ในการออกแบบห้องประชุมประเภทต่างๆ จำเป็นต้องควบคุมเสียงรบกวนและลดเสียงรบกวนที่เกิดขึ้นภายในระหว่างห้อง หรือระหว่างอาคาร เพื่อเป็นผลดีต่อสมาธิ และประสิทธิภาพในการฟังบทสนทนาระหว่างการประชุม 

ดังนั้นการควบคุมเสียงรบกวนจึงจำเป็นต้องทราบถึงแหล่งที่มาของเสียงเหล่านั้นว่ามาจากที่ไหนและเกิดจากสาเหตุใดก่อน เราจึงจะสามารถเข้าไปแก้ที่ต้นเหตุได้

เสียงเกิดจากอะไร?

ก่อนอื่นเราต้องรู้แหล่งกำเนิดของเสียง หรือที่มาของเสียงก่อนว่า เสียงนั้นมาจากการสั่นสะเทือนของวัตถุทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงความดันบรรยากาศ เกิดเป็นเสียงที่คนเราได้ยิน (ซึ่งเป็นเสียงที่อยู่ในช่วงความถี่ 20-20,000 เฮิรตซ์) ซึ่งอาจเกิดขึ้นจากตัวอย่างดังต่อไปนี้

  1.   การกระแทกทางกล (Mechanical Impact) เช่น การปั๊มโลหะ
  2. การเคลื่อนไหวหรือการสั่นของก๊าซ (Pulsating Gas Flows) เช่น กรณีของก๊าซที่ปล่อยออกจากเครื่องยนต์ (Reciprocating Engines)
  3.   การอัดและการขยายตัวของตัวกลางที่อยู่รอบๆ ที่เกิดจากการทำงาน เช่น การทำงานของฟันเกียร์ การหมุนของใบมีดผ่านวัตถุที่อยู่กับที่
  4. การไหลของอากาศรอบๆ สิ่งกีดขวางหรือบนพื้นผิวต่างๆ เช่น อากาศที่ไหลผ่านลูกกรงตาข่าย โครงครอบ หรือกรณีปีกเครื่องบิน

เส้นทางการเดินทางของเสียง 

เสียงจากแหล่งกำเนิดเสียงจะเดินทางด้วย 3 เส้นทาง ดังนี้

  1. เสียงผ่านอากาศ (Airborne Noise) เป็นเสียงที่เดินทางตรงจากแหล่งกำเนิดเสียงไปยังผู้สัมผัสเสียง 
  2. เสียงที่เดินทางผ่านโครงสร้างต่างๆ (structure–borne /ground – borne noise) เป็นเสียงที่เดินทางผ่าน พื้นหรือท่อต่างๆ ไปยังผู้สัมผัสเสียง 
  3. เสียงสะท้อน (Reverberant or Reflected Noise) เป็นเสียงที่มาจากการสะท้อนของเสียงที่ผนัง พื้น เพดาน ของห้องแล้วเดินทางผ่านอากาศไปยังผู้สัมผัสเสียง

3 วิธีที่ใช่ในการลดเสียงรบกวน

การพิจารณาในการกำหนดวิธีการควบคุมเสียง หรือลดเสียงรบกวน มักพิจารณาจาก 3 องค์ประกอบโดยเรียงตามลำดับความสำคัญได้ ดังนี้

1. การควบคุมที่แหล่งกำเนิดเสียง (Control at Source)

วิธีการควบคุมเสียงจากแหล่งกำเนิด เช่น ทำการปรับปรุง (Modify) และออกแบบ (Design) ให้เครื่องจักรมีการทำงานที่ลดเสียงรบกวนลง, ตรวจสอบและจัดวางตำแหน่งอุปกรณ์ที่เป็นแหล่งกำเนิดเสียง (Relocate) ว่าตั้งอยู่ในตำแหน่งที่เหมาะสม มีฐานรองที่ช่วยลดการสั่นสะเทือนที่อาจจะทำให้เกิดเสียงรบกวนหรือไม่ และบำรุงรักษา (Maintenance) อุปกรณ์ที่เป็นแหล่งกำเนิดเสียงไม่เกิดปัญหาในการทำงานที่จะก่อให้เกิดเสียง เป็นต้น

2. การควบคุมที่ทางผ่านของเสียง (control along sound transmission path)

วิธีการควบคุมเสียงที่เกิดจากทางผ่านของเสียง แบ่งออกได้เป็น 2 ประเภท

  • Direct Noise ทำการดูดซับเสียง (Absorption), ทำการปิดคลุม (Enclosure), หรือจัดวางอุปกรณ์ให้อยู่ห่างจากผู้รับฟังเสียง เป็นต้น
  • Structure Borne Noise ทำการสร้างผนังกั้นที่ความสามรถในการป้องกันเสียง (Barrier) หรือมีความสามารถในการกันการสั่นสะเทือนได้ (Vibration Isolation) เป็นต้น 

3. การควบคุมที่ผู้รับฟังเสียง (control at receiver)

วิธีการควบคุมเสียงที่เกิดจากผู้รับฟังเสียง ทำได้โดยการสวมใส่อุปกรณ์ป้องกันเสียง เช่น ปลั๊กอุดหู (Earplugs), ที่ครอบหู (Earmuffs) เป็นต้น หรือในกรณีที่จำเป็นต้องรับฟังเสียง ต้องทำการกำหนดระยะเวลาในการรับฟังให้ไม่นานจนเกินไป เพราะการฟังระดับเสียงที่ดัง เป็นเวลานานจะส่งผลเสียทางกายภาพ โดยตรงกับหูในเวลาต่อมา

ในการควบคุม หรือลดเสียงรบกวนด้วยการใช้ฉากกั้นเสียงหรือแผ่นกั้นเสียง (Barrier) ประสิทธิภาพการกั้นเสียงของแผ่นดังกล่าวจะลดลงอย่างมาก หากตัวแผ่นกั้นเสียงเกิดช่อง รู รอยแยก หรือรอยแตกขึ้นที่แผ่นกั้นเสียงดังกล่าว หรือการติดตั้งแผ่นกั้นเสียงกับอาคาร (เช่น กรณีนำแผ่นดังกล่าวมากั้นระหว่างห้อง) ทำได้ไม่ดีคือ ไม่ประกบรอยต่อให้สนิท ปรากฏมีช่องว่างขึ้น จึงเป็นที่มาของการพิจารณาถึงเรื่องเสียงที่จะเล็ดลอดผ่านรอยแตกหรือ ช่องว่างดังกล่าวมาได้ หรือที่เรียกเสียงที่เดินผ่านทางนี้ว่า Flanking Paths  และเสียงที่เดินทางตามโครงสร้าง (Structure–Borne Noise)

Flanking Path เป็นเส้นทางเดินของเสียงที่เคลื่อนที่จากด้านหนึ่งของแผ่นกั้นเสียงไปยังอีกด้านหนึ่งของฉากหรือแผ่นกั้นเสียงนั้นโดยเสียงจะเล็ดลอดผ่านทางรอยแตก ตลอดจนช่อง รู รอยแยกต่างๆ แต่ไม่ได้ผ่านวัสดุของแผ่นกั้นเสียงนั้นๆ ไปโดยตรง Flanking Path ยังหมายถึงเส้นทางที่เสียง เคลื่อนที่ผ่านโครงสร้างอาคารไปยังบริเวณอื่นๆ Flanking Effect ที่เกิดขึ้นคือจะส่งผลให้ประสิทธิภายของแผ่นกั้นเสียงมีประสิทธิภาพที่ลดลง อันเนื่องมาจากเกิดรู รอยแตก หรือรอยแยกบริเวณแผ่นกันเสียงที่เป็นสาเหตุให้เสียงสามารถเล็ดลอดผ่านไปได้ ยิ่งมีรอยแตก รอยแยกมากเท่าไหร่ ประสิทธิภาพในการป้องกันเสียงของผนังกั้นเสียงก็จะลดลง

วัสดุที่ใช้ในการลดเสียงรบกวน

วัสดุดูดซับเสียง 

เป็นวัสดุที่จะเปลี่ยนพลังงานของเสียงที่มาตกกระทบให้เป็นพลังงานความร้อน ส่งผลให้ระดับเสียงลดลง วัสดุที่มีค่าสัมประสิทธิ์การดูดซับสูงจะถือว่ามีสมบัติในการดูดซับได้ดี และวัสดุดูดซับเสียงจะมีหน้าที่จัดการเสียงรบกวนภายในห้อง เช่น เสียงเอคโค (Echo)  และเสียงสะท้อน(Reverberation)  เป็นต้น จะไม่ได้มีหน้าที่ในการควบคุม หรือลดระดับพลังงานเสียงที่ทะลุผ่านแผ่นกั้นเสียงไปยังอีกด้านหนึ่งของผนัง ยกเว้นนำไปติดเสริมกับแผ่นกั้นเสียงเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของแผ่นกั้นเสียง

แผ่นกั้นเสียง

ถือว่าเป็นวัสดุที่นำมากั้นไม่ให้เสียงผ่านไปได้ จึงต้องมีสมบัติในเรื่องความหนาแน่นสูง ไม่มีรูพรุน การทำงานของแผ่นกั้นเสียงเป็นการลดพลังงานของเสียงที่ผ่านจากห้องหนึ่ง ไปยังอีกห้องหนึ่ง พลังงานเสียงที่ลดลงไปจะวัดเป็นค่า Transmission Loss (TL) โดยเราจะนำค่า TL แต่ละความถี่ที่วัดมาคำนวณให้แสดงผลเป็นเลขค่าเดียว เพื่อแสดงความมาสมารถในการป้องกันเสียง ถ้าแผ่นกั้นเสียงใดมีค่า STC สูงนั่นแสดงว่าประสิทธิภาพในการป้องกันเสียงก็สูงเช่นเดียวกัน 

ดังนั้นแผ่นกั้นเสียงที่ดีต้องมีเนื้อแน่น ไม่มีรูพรุน ไม่มีรอยแตก รอยแยก รู ฯลฯ มิฉะนั้นจะเกิดผลที่เรียกว่า Flanking path effect

ไซเรนเซอร์ 

เป็นอุปกรณ์ที่ใช้ ลดพลังงานเสียงจากระบบปรับอากาศ ท่อไอเสียรถยนต์ หรือคอมเพรสเซอร์ ความสามารถในการลด เสียงเกิดขึ้นจากการเปลี่ยนแปลงค่า Impedance และมีการติดตั้งวัสดุดูดซับเสียงควบคู่ไปด้วย

ไซเรนเซอร์มี 2 ชนิด คือ ชนิด Dissipative Silencers ซึ่งทำงานโดยการสลายพลังงานเสียงให้เป็นพลังงานความร้อน มีการใช้วัสดุดูดซับเสียง และการทำช่องเล็กๆ หรือการกระจายเสียงด้วย อีกชนิดคือ Reactive Silencers ซึ่งทำงานด้วยการเปลี่ยนแปลงพื้นที่หน้าตัด ทำให้ค่า Impedance เปลี่ยนแปลงไป

วัสดุหรืออุปกรณ์ลดการสั่นสะเทือน 

สามารถช่วยลดเสียงรบกวนลงได้โดยทำการติดตั้งวัสดุไว้กับแหล่งกำเนิดเสียงที่มีการสั่นสะเทือน เมื่อการสั่นสะเทือนลดลง ก็จะส่งผลทำให้ระดับเสียงลดลงด้วย โดยวัสดุหรืออุปกรณ์ที่นำมาใช้ อาจเป็นสปริง แผ่นยาง หรือวัสดุอื่นใดที่ใช้ลดการส่งต่อ หรือส่งผ่านของพลังงานเสียงที่เกิดจากการสั่นสะเทือนของแหล่งกำเนิดเสียงไปตามโครงสร้างของอาคาร

วัสดุกันสะเทือนที่ใช้กันมี 3 ชนิด คือ

  1.   ขดลวดสปริง ที่อาจนำมารองใต้เครื่องจักร ทำให้การสัมผัสระหว่างเครื่องจักรกับพื้นอาคารมีน้อยลง หรืออาจนำมาใช้แขวนท่อต่างๆ
  2.   แผ่นเส้นใยแก้วอัดแน่น นิยมใช้รองเครื่องจักร
  3.   แผ่นยางบีบอัด ใช้รองเครื่องจักร เมื่อถูกกดก็จะรับแรงนั้นๆ แทนโครงสร้างอาคาร

 

สรุป

ถ้าหากว่าเราต้องการที่จะควบคุมหรือลดเสียงรบกวนที่เกิดขึ้นในห้องประชุมนั้น เทคนิคที่แนะนำให้พิจารณาเป็นลำดับแรกก็คือการควบคุมเสียงที่แหล่งกำเนิดเสียง แต่ถ้าอยากให้ผลในการควบคุมเสียงรบกวนทำได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น ก็ควรใช้วิธีหรือเทคนิคด้านวิศวกรรมมาใช้ในการควบคุมหรือแก้ปัญหาร่วมด้วย

นอกจากนี้วิธีการควบคุมเสียงที่ทางผ่านของเสียง เป็นการลดเสียงที่เคลื่อนที่ตรงไปยังผู้ปฏิบัติงาน และเสียงที่สะท้อนผนัง เพดาน แล้วเคลื่อนที่ต่อไปยังผู้รับฟังเสียง

สุดท้ายการควบคุมเสียงที่ผู้รับฟังเสียง ถือเป็นวิธีที่จะเลือกนำมาใช้เมื่อการควบคุมเสียงที่แหล่งกำเนิดและทางผ่านได้ผลยังไม่เป็นที่น่าพอใจ อาจทำได้โดยการสวมใส่ที่อุดหูและที่ครอบหู

 

ขอบคุณข้อมูลจาก

: วิรินธร ครองไตรรัตน์ Acoustic Design

: Acoustic Absorption Performance of Common Materials

: การควบคุมเสียง  รองศาสตราจารย์สราวุธ   สุธรรมาสา