
1) Noise Control Design Guide, บริษัท สยามไฟเบอร์กลาส จำกัด
2) www.novaacoustics.co.uk
3) www.freepik.com
4) www.sciencedirect.com
5) community.sw.siemens.com
เป้าหมาย:
• ฉนวนกันเสียง เป็นการป้องกันเสียงรบกวนจากภายนอก ไม่ให้เข้ามาในห้อง เป็นการเก็บเสียง
• การดูดซับเสียง เป็นการกักเก็บและดูดซับเสียงหรือเสียงรบกวนภายในห้องเพื่อลดระดับเสียง ที่ไม่ต้องการ
วัสดุฉนวนกันเสียงทำหน้าที่เป็นตัวป้องกันไม่ให้เสียงเคลื่อนจากห้องหนึ่งไปอีกห้องหนึ่ง วัสดุดูดซับเสียงทำหน้าที่ ดูดซับคลื่นเสียงรบกวนที่เกิดภายในห้องเพื่อลดผลกระทบการรับเสียงที่ดี
สรุป:
• ฉนวนกันเสียง ; ระดับเสียงลดลงโดยใช้วัสดุฉนวนกั้นเสียง
• วัสดุดูดซับเสียง ; คลื่นเสียงถูกดูดซับโดยวัสดุดูดซับเสียงเพื่อลดระดับเสียง
แม้ว่าฉนวนกันเสียงและการดูดซับเสียงจะให้วิธีแก้ปัญหาที่แตกต่างกัน แต่โดยทั่วไปจะใช้ร่วมกันเพื่อลดเสียงรบกวนอันไม่พึ่งประสงค์ ให้ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น
วัสดุ:
• วัสดุฉนวนกันเสียง เพื่อการปิดกั้นการส่งผ่านคลื่นเสียง วัสดุจึงควรมีน้ำหนักมากและหนาแน่น โดยไม่มีรูพรุนหรือรอยแตกร้าว วัสดุที่และราคาถูกที่สุดคือ ตั้งแต่การก่อสร้างบ้าน การเลือกใช้อิฐในการก่อสร้างผนัง ที่มีค่าการกันเสียงสูง ได้แก่ STC 47 ขึ้นไป
อิฐ Q-BRICKS เป็นอิฐคอนกรีตตัน ชนิดเบา ที่มีค่า STC 47 ซึ่งสูงพอสำหรับอาคารที่อยู่อาศัย สำนักงาน โรงแรม
สำหรับการปรับปรุง แก้ไขผนัง กรณีที่ผนังอาคารกันเสียงต่ำเกินไปที่ก่อสร้างไปแล้ว การติดตั้งวัสดุเพิ่มต้องเป็นวัสดุที่หนาแน่น เช่นซีเมนต์บอร์ดหรือยิปซั่มบอร์ด ซึ่งมีโอกาสช่วยลดเสียงเพิ่มอีก 2-5 เดซิเบล แล้วแต่การออกแบบที่เหมาะสม
• วัสดุดูดซับเสียง โดยทั่วไปจะมีรูพรุน หลวม และระบายอากาศได้ เพื่อให้คลื่นเสียงสามารถผ่านเข้าไปในวัสดุไม่สะท้อนกลับได้ และผ่านไปอีกห้องหนึ่งแทน
ดังที่ได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ เป็นเรื่องปกติที่ฉนวนกันเสียงและการดูดซับจะถูกนำไปใช้ร่วมกับการออกแบบ โดยทั่วไปถ้าการออกแบบเลือกใช้อิฐก่อผนังที่มีค่าSTC47 ขึ้นไป ก็จะกันเสียงเพียงพอ สำหรับที่อยู่อาศัย คอนโด อาคารสำนักงาน โรงแรม จึงไม่จำเป็นต้องติดตั้งวัสดุดูดซับเสียงเพิ่ม(ยกเว้นอาคารที่ใช้เสียงเช่นโรงภาพยนตร์ ห้องซ้อมดนตรี จำเป็นต้องมีวัสดุดูซับเสียง)
อ้างอิง
1) Noise Control Design Guide, บริษัท สยามไฟเบอร์กลาส จำกัด
2) www.novaacoustics.co.uk
3) www.freepik.com
4) www.sciencedirect.com
5) community.sw.siemens.com
