ในการออกแบบห้องประชุมประเภทต่างๆ จำเป็นต้องควบคุมเสียงรบกวนและลดเสียงรบกวนที่เกิดขึ้นภายในระหว่างห้อง หรือระหว่างอาคาร เพื่อเป็นผลดีต่อสมาธิ และประสิทธิภาพในการฟังบทสนทนาระหว่างการประชุม
ดังนั้นการควบคุมเสียงรบกวนจึงจำเป็นต้องทราบถึงแหล่งที่มาของเสียงเหล่านั้นว่ามาจากที่ไหนและเกิดจากสาเหตุใดก่อน เราจึงจะสามารถเข้าไปแก้ที่ต้นเหตุได้
เสียงเกิดจากอะไร?
ก่อนอื่นเราต้องรู้แหล่งกำเนิดของเสียง หรือที่มาของเสียงก่อนว่า เสียงนั้นมาจากการสั่นสะเทือนของวัตถุทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงความดันบรรยากาศ เกิดเป็นเสียงที่คนเราได้ยิน (ซึ่งเป็นเสียงที่อยู่ในช่วงความถี่ 20-20,000 เฮิรตซ์) ซึ่งอาจเกิดขึ้นจากตัวอย่างดังต่อไปนี้
- การกระแทกทางกล (Mechanical Impact) เช่น การปั๊มโลหะ
- การเคลื่อนไหวหรือการสั่นของก๊าซ (Pulsating Gas Flows) เช่น กรณีของก๊าซที่ปล่อยออกจากเครื่องยนต์ (Reciprocating Engines)
- การอัดและการขยายตัวของตัวกลางที่อยู่รอบๆ ที่เกิดจากการทำงาน เช่น การทำงานของฟันเกียร์ การหมุนของใบมีดผ่านวัตถุที่อยู่กับที่
- การไหลของอากาศรอบๆ สิ่งกีดขวางหรือบนพื้นผิวต่างๆ เช่น อากาศที่ไหลผ่านลูกกรงตาข่าย โครงครอบ หรือกรณีปีกเครื่องบิน
เส้นทางการเดินทางของเสียง
เสียงจากแหล่งกำเนิดเสียงจะเดินทางด้วย 3 เส้นทาง ดังนี้
- เสียงผ่านอากาศ (Airborne Noise) เป็นเสียงที่เดินทางตรงจากแหล่งกำเนิดเสียงไปยังผู้สัมผัสเสียง
- เสียงที่เดินทางผ่านโครงสร้างต่างๆ (structure–borne /ground – borne noise) เป็นเสียงที่เดินทางผ่าน พื้นหรือท่อต่างๆ ไปยังผู้สัมผัสเสียง
- 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
- ขดลวดสปริง ที่อาจนำมารองใต้เครื่องจักร ทำให้การสัมผัสระหว่างเครื่องจักรกับพื้นอาคารมีน้อยลง หรืออาจนำมาใช้แขวนท่อต่างๆ
- แผ่นเส้นใยแก้วอัดแน่น นิยมใช้รองเครื่องจักร
- 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
