วิธีการทดสอบประสิทธิภาพในการป้องกันเสียงระหว่างห้อง

การทดสอบประสิทธิภาพการป้องกันเสียงของผนังในห้องปฏิบัติการ

โดยปกติแล้วการทดสอบประสิทธิภาพในการป้องกันเสียงของผนังจะทำการทดสอบภายในห้องปฏิบัติการ ค่าที่ใช้บ่งบอกประสิทธิภาพในการป้องกันเสียงของผนังเรียกว่า ค่า TL หรือค่า Sound Transmission Loss

ค่า TL จะแตกต่างกันไปในแต่ละความถี่ของเสียง ซึ่งสามารถสรุปวิธีการทดสอบได้ดังต่อไปนี้

ห้องทดสอบมีลักษณะอย่างไร

ห้องที่ใช้สำหรับทดสอบจะมีลักษณะเป็นห้องทึบ 2 ห้อง ที่อยู่ติดกัน ผนังภายในห้องสร้างด้วยคอนกรีตหนาอย่างน้อย 40 เซนติเมตร เพื่อให้ผนังสามารถป้องกันเสียงทะลุผ่านออกไปข้างนอกได้

ห้องที่เป็นแหล่งกำเนิดเสียง (Source Room) จะถูกวางลำโพงและเปิดเสียงสัญญาณที่ความดังสูงเข้าไปในห้อง โดยติดตั้งระบบผนังที่ต้องการทดสอบค่าประสิทธิภาพในการป้องกันเสียงกั้นระหว่างห้องทั้ง 2

วัดค่าประสิทธิภาพการป้องกันเสียงอย่างไร

ค่าประสิทธิภาพในการป้องกันเสียงของระบบผนังที่ทดสอบ คือผลต่างของค่าเฉลี่ยระดับเสียงระหว่างห้องแหล่งกำเนิดทุกตำแหน่ง และห้องผู้รับ

1. เปิดสัญญาณเสียงที่ห้องแหล่งกำเนิด แล้ววัดค่าระดับความดังภายในห้องแหล่งกำเนิดจำนวนอย่างน้อย 6 ตำแหน่ง กระจายทั่วห้อง
2. หลังจากนั้นวัดระดับความดังของห้องผู้รับ (Receiving Room)

ค่า STC (Sound Transmission Class) คืออะไร

ค่า STC หรือ Sound Transmission Class คือค่าดัชนีที่เป็นตัวเลขตัวเดียว ใช้เป็นตัวแทนในการสื่อสารประสิทธิภาพของการป้องกันเสียงทะลุผ่านของระบบผนังแบบภาพรวม

เวลาที่ค่าประสิทธิภาพในการป้องกันเสียง หรือค่า TL ถูกทดสอบ ห้องปฏิบัติการจะออกค่าผลทดสอบแยกตามช่วงความถี่แบบ Octave มาให้ ซึ่งค่อนข้างยุ่งยากในการสื่อสาร โดยเฉพาะกับวงการสถาปนิก เพราะการพูดค่า TL จะต้องระบุย่านความถี่ที่ต้องการจะสื่อสารด้วย จึงมีการกำหนดค่าดัชนีตัวเลขตัวเดียวนี้ขึ้นมา

ค่า STC หาได้อย่างไร

การหาค่า Sound Transmission Class ไม่ใช่การหาค่าเฉลี่ยของ TL ทุก ๆ ความถี่ แต่หาโดยใช้เส้น STC Contour ซึ่งเป็นกราฟมาตรฐาน

วิธีการคือขยับกราฟมาตรฐานขึ้นลงในแนวดิ่ง เปรียบเทียบกับค่า TL ที่ได้จากการวัด โดยการขยับจะถูกทำซ้ำแล้วซ้ำเล่าจนเข้าเงื่อนไขดังต่อไปนี้

• เมื่อรวมค่าผลต่างระหว่างค่าบน STC contour กับค่า TL ที่ได้จากการวัด จะต้องมีค่าไม่เกิน 32 dB
• ค่าผลต่างสูงสุดของแต่ละจุด จะต้องไม่เกิน 8 dB

ค่า STC ต่างกัน ได้ยินเสียงทะลุผ่านผนังต่างกันอย่างไร

เราสามารถเปรียบเทียบค่า STC กับความรู้สึกในการได้ยินเสียงที่ทะลุผ่านผนังที่ค่า STC แตกต่างกัน ดังแสดงในรูป

ทำไมต้องทดสอบการป้องกันเสียงที่หน้างานจริง (On field)

นอกจากการวัดประสิทธิภาพการป้องกันเสียงของผนังในห้องปฏิบัติการแล้ว ยังมีการทดสอบประสิทธิภาพการป้องกันเสียงที่หน้างานจริง (On field) ซึ่งได้รับความนิยมเช่นกัน

เหตุผลคือ การวัดในห้องปฏิบัติการจะเป็นการทดสอบประสิทธิภาพการกันเสียงของระบบผนังจริง แต่ในความเป็นจริงแล้วเสียงไม่ได้เดินทางทะลุผ่านผนังที่กั้นระหว่างห้องเพียงอย่างเดียว เสียงยังเดินทางผ่านโครงสร้างส่วนอื่น ๆ ของห้อง ได้แก่ พื้น ฝ้าเพดาน และผนังที่เชื่อมต่อกันระหว่างห้อง ดังแสดงในรูปข้างล่าง

ดังนั้นสำหรับโครงการที่ให้ความสำคัญเรื่องเสียงรบกวน จะมีการทดสอบการป้องกันเสียงที่หน้างานแทบทุกโครงการ เพื่อความมั่นใจสำหรับเจ้าของโครงการ

มาตรฐานที่ใช้ทดสอบการป้องกันเสียงที่หน้างานมีอะไรบ้าง

ในปัจจุบันมาตรฐานที่ได้รับความนิยมสำหรับการทดสอบประสิทธิภาพในการป้องกันเสียงที่หน้างาน มีด้วยกัน 2 มาตรฐาน คือ

1. มาตรฐาน ISO 140-4: 1998
   “Field measurement of airborne sound insulation between rooms”
   ค่าเฉลี่ยที่ใช้บอกประสิทธิภาพในการกั้นเสียงระหว่างห้องใช้ชื่อว่า DnT,w
2. มาตรฐาน ASTM E 336-97
   "Standard Test Method for Measurement of Airborne Sound Insulation in Buildings"
   ค่าเฉลี่ยที่ใช้บอกประสิทธิภาพในการกั้นเสียงระหว่างห้องใช้ชื่อว่า FSTC

มาตรฐาน ISO กับ ASTM ต่างกันอย่างไร

ทั้งสองมาตรฐานมีวิธีการวัดเสียงที่คล้ายกัน แต่มาตรฐาน ASTM มีข้อกำหนดที่ละเอียดกว่า คือมีการกำหนดขนาดของผนังที่ต้องการทดสอบ และขนาดห้องของผู้รับ โดยมีรายละเอียดดังต่อไปนี้

• ขนาดของผนังร่วมระหว่างห้องเพื่อใช้ในการทดสอบต้องมีขนาดอย่างน้อย 2.3 เมตร และพื้นที่ผนังร่วมจะต้องมากกว่า 5.5 ตารางเมตร
• ปริมาตรของห้องผู้รับเสียง ต้องมีปริมาตร 40 ลูกบาศก์เมตร

หากพื้นที่ของผนังร่วมและห้องผู้รับไม่ตรงตามข้อกำหนด มาตรฐาน ASTM E336 ระบุให้รายงานค่า NNIC แทนค่า FSTC

ขั้นตอนการตรวจวัดเสียงที่หน้างาน

เมื่อห้องแหล่งกำเนิดและห้องผู้รับเสียงถูกเตรียมพร้อมสำหรับการทดสอบ ทั้งมาตรฐาน ISO และ ASTM จะมีขั้นตอนในการตรวจวัดเสียงที่เหมือนกัน ดังต่อไปนี้

1. ตรวจวัดค่าระดับเสียงพื้นฐาน (Background noise) ภายในห้อง Source และ Receiver
2. วางลำโพงในห้อง Source บริเวณที่ไกลจากผนังด้านที่ต้องการทดสอบ เพื่อลดผลกระทบของ Direct sound จากลำโพง
3. สร้างสัญญาณเสียงผ่านลำโพง โดยใช้สัญญาณ Pink Noise ที่ช่วงความถี่ 50 Hz - 20 kHz
4. วัดค่าระดับเสียงแบบ 1/3 ออกเตฟ ภายในห้อง Source จำนวน 9 ตำแหน่ง ทั่วห้อง เพื่อนำมาหาค่าระดับเสียงเฉลี่ยของห้อง Source
5. วัดค่าระดับเสียงแบบ 1/3 ออกเตฟ ภายในห้อง Receiver จำนวน 9 ตำแหน่ง ทั่วห้อง เพื่อนำมาหาค่าระดับเสียงเฉลี่ยของห้อง Receiver
6. วัดค่า Reverberation time ภายในห้อง Receiver โดยการปล่อยสัญญาณ Pink noise ให้ค่าระดับเสียงคงที่ แล้วหยุดการปล่อยสัญญาณ เพื่อให้ Sound Level Meter ตรวจวัดค่าความดังของเสียงที่ลดลงเทียบกับเวลา เพื่อคำนวณหาค่า T30
7. คำนวณค่า DnTw หรือ FSTC ตามข้อแนะนำในการคำนวณตามมาตรฐาน

ค่า STC จากห้องปฏิบัติการสัมพันธ์กับค่า FSTC ที่หน้างานอย่างไร

มีการศึกษาว่า ค่า STC ที่ได้จากการทดสอบในห้องปฏิบัติการ จะมีความสัมพันธ์เชิงสถิติกับค่า FSTC ดังแสดงในตารางดังต่อไปนี้