หลักการออกแบบการกันเสียง และดูดซับเสียงในอาคาร

รวมข้อมูลวัสดุศาสตร์ หลักการออกแบบอาคารให้สามารถกันเสียง และควบคุมเสียงได้อย่างเหมาะสม

Type: Sound Absorption Material (วัสดุดูดซับเสียง), Sound Insulation Material (วัสดุกันเสียง)

Category: Ceiling & Wall (ฝ้าและผนัง)

Trend: โฮมเธียเตอร์ เทรนที่กำลังเป็นที่นิยมในช่วงนี้ จากเดิมที่เราต้องไปดูหนังในโรงภาพยนตร์เท่านั้น แต่ด้วยเทคโนโลยีด้านการสื่อสารและความบันเทิงที่ถูกพัฒนาหลากหลายช่องทางทำให้เราสามารถรับชมรับฟังสื่อเหล่านั้นอย่างรวดเร็วและเป็นส่วนตัวได้ภายในบ้านได้ 

นอกจากนี้ยังมีระบบเสียงที่พัฒนาเพิ่มขึ้น เดิมเราอาจจะคุ้นเคยกับคำว่า Dolby Surround ซึ่งเป็นระบบเสียงรอบทิศทาง แต่ล่าสุดคือมีระบบเสียง Dolby ATMOS นอกเหนือจากเสียงรอบทิศทางแล้วยังเพิ่มเสียงจากฝ้าเพดานด้วย เมื่อเรารับชมภาพยนตร์จะให้อรรถรสและความสมจริงมากขึ้น เช่น เสียงเฮลิคอปเตอร์ 

 

Sound, Noise และ Voice ต่างกันอย่างไร

Sound (ซาวน์)

เสียงเป็นคลื่นเชิงกลที่เกิดจากการสั่นสะเทือนของวัตถุ เมื่อวัตถุสั่นสะเทือนก็จะทำให้เกิดการอัดตัวและขยายตัวของคลื่นเสียงจากนั้นจึงถูกส่งผ่านตัวกลาง เช่น อากาศไปยังหู แต่เสียงสามารถเดินทางผ่านสสารในสถานะก๊าซ ของเหลว และของแข็งก็ได้แต่ไม่สามารถเดินทางผ่านสูญญากาศได้ เมื่อการสั่นสะเทือนนั้นมาถึงหู มันจะถูกแปลงเป็นข้อมูลโดยประสาทซึ่งจะถูกส่งไปยังสมองทำให้เรารับรู้และจำแนกเสียงต่างๆ ได้ เพราะฉะนั้น Sound จะหมายถึงเสียงที่เราสามารถได้ยินได้

Noise (น้อยซ์)

คือเสียงที่ไม่ต้องการ (Unwanted Sound) ส่วนใหญ่จะหมายถึงเสียงที่ดังเกินไป แต่จริงๆ แล้วเสียงที่ไม่ดังจนทำร้ายโสตประสาทก็สามารถเป็น Noise Pollution ได้ เช่นเสียงของอาจารย์ที่กำลังบบรยายอยู่ในห้องหนึ่ง ดังข้ามมายังห้องเรียนอีกห้องที่นักเรียนกำลังสอบอยู่ ในชีวิตประจำวันเราสามารถพบเจอกับปัญหามลภาวะทางเสียง ซึ่งเป็นเสียงที่ดังเกินความจำเป็นทั้งภายในและภายนอกอาคาร ซึ่งส่งผลต่อคุณภาพชีวิตและประสิทธิภาพการทำงาน

Voice (ว้อยซ์)

คือเสียงคนพูด ซึ่งสามารถเป็นได้ทั้ง Sound และ Noise ได้ เสียงที่เกิดขึ้นนั้นสามารถวัดค่าได้โดยมีหน่วยเป็นเดซิเบล (dB: Decibels) 

 

การพิจารณาว่าเสียงนั้นจะเป็นมลพิษหรือไม่นั้นขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการ เช่น ความดังหรือความเข้มเสียง และความถี่เสียง เช่น ในห้องที่เงียบมากๆ ไม่ได้แปลว่าจะเป็นห้องที่มีการจัดการเสียงได้ดีที่สุดเพราะเสียงที่เงียบเกินไปจะทำให้ผู้อยู่อาศัยรู้สึกอึดอัดได้ หรือในบางครั้งเสียงอาจจะเป็นมลพิษหรือไม่นั้นก็ขึ้นอยู่กับผู้รับเสียงเช่นกัน เช่น ในรีสอร์ทที่ตั้งอยู่ริมทะเล แขกที่มาพักอาจจะรู้สึกว่าเสียงคลื่นนั้น Sound ที่ไพเราะฟังแล้วรู้สึกผ่อนคลาย หรือ รู้สึกว่าเป็น Noise ที่น่ารำคาญส่งผลให้นอนไม่หลับก็เป็นได้ 

เดิมทีการแก้ปัญหาเรื่องเสียง ผู้ออกแบบมักแก้ปัญหาโดยเพิ่มความหนาให้ระบบผนัง หรือระบบฝ้า เพื่อลดความดังของเสียงจากภายนอกที่เข้ามาในห้อง และให้ได้ค่าระดับความดังของเสียงที่เหมาะกับสภาพการใช้งานของแต่ละห้องซึ่งจะทำให้เปลืองพื้นที่ใช้สอย เนื่องจากความหนาของผนังนั้นมักจะหนากว่าเดิมประมาณ 2 เท่า และทำให้น้ำหนักโดยรวมของอาคารเพิ่มขึ้นต้องเสียค่าใช้จ่ายในส่วนของโครงสร้างมากขึ้น ดังนั้นการออกแบบเพื่อป้องกันปัญหาเรื่องเสียงที่จะเกิดขึ้นจึงจำเป็นมาก เพราะนอกจากจะช่วยลดการเกิดปัญหาแล้ว ในบางครั้งปัญหาเรื่องเสียงก็ไม่สามารถที่จะแก้ไขได้ด้วยการเพิ่มวัสดุดูดซับเสียงหรือกันเสียง เนื่องจากเป็นเสียงที่มาตามโครงสร้าง ดังนั้นวันนี้เราจึงมีขั้นตอนวิธีการออกแบบอาคารในการป้องกันปัญหาเรื่องเสียงมาเป็นแนวทางเพื่อประสิทธิภาพสูงสุดของงานสถาปัตยกรรมดังนี้ครับ

  1. การสำรวจค่าเสียงในบริเวณไซท์ก่อสร้าง (Noise Survey)
  2. การออกแบบโดยนำเรื่องเสียงมาพิจารณาร่วมกับฟังก์ชั่น (Noise Plan)
  3. การเลือกวัสดุดูดซับเสียง หรือวัสดุกันเสียง (Noise Absorption, Noise Insulation)
  4. การควบคุมจัดการเสียงตามแหล่งที่มา (Noise Controlling) 

1. การสำรวจค่าเสียงในบริเวณไซท์ก่อสร้าง (Noise Survey)​

ก่อนเริ่มออกแบบโครงการต่างๆ ปกติแล้วเราจะมีการสำรวจพื้นที่ หรือที่เรียกว่า ไซท์เซอร์เวย์ (Site Survey) โดยการตรวจสอบพื้นที่ เช่น ระดับความสูงต่ำของพื้นที่โดยเทียบกับระดับถนน ตรวจสอบชั้นดินเพราะมีผลต่อการกำหนดโครงสร้าง ตรวจสอบสภาพแวดล้อมว่ามีอะไรบ้างที่ส่งผลต่อมุมมองจากภายในอาคารไปภายนอก และจากภายนอกเข้ามาข้างในอาคาร แต่ในหลายๆ ครั้งเราลืมสำรวจเรื่องเสียงไป ตัวอย่างเช่น คอนโดที่ปลูกสร้างใกล้วัด หรือโรงงิ้ว ตอนที่ไปสำรวจพื้นที่อาจจะไปในช่วงเวลาที่สภาพแวดล้อมไม่ได้ทำกิจกรรมที่เกิดเสียง จึงทำให้เกิดปัญหาตามมาภายหลัง ดังนั้นก่อนเริ่มออกแบบโครงการควรทำ Noise Survey พื้นที่บริเวณนั้นก่อนว่ามีอะไรบ้าง เช่น สนามเด็กเล่น สนามบิน หรืออื่นๆ   

 

ความดังของเสียง Decibels

ระดับความดังของเสียงสามารถวัดได้โดยมีหน่วยเป็นเดซิเบล (dB) ระดับความดังที่คนสามารถได้ยินจะมีค่าน้อยที่สุดอยู่ที่ 0 เดซิเบล และเสียงที่ดังที่สุดที่คนสามารถทนได้คือ 120 เดซิเบล โดยเสียงที่ลดลง 3 เดซิเบล จะหมายถึงระดับพลังงานเสียงที่ลดลงกว่าเดิมถึง 2 เท่า (อ้างอิงตามสเกลลอกาลิทึมของเดซิเบล) โดยความรู้สึกที่มีต่อความดังจะเป็นสัดส่วนโดยตรงกับระดับความเข้มของเสียง

ค่าประมาณของเสียงที่พบเจอได้บ่อยๆ ในชีวิตประจำวันมีดังนี้

  • เสียงกระซิบ 30 dB
  • เสียงสนทนา 60 dB
  • เสียงคนเดินหรือเสียงเครื่องจักรงานระบบ 70 dB
  • เสียงโทรทัศน์หรือ ห้องโฮมเธียร์เตอร์ 80 dB
  • เสียงรถยนต์ และรถบรรทุก 60-90 dB
  • เสียงเครื่องบิน 120 dB

องค์กรอนามัยโลกได้กำหนดไว้ว่าเสียงที่ดังเกิน 85 dB นั้นมีอันตรายทั้งต่อสภาพร่างกายและสภาพจิตใจ

2. การออกแบบโดยนำเรื่องเสียงมาพิจารณาร่วมกับฟังก์ชั่น (Noise Plan)

การกำหนดฟังก์ชั่นการใช้งานของพื้นที่ตั้งแต่เริ่มออกแบบนั้นก็มีความสำคัญมาก เพราะหากมีการปรับเปลี่ยนฟังก์ชั่นของห้องภายหลังอาจมีผลให้ห้องๆ นั้นไม่มีการจัดการเรื่องเสียงที่เหมาะสมทั้งยังส่งผลกระทบกับห้องข้างเคียงได้ นอกเหนือจากการกำหนดฟังก์ชั่นให้ชัดเจนแล้ว การใช้งานของพื้นที่ที่ถูกปรับเปลี่ยนไปในแต่ละช่วงเวลาของวันก็เป็นอีกหนึ่งปัจจัยที่ผู้ออกแบบต้องวางแผนเรื่องการจัดการเสียงให้รัดกุมไปพร้อมๆ กับการวางแปลนของอาคาร

 

ตัวอย่างเช่น เมื่อนึกถึงของห้องเครื่อง เราอาจจะคำนึงถึงในส่วนของขนาดและ Dimension ของสิ่งที่อยู่ภายในห้องเป็นสำคัญ ซึ่งจริงๆ แล้วเรื่องของเสียงที่เกิดจากเครื่องจักรภายในห้องนั้นก็เป็นเรื่องที่สำคัญไม่แพ้กัน ดังนั้นจึงต้องคำนึงไว้เสมอว่าห้องที่มีเสียงดังควรต้องตั้งอยู่ห่างจากห้องที่ต้องการความเงียบสงบเสมอ 

 

อีกกรณีที่ Mr.Julian Treasure ผู้เชี่ยวชาญเรื่องเสียงได้กล่าวไว้ใน TED Talk ตอน Why architects need to use their ears เขาได้ยกตัวอย่างโรงเรียนชื่อดังแห่งหนึ่งในอังกฤษที่ถูกออกแบบมาให้มีโถงโล่งเป็นคอร์ทภายใน โดยมีห้องเรียนล้อมรอบสูง 3 ชั้น โดยห้องเรียนเหล่านั้นไม่มีผนังกั้น ผลคือนักเรียนแต่ละห้องไม่สามารถเข้าใจบทเรียนได้และบางคนก็ไม่สามารถได้ยินที่ที่ครูพูดเลย ทางโรงเรียนจึงต้องสูญเสียงบประมาณราว 6 แสนปอนด์เพื่อทำผนังกั้นห้องเหล่านี้ขึ้นมาใหม่

 

หรืออีกกรณีเช่น โรงแรมแห่งหนึ่งเจ้าของมีข้อกำหนด (Requirement) ให้มีห้องจัดเลี้ยงที่มีพื้นที่เชื่อมต่อกับสระว่ายน้ำได้ ซึ่งส่วนใหญ่แล้วงานลักษณะนี้มักเป็นงานกลางคืน เมื่อพื้นที่ของห้องจัดเลี้ยงว่างในตอนกลางวันก็เปิดให้เป็นห้องสำหรับจัดสัมมนา ในขณะที่บริเวณสระว่ายน้ำเปิดให้ใช้ตามปกติ ผลปรากฏว่าเสียงดังแขกของโรงแรมที่มาเล่นน้ำส่งเสียงเล็ดลอดเข้ามาในห้องสัมมนาได้ ทำให้เกิดสภาวะที่ไม่เหมาะสมของเสียงขึ้น ในกรณีนี้อาจแก้ไขได้ด้วยการปรับเปลี่ยนผังหรือแปลนของโรงแรมหรือ เลือกใช้ผนังกระจกกันเสียงบริเวณที่กั้นระหว่าง 2 พื้นที่ เนื่องจากกระจกเป็นวัสดุที่โปร่งใสสามารถเชื่อมต่อสเปซภายในและภายนอกได้ทั้งกันมีประสิทธิภาพในการกันเสียงได้สูงอีกด้วย 

3. การเลือกใช้วัสดุกันเสียง หรือดูดซับเสียง (Noise Insulation, Noise Absorption)

เมื่อกำหนดฟังก์ชั่นและกำหนดค่าเสียงที่ยอมรับได้ของแต่ละพื้นที่แล้ว จากนั้นจึงเริ่มควบคุมจัดการเสียง หลายๆ ครั้งที่เราต้องการกันเสียงให้กับห้องแต่กลับใช้คำว่าดูดซับเสียง ซึ่งทั้ง 2 อย่างนี้แตกต่างกันอย่างสิ้นเชิง การกันเสียงและการดูดซับเสียง แตกต่างกันอย่างไร?

 

การกันเสียง (Sound Insulation) คือการทำให้ห้องเกิดความเป็นส่วนตัว (Privacy) สามารถแบ่งได้เป็น 2 กรณีคือกันเสียงไม่ให้เสียงจากข้างนอกเข้ามารบกวนภายใน เช่น กันเสียงรถยนต์จากถนนเข้ามายังห้องนอน และอีกอย่างคือกันเสียงภายในห้องไม่ให้ดังออกมารบกวนข้างนอก เช่น ห้องซ้อมดนตรี  

 

การกันเสียงสามารถทำได้ด้วยการเพิ่มฉนวนกันเสียง หรือวัสดุที่ใช้เพื่อการลดเสียงที่ส่งอยู่ในอากาศ วัสดุกันเสียงจะเป็นวัสดุที่มีความหนาแน่นสูง มีมวลมาก วัสดุที่ทึบมากก็สามารถกันเสียงได้มากตามไปด้วย เช่นกระจกลามิเนตซึ่งเป็นกระจก 2 แผ่นยึดติดกันด้วยฟิล์มลามิเนตจะสามารถกันเสียงได้มากกว่ากระจกโฟลตธรรมดา

 

การดูดซับเสียง (Sound Absorption) การดูดซับเสียงหรือลดเสียงสะท้อนนั้นสามารถทำได้โดยการใช้ วัสดุดูดซับเสียงซึ่งส่วนใหญ่มักมีลักษณะเป็นรูพรุน เช่นแผ่นฝ้ายิปซัมเจาะรู หรือแผ่นไม้เจาะรู ตัววัสดุจะช่วยดูดซับเสียงไว้บางส่วนโดยเสียงจะผ่านรูเหล่านั้นไปยังด้านหลังแผ่น และถูกกักไว้ในช่องว่างระหว่างวัสดุดูดซับเสียงกับผนังด้านหลัง และตัววัสดุเองก็จะสะท้อนเสียงบางส่วนกลับมาภายในห้อง ยิ่งวัสดุมีรูพรุนมาก็จะยิ่งช่วยดูดซับเสียงได้มาก ซึ่งต่างจากวัสดุกันเสียงคือ วัสดุจะช่วยลดการสะท้อนของเสียงลงทำให้เสียงไม่ก้อง ตัววัสดุไม่ได้ช่วยกันเสียงแต่อย่างใด

 

การสะท้อนของเสียงที่มากเกินไปจะทำให้เสียงไม่มีความชัดเจนหรือที่เรียกว่าเสียงเอคโค่ ซึ่งมักเกิดขึ้นบ่อยๆ กับห้องเรียน ห้องประชุม ห้องบรรยายในมหาวิทยาลัย ส่งผลให้นักเรียนไม่เข้าใจในบทเรียน และลดทอนความสนใจในการเรียนของนักเรียนไป โดยเฉพาะผู้ที่นั่งอยู่บริเวณหลังห้องซึ่งอยู่ไกลจากแหล่งกำเนิดเสียง และก่อให้เกิดความรู้สึกรำคาญต่อผู้พูดหรือบรรยายอีกด้วย

4. การควบคุมจัดการเสียงตามแหล่งที่มา (Noise Controlling) 

เมื่อเข้าใจความแตกต่างระหว่างการกันเสียงกับการดูดซับเสียงแล้ว ขั้นตอนต่อไปจึงเป็นขั้นตอนการควบคุมจัดการเสียงตามแหล่งที่มา 

 

การกันเสียง สามารถจัดการได้ตามการเดินทางของเสียงซึ่งมีด้วยกัน 2 ทางคือ 

  1. Airborne Noise เสียงเดินทางโดยตรงจากแหล่งกำเนิดไปยังผู้รับ เช่น เสียงที่พูดออกมาเปลี่ยนเป็นพลังงานสั่นโมเลกุลในอากาศและไปกระทบแก้วหู จากนั้นจึงส่งไปที่สัญญาณไปที่สมอง การแก้ไขสามารถทำได้ง่ายๆ ด้วยการใช้ผนังกั้น ให้เลือกใช้วัสดุที่มีมวลหนา ทึบ ไม่มีรูพรุน เช่นกระจก ผนังก่ออิฐ ทั้งนี้ค่าการกันเสียงของวัสดุแต่ละประเภทนั้นไม่เท่ากันซึ่งเราจะนำเสนอในครั้งต่อไปครับ
  2. Structure-borne Noise เสียงเดินทางผ่านวัสดุที่เป็นของแข็ง สำหรับในอาคารคือเสียงจะเดินทางผ่านทางโครงสร้างต่างๆ ของอาคารไปยังผู้รับเสียง เช่น เสียงเด็กวิ่งหรือลากเก้าอี้ชั้นบน กรณีนี้แก้ไขได้ยาก วิธีการจัดการที่ดีที่สุดคือต้องแยกโครงสร้างตั้งแต่แรก เช่น ห้องเครื่องเอเฮชยูต้องใช้สปริงหรือยางรองบริเวณฐานเพื่อช่วยลดแรงสั่นสะเทือนที่เกิดจากตัวเครื่อง แรงสั่นนี้จะทำให้เกิดเสียงและคลื่นเสียงจะกระจายไปตามโครงสร้างซึ่งจะรบกวนผู้ใช้อาคารได้ การกันเสียงควรทำตั้งแต่ตอนดีไซน์เพราะการแก้ไขโครงสร้างนั้นทำได้ยากมาก หรือไม่สามารถทำได้เลย และในการตรวจสอบเพื่อทำการแก้ไขก็ทำได้ยากมากเช่นกันโดยเฉพาะอาคารที่ปิดผิวด้วยวัสดุตกแต่ง พื้น ผนัง ฝ้าไปหมดแล้ว 

 

การดูดซับเสียง สามารถทำได้ด้วยการติดตั้งวัสดุดูดซับเสียงภายในห้องเพื่อป้องกันเสียงสะท้อน ค่าการก้องของเสียง (Reverberation time) ควรมีค่าพอประมาณเสียงจึงไม่แห้งเกินไปและยังฟังรู้เรื่อง เคยสังเกตหรือไม่ว่าเวลาเราร้องเพลงในน้ำเราจะรู้สึกว่าเสียงของเราเพราะเวลากว่าร้องในห้องปกติ นั่นเป็นเพราะผนังของห้องน้ำที่เป็นกระเบื้องนั้นมีค่าการสะท้อนเสียงได้มากกว่าห้องอื่นๆ ที่มีวัสดุ และเฟอร์นิเจอร์ที่ดูดซับเสียงเป็นส่วนใหญ่ 

 

การดูดซับเสียงนั้นทำได้ง่ายกว่าการกันเสียงมาก เนื่องจากสามารถปรับแก้ที่การตกแต่งได้ เช่น ติดฝ้าหรือผนังดูดซับเสียงเพิ่ม ผลกระทบที่เกิดขึ้นนั้นสามารถมองเห็นได้ด้วยตาและเป็นเรื่องของการตกแต่งซึ่งไม่เกี่ยวกับโครงสร้าง

 

ปัญหาที่พบบ่อยที่สุดคือ เสียงในโรงเรียนที่ลอดจากห้องหนึ่งไปยังอีกห้องหนึ่ง เมื่อตรวจสอบแล้วพบว่าในห้องเรียนนั้นได้มีการใช้วัสดุดูดซับเสียงอย่างดี แต่เสียงยังไปรบกวนอีกห้องเนื่องจากเสียงลอดไปตามฝ้า โดยปกติเมื่อเราใช้ผนังเบากั้นห้องมักไม่ได้กั้นผนังจนถึงท้องพื้นด้านบน ตามที่กล่าวไปแล้วคือ เสียงจะเดินทางผ่านรูของวัสดุดูดซับเสียงและถูกกักไว้ด้านหลัง แต่ในกรณีที่พื้นที่เหนือฝ้าของห้องเชื่อมต่อกันโดยไม่มีผนังกั้นลักษณะนี้จึงทำให้เสียงเดินทางไป-มา ระหว่างห้องได้ วิธีแก้เสียงที่ดังระหว่างห้องคือ ต้องทำผนังสูงขึ้นไปชนท้องพื้นด้านบนเพื่อไม่ให้มีช่องว่างให้เสียงเดินทางลอดผ่านได้ วิธีนี้เรียกว่า การกันเสียง แต่หากเราต้องการลดเสียงสะท้อนภายในห้องก็ให้ใช้วัสดุดูดซับเสียง(ฝ้าหรือผนังที่มีรูพรุน) ติดเพิ่มภายในห้อง

 

สำหรับเรื่องเสียงนั้นยังมีรายละเอียดปลีกย่อยอีกมาก ในขั้นต้นจึงได้นำเสนอคอนเซปต์เบื้องต้นเกี่ยวกับการควบคุมและจัดการเสียงก่อน และในโอกาสต่อไปเรา Wazzadu.com ได้ทุกท่านมาลงรายละเอียดเกี่ยวกับเรื่องเสียงแบบเข้มข้นกันต่อไปครับ 

สามารถอ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับกระจกกันเสียง (Acoustic Glass)

แพลตฟอร์ม และเครื่องมือสำหรับการออกแบบตกแต่งบ้าน และงานสถาปัตยกรรม
โดยเป็นศูนย์กลางเชื่อมโยงกลุ่มผู้ใช้งานต่างๆ ตั้งแต่ สถาปนิก แบรนด์สินค้า ผู้จัดจำหน่าย และผู้ให้บริการต่างๆที่เกี่ยวข้อง ...

บทความอื่นๆ จากผู้เขียน

โพสต์เมื่อ

โพสต์เมื่อ

โพสต์เมื่อ

ไอเดียมาใหม่

Kemrex

brand

โพสต์เมื่อ

โพสต์เมื่อ

แนะนำสินค้า และบริการ
ข้อควรรู้ก่อนซื้อไม้อัดฟิล์มดำ

โพสต์เมื่อ

แนะนำสินค้า และบริการ
ไม้อัดฟิล์มดําใช้ทําอะไร

บทความที่เกี่ยวข้อง

...
Wazzadu.com ใช้คุกกี้เพื่อพัฒนาประสบการณ์การใช้งานของคุณ อ่านเพิ่มเติมได้ที่นี่ ยอมรับ