Acoustic designs

I am a person who enjoys music Listening & home cinema entertainment. It is my pleasure to help and educate people to enjoy their system at its best. -

06/01/2025

I am a person who enjoys music Listening & home cinema entertainment. It is my pleasure to help and educate people to enjoy their system at its best.

16/09/2024

16 Sep2024� สวัสดีเพื่อนๆและผู้ติดตามเพจ Acoustic Designs ทุกๆท่าน ผมได้ว่างเว้นจากการเขียนบทความไปประมาณปีเศษ เนื่องจากติดภาระกิจความคุมงานก่อสร้างโครงการโรงแรม B2 Premier Airport Hotel ที่จังหวัดอุบลราชธานี เป็นโครงการโรงแรมขนาด 79ห้องจำนวน 8ชั้นซึ่งเจ้าของเป็นน้องชายผมเอง เป็นโครงการที่ได้รับเสียงชื่นชมและตอบรับที่ดีเป็นอย่างมาก ท่านใดมีโอกาสแวะเยือนจังหวัดอุบลราชธานีอย่าลืมแวะเยี่ยมเยือนนะครับ เป็นโรงแรมประเภท Budget hotel ที่มีความสวยงามและสิ่งอำนวยความสะดวกครบถ้วน อีกทั้งมีราคาที่ย่อมเยา�
หลังจากนี้งานเขียนและบทความด้าน Room Acoustics จะเริ่มกลับมาเขียนอีกครั้งเพื่อเป็นประโยชน์กับผู้มีความสนใจเรื่องการทำห้องดูหนัง หรือห้องฟังเพลง โดยหากผู้อ่านท่านใดมีปํญหาที่ต้องจะสอบถามปํญหาก็ยังสามารถ inbox เข้ามาสอบถามโดยตรงได้ตอนเวลา ซึ่งหากคำถามใดอาจจะเป็นประโยชน์กับท่านอื่นๆ ผมจะนำคำถามคำตอบ มาลงในเนื้อหาถัดๆไปเป็นประโยชน์กับท่านอื่นไปด้วยพร้อมๆกันครับ

04/07/2023

พบกับรายละเอียดและเบื้องหลังของ Mr.Robert Harley บรรณาธิการนิตยสาร "The Absolute Sound" ในการออกแบบและสร้างห้องทดสอบเครื่องเสียง ของตัวเองภายในบ้าน เพื่อจุดประสงค์ที่จะได้ห้องฟังเพลงที่ดีที่สุด เพื่อใช้เป็นห้องทดสอบเครื่องเสียงและอุปกรณ์ต่างๆ ที่มีความเทียงตรงที่สุด ของปรมาจารย์แห่งวงการเครื่องเสียงท่านนี้.
จะเล่าให้ฟังเรื่อยๆในโพสต์นี้นะครับ
Mr. Harley เล่าว่าเมื่อ6ปีที่แล้ว เขาตัดสินใจที่จะย้ายมาอยู่ที่ New Mexico และวางแผนที่จะสร้าง ห้องฟังเพลง (listening Room)อีกสักห้อง และห้องนี้เขาตั้งใจที่สร้างให้เป็นห้องฟังเพลงที่ดีที่สุด เพราะจุดประสงค์ไม่เพียงที่จะเป็นห้องที่เขาใช้ฟังเพลงอย่างมีความสุขเท่านั้น เขายังวางแผนที่จะใช้ห้องที่เพื่อเป็นห้องทดสอบอุปกรณ์หรือเครื่องเสียงต่างๆ ดังนั้นห้องนี้จะความสำคัญที่จะต้องถูกออกแบบให้เป็นกลางอย่างยิ่งเพื่อการทดสอบ โดยที่ห้องต้องไม่มีส่วนเข้ามามีผลต่อการทดสอบเหล่านั้น

23/05/2023

บทความสั้นๆ เช้าวันแรกของฤดูฝน:
"กฎ 10%" เป็นแนวทางง่ายๆสำหรับการจัดวางซับวูฟเฟอร์ในห้องเพื่อให้ได้การตอบสนองความถี่ต่ำที่สมดุล ตามกฎนี้ควรวางซับวูฟเฟอร์ภายใน 10% ของขนาดที่ยาวที่สุดของห้อง

นี่คือวิธีการทำงานของกฎ 10%:

วัดขนาดห้องที่ยาวที่สุด: กำหนดความยาวของห้องตามแนวเส้นตรงที่ยาวที่สุด ซึ่งอาจเป็นความยาวหรือความกว้างก็ได้ ขึ้นอยู่กับรูปทรงของห้อง

คำนวณ 10% ของมิติที่ยาวที่สุด: คูณความยาวด้วย 0.1 (หรือหารด้วย 10) เพื่อหา 10% ของมิติที่ยาวที่สุด

กำหนดโซนการวางซับวูฟเฟอร์ที่เป็นไปได้: ระบุพื้นที่ภายในห้องที่สามารถวางซับวูฟเฟอร์ตามระยะทาง 10% ที่คำนวณได้จากขนาดที่ยาวที่สุด โซนเหล่านี้มักจะอยู่ตามผนังหรือมุมห้อง

ทดลองวางซับวูฟเฟอร์: ภายในโซนที่กำหนด ให้ลองจัดวางซับวูฟเฟอร์แบบต่างๆ แล้วฟังคุณภาพเสียง พิจารณาปัจจัยต่างๆ เช่น การตอบสนองเสียงเบส ความนุ่มนวล และการรวมโดยรวมกับลำโพงหลัก ทำการปรับแต่งและฟังผลลัพธ์จนกว่าคุณจะพบตำแหน่งที่ให้ประสิทธิภาพความถี่ต่ำที่ดีที่สุดและเวทีเสียงที่ผสานรวมไว้อย่างดี

กฎ 10% เป็นจุดเริ่มต้นสำหรับการวางซับวูฟเฟอร์และสามารถช่วยลดการตอบสนองเสียงเบสที่ไม่สม่ำเสมอซึ่งอาจเกิดขึ้นได้ในบางห้อง อย่างไรก็ตาม สิ่งสำคัญคือต้องทราบว่าเสียงของห้องและลักษณะของห้องแต่ละห้องอาจแตกต่างกันไป ดังนั้นการทดลองและการปรับแต่งอย่างละเอียดอาจจำเป็นเพื่อให้ได้คุณภาพเสียงที่ดีที่สุดในพื้นที่เฉพาะของคุณ

สรุปเนื้อหาของ e-Book ที่รวบรวมทุกเรื่องที่เกี่ยวกับ อะคูสติกภายในห้อง และการนำไปออกแบบใช้งาน
1. Introduction to Room Acoustics
* Overview of room acoustics
* Importance of room acoustics in audio reproduction
* Basic principles and concepts
2. Sound Propagation and Reflection
* Fundamentals of sound waves
* Reflection, absorption, and transmission of sound
* Impact of room surfaces on sound behavior
3. Room Measurement and Analysis
* Introduction to acoustic measurement tools and techniques
* Room acoustic parameters (reverberation time, RT60, etc.)
* Interpretation and analysis of measurement results
4. Design Considerations and Goals
* Defining design goals for different types of rooms (home theaters, recording studios, etc.)
* Factors influencing room design (room size, shape, function, etc.)
* Understanding the relationship between room dimensions and acoustics
5. Absorption Materials and Techniques
* Types of sound-absorbing materials (fiberglass, foam, fabric panels, etc.)
* Absorption coefficient and its measurement
* Placement and optimization of absorbers in the room
6. Diffusion and Scattering
* Principles of diffusion and scattering
* Different types of diffusers and their characteristics
* Placement and integration of diffusers in room design
7. Sound Isolation and Noise Control
* Understanding sound transmission through walls, ceilings, and floors
* Techniques for improving sound isolation (mass, decoupling, sealing, etc.)
* Addressing external noise sources and HVAC systems
8. Speaker Placement and Room Layout
* Importance of speaker positioning for optimal sound reproduction
* Stereo and surround sound configurations
* Addressing room modes and standing waves
9. Case Studies and Practical Examples
* Real-world examples of room acoustic designs
* Case studies highlighting challenges and solutions in different scenarios
10. Advanced Techniques and Emerging Trends
* Advanced room correction and optimization methods
* Immersive audio technologies (Dolby Atmos, DTS:X, etc.)
* Emerging trends in room acoustic design and research
11. Room Acoustics for Specific Applications
* Design considerations for home theaters, recording studios, concert halls, offices, etc.
* Tailoring room acoustics to specific needs and preferences
12. Room Acoustics and Architectural Design
* Collaboration between acousticians and architects
* Integration of acoustic treatments into architectural plans
* Importance of early-stage design decisions

17/10/2022

Acoustics 101: EP5 (Sound Absorption)
วันนี้จะมาคุยในรายละเอียดของวัสดุซับเสียงในแต่ละประเภท และการเลือกนำไปใช้งานอย่างถูกต้องเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพที่ดีที่สุด
ลักษณะการทำงานของวัสดุซับเสียง หากเราจะเเบ่งเป็นกลุ่มหรือประเภทใหญ่ๆ จะสามารถแบ่งออกได้เป็น 3กลุ่มคือ
- Porous Dissipative Materials
- Vibrational Panels
- Helmholtz Resonator
Porous Dissipative Materials วัสดุประเภทนี้จะทำการดูดซับเสียงเมื่อเสียงมีการเคลื่อนที่ผ่าน โดยวัสดุประเภทนี้จะทำหน้าที่ในการเปลี่ยนพลังงานเสียงขณะเคลื่อนที่ผ่านเป็นพลังงานความร้อน (โดยพลังงานความร้อนนั้นมีปริมาณน้อยมาก ทำให้เราไม่สามารถสัมผัส หรือรู้สึกได้ถึงปริมาณความร้อนที่เกิดขึ้น)
Vibrational Panels วัสดุประเภทจะทำหน้าที่ดูดซับหรือสลายพลังงานเสียง โดยเปลี่ยนพลังงานเหล่านั้นไปเป็นรูปของการเคลื่อนไหวหรือสั่นจากผนังวัสดุซับเสียงดังกล่าว
Helmholtz Resonator. กลุ่มสุดท้ายสลายพลังงานโดยการสั่นของเสียงภายในท่อ หรือช่องว่าง ลักษณะเหมือนการเป่าขวด หรือท่อปิด จะทำให้เราได้ยินเสียงของความถี่ใดความถี่หนึ่งในช่วงของความถี่แคบๆ ตามลักษณะของท่อหรือช่วงว่างดังกล่าว ด้วยหลักการนี้เอง จะทำให้เราสามารถออกแบบ Homholtz Resonator ที่สามารถดักจับช่วงความถี่ใดความถี่หนึ่งโดยเฉพาะได้ ซึ่งเราสามารถนำหลักการออกแบบนี้ ไปใช้แก้ปัญหาความถี่บางความถี่ที่เกิดขึ้นภายในห้องได้
และวิธีการวัดหรือรู้ถึงประสิทธิภาพการทำงานของวัสดุทั้ง 3ประเภทดังกล่าว เราจะใช้หน่วยที่เรียกว่า "absorption coefficient alpha" ซึ่งแสดงผลในรูปอัตราส่วนในการซับพลังงานเสียงเทียบกับพลังงานทั้งหมด ตย. ค่า absorption coefficiet : 0.30 หมายว่าวัสดุชนิดนั้นๆสามารถดูดซับพลังงานเสียงได้ 30% ของพลังงานเสียงที่เข้ามาทั้งหมด และค่า absorption coeeficient จะมีค่าอยู่ระหว่าง 0-1. (หมายความว่า: 0 วัสดุนั้นจะไม่สามารถดูดซับเสียงได้เลย., 1: หมายความว่าวัสดุนั้นสามารถดูดซับพลังงานเสียงทั้งหมดที่เข้ามา 100%
Helmholtz Resonator: ดังที่กล่าวมีประสิทธิภาพในการดูดซับความถี่ใดความถี่หนึ่งได้อย่างประสิทธิภาพ ในลักษณะที่มีค่า Q แคบๆ ซึ่งเทคนิคหรือวิธีการในการขยายช่วงความถี่ของการทำงานให้กว้างขึ้น สามารถทำได้ง่าย โดยใส่วัสดุซับเสียงประเภท Prous Materials ลงในช่วงของคอหรือท่อดังกล่าว แต่ผลเสียที่จะตามมาคือประสิทธิภาพในการดูดซับความถี่หลัก ที่เกิดขึ้นก็จะถูกลดลงไปด้วย ดังนั้นเราคงต้องประเมินปัญหาควบคู่กับการออกแบบการใช้งานให้ถูกต้องเหมาะสม
Porous Dissipative Materials: วัสดุกลุ่มนี้จะมีสามารถในการดูดซับพลังงานช่วงความถี่ต่ำได้ไม่ดี จะทำได้ดีในความถี่ช่วงความถี่สูงๆเท่านั้น ซึ่งปรากฎการณ์เหล่านี้นั้นจะมีความสัมพันธ์โดยตรงกับ ความยาวคลื่นของช่วงความถี่ต่างๆ ตัวอย่างเช่นความถี่ที่ 100Hz จะมีความยาวคลื่นที่ประมณ 3.4 เมตร ดังนั้นวัสดุ Porous Dissipative Materials บางๆโดยทั่วไปจึงไม่สามารถดูดซับพลังงานที่ความถี่ต่ำๆได้เลย ตรงกันข้ามกับช่วงความถี่สูง ๆเช่น ความถี่ที่ 10KHz จะมีความยาวคลื่นเพียง 34มม. ดังนั้นวัสดุกลุ่มนี้จึงเหมาะสำหรับการออกแบบเพื่อใช้ซับเสียงในช่วงความถี่เสียงกลางและเสียงสูงโดยเฉพาะเท่านั้น
Vibrational Panels: : วัสดุในกลุ่มนี้จะทำงานอย่างประสิทธิภาพกับช่วงความถี่ต่ำๆ แต่ไม่เหมาะในการนำไปใช้ในการดูดซ้บเสียงช่วงความถี่สูงๆ ดังนั้นในการออกแบบ acoustics ภายในห้องที่ดี จะต้องมีการนำวัสดูทั้งสามประเภท ไปใช้อย่างประสมประสานที่เหมาะสมอย่างลงตัว
ตัวอย่างของวัสดุทั้งสามประเภท. :
- Porous Dissipative Materials: พรม, ผ้าม่าน, แผ่นฝ้า, Mineral wool, Fiberglass.
- Vibration Panels. ผนังเบา, ฝ้า, พื้นไม้
- Helmholtz Resonator. : ช่องว่างหรือรูเปิดของผนัง, ท่อแอร์(Air-duct) บนฝ้าภายในห้อง

หวังว่าข้อมูลเล็กๆน้อยๆเหล่านี้จะเป็นประโยชน์ในการนำไปประกอบการใช้งาน แล้วพบกันใหม่ใน EP.ถัดไปครับ
ยุทธนา ค้าคล่อง
www.theacousticdesigns.com
อ้างอิง: Building Acoustics and Noise Control: Dr. Chris Field (PhD. in Acoustics).

03/10/2022

Acoustics 101: EP4 (Acoustic Properties of Materials)
วันนี้มาต่อกันที่ Acoustics 101 EP4 ในเรื่อง ชนิดของพื้นผิววัสดุที่จะมีผลต่อ Acoustics ในหลากหลายรูปแบบด้วยกัน โดยขอเริ่มตามลำดับดังนี้
- Reflective (Hard) วัสดุมี่มีพื้นผิวเรียบแข็ง ที่มีค่าการสะท้อนกลับสูง วัสดุกลุ่มนี้เราจะนำมาใช้เป็นตัวกำหนดการสะท้อนของเสียงไปยังตำแหน่งหรือพื้นที่ที่เราต้องการ การใช้วัสดุในกลุ่มนี้ค่อนข้างง่ายไม่ซับซ้อน
- Absorptive ( Soft materials or materials that can flex) วัสดุในกลุ่มนี้จะเปลี่ยนพลังงานเสียงให้เป็นพลังงานความร้อน โดยเกิดจากการเคลื่อนไหวภายในของวัสดุ
- Diffusive (Scattering) วัสดุกลุ่มนี้จะมีพื้นผิวที่มีการโค้งนูนไม่สม่ำเสมอ ซึ่งลักษณะการของโค้งนูนของพื้นผิวที่ไม่สม่ำเสมอเหล่านี้ จะทำให้ทิศทางการสะท้อนเสียงที่มาตกกระทบ จะเป็นในทิศทางที่ไม่แน่นอน ไม่สามารถกำหนดได้หรือกำหนดได้ยาก ไม่เหมือนกับวัสดุประเภทที่มีผิวเรียบ

คราวนี้มาลงขยายความลงในรายละเอียดแต่ละชนิดกัน โดยเริ่มต้นจาก
Reflective Surface: หากจะยกตัวอย่างวัสดุในกลุ่มนี้ เพื่อให้ภาพได้ง่ายขึ้น ตัวอย่างเช่น ผนังก่ออิฐ, ผนังปูนฉาบเรียบ หรือผนังยิปซั่มที่ใช้ติดตั้งภายในบ้านหรืออาคาร หรือแม้กระทั่งพื้นผิวของน้ำในสระหรือทะเลสาบ ผิวน้ำเหล่านี้จะจัดอยู่ในกลุ่มนี้ด้วย (โดยเฉพาะการกำหนดออกแบบ Acoustics ของการแสดงสดนอกอาคาร (outdoor event) ที่บริเวณการแสดงอยู่ใกล้สระหรือแหล่งน้ำ ต้องระมัดระวังผลกระทบของการสะท้อนของผิวน้ำเหล่านั้นด้วย ซึ่งผืนน้ำขนาดใหญ่เราก็จัดให้เป็น Acoustics reflective surface อีกชนิดหนึ่งเช่นกัน

คราวนี้หากจะแบ่งชนิดและลักษณะของกลุ่มวัสดุประเภทนี้ สามารถแบ่งย่อยลงในรายละเอียดได้ดังนี้
- A Plane, Solid, Smooth surface. ทิศทางของการสะท้อนของเสียงบนวัสดุ แข็ง ผิวเรียบจะเป็นไปตามกฎ Physicsที่ว่า มุมตกกระทบจะเท่ากับมุมสะท้อน ดังนั้นผนังหรือวัสดุประเภทนี้จะง่ายต่อการกำหนดทิศทางสะท้อน หรือตำแหน่งจุดตกกระทบของเสียง
- A Concave Surface. เราจะใช้วัสดุกลุ่มนี้ในการเพิ่มจุดโพกัสของเสียง รวมพลังเสียงหลังจากตกกระทบให้มารวมกันที่จุดๆเดียวหรือ พื้นที่ขนาดเล็กที่กำหนด ซึ่งขนาดของรัศมีจะเป็นตัวกำหนดความเข้มของเสียงหลังตกกระทบ
- A Convex Surface. จะมีลักษณะการทำงานในทิศทางตรงกันข้ามกับ Concave surface โดยจะกระจายเสียงภายหลังตกกระทบ ออกไปรอบๆตัว โดยมีองศาของการกระจายในลักษณะสม่ำเสมอมีรูปแบบที่แน่นอน
- A Corner Reflector. จะใช้ในการออกแบบให้เสียงสะท้อนกลับในทิศทางของแหล่งกำเนิดเสียงที่มาตกกระทบ การใช้งานของผนังงานลักษณะนี้ต้องอาศัยความชำนาญ และประสบการณ์ของผู้ออกแบบ เพื่อที่จะให้ได้ผลลัพท์ตามที่ต้องการ

ในบางครั้งหรือหลายๆครั้ง Acoustician มีการออกแบบผนังให้เป็นลักษณะ Free form เหมือนทรงรูปคลื่น ซึ่งต้องให้ประสบการณ์สูงที่จะใช้ส่วนโค้งหรือส่วนเว้า ของผนังเพื่อให้ได้สภาพ Acoustics ตามแบบหรือการคำนวณที่ต้องการ เพราะการใช้งานผนังประเภทนี้ ระดับเสียงณตำแหน่งรับจุดต่างๆ จะไม่มีความสม่ำเสมอ มีทั้งดังและเบาที่แตกต่างกัน แม้ว่าอยู่ในตำแหน่งที่ใกล้กันก้อตาม บางครั้งในการแก้ปัญหาดังกล่าวที่เกิดขึ้น อาจทำได้โดยมีการบรรจุวัสดุซับเสียงอยู่ภายใน หรือด้านหลังเพื่อเป็นการลดผลกระทบที่เกิดขึ้นได้

Sound Absoring Surface: วัสดุในกลุ่มนี้จะเป็นที่ได้รับความนิยม และมีประสิทธิภาพในการทำงาน ตัวอย่างเช่น
- Mineral Wool
- Fiberglass
- Cloth Drapes
- People
- etc.
การคำนวณออกแบบ Room acoustics โดยใช้วัสดุเหล่านี้มีความจำเป็นที่จะต้องมีความรู้ของคุณสมบัติหรือ ช่วงความถี่ของการทำงานงานของวัสดุในแต่ละประเภท โดยในการออกแบบที่ดีจะต้องสามารถของแบบให้ได้คุณภาพเสียงที่ดี สม่ำเสมอทุกขณะ ไม่ว่าขณะนั้นห้องTheater เหล่านั้นจุคนเต็มพื้นที่ ครึ่งพื้นที่ หรือแม้กระทั่งคนที่เข้ารับฟังที่มีปริมาณเล็กน้อยก็ตาม (เพราะดังที่กล่าวคนก็จะเปรียบเสมือนวัสดุซับเสียงภายในห้องประเภทกนึ่งเช่นกัน)

Diffusive Surfaces. หากเราจะแยกย่อยผนังในกลุ่มนี้ เราสามารถแบ่งออกได้ง่ายเป็น 3 แบบดังนี้
- Ornamental Surface
- Modulated Surface
- Coffers.
เป็นข้อสังเกตูที่น่าสนใจอันหนึ่งที่ว่า อาคารหรือสถาปัตกรรมสมัยเก่าหลายๆแห่ง จะมีสภาพ Acoustics ที่ดีอย่างน่าประหลาด ซึ่งเหตุผลหลักอันหนึ่งที่น่าสนใจคือ สถาปัตกรรมโบราณเหล่านั้น ส่วนมากมักจะมีการขึ้นรูปปูนปั้น หรือภาพแกะสลักและรายละเอียดจำนวนมาก ซึ่งสิ่งเหล่านั้นนั่นเอง ที่นอกจากจะมีความวิจิตรสวยงามแล้ว อีกหน้าที่หนึ่งยังทำตัวเป็น Diffusers ขนาดใหญ่ที่มีความลึกต่างกันหลายๆระดับ สามารถครอบคลุมความถี่ต่างๆของเสียงที่มีช่วงความถี่ที่กว้างมากอีกด้วย
ในปัจจุบันเราได้มีการศึกษาพัฒนา Diffusers ที่ความสามารถในการจัดการปัญหาด้าน Acoustics หลากหลายรูแแบบ ซึ่งหนึ่งในนั้นคือ Quadratic Residue Diffusers ได้รับความนิยมเป็นอย่างมากอันเนื่องจากประสิทธิภาพของการทำงานที่เที่ยงตรงนั้นเอง

ขอแทรกบทเสริมที่น่าสนใจในการแก้ปัญหา Acoustics Hall ขนาดใหญ่ ซึ่งเป็นวิธีการง่ายๆแต่สามารถแก้ปัญหาได้อย่างมีประสิทธิภาพ จากรูปแนบจะเห็น Hall ขนาดใหญ่ที่ถูกขึ้นแล้วมีปัญหาทางด้าน Acoustics ประสิทธิภาพในการได้ยิน ในแต่ละพื้นที่จะมีความแตกต่างกันไม่สม่ำเสอ (เนื่องจากผนังหลังที่ออกแบบจะเป็นลักษณะโค้งสลับซับซ้อนและมีการเรียงตัวในรูปแบบที่ไม่สม่ำเสมอ ทำให้การคำนวณและแก้ปํญหาทำได้ยาก แต่เทคนิคง่ายๆที่ถูกนำมาใช้ในการแก้ปัญหาดังกล่าว และสามาถแก้ปัญหาได้อย่างง่ายดาย ด้วย Laser Point เพียงตัวเดียว
โดยวิธีการคือ เขาจะจำลองสร้าง Model ให้ได้สัดส่วนตรงตามขนาด Hall จริงแล้วใช้แผ่น Foil สะท้อนแสงติดบนแบบจำลองนั้นบนผนังด้านหลัง ตามสัดส่วนจริง แล้วนำ Laser Point วางที่ตำแหน่ง หลัก ของการแสดง หรือจุดวางต่างๆของเครื่องดนตรี แล้วส่อง Laser จากจุดหลักดังกล่าวไปยังผนังจำลองที่ถูกสร้างขึ้น แล้วให้สังเกตุตำแหน่งการสะท้อนกลับของ Laser มายังตำแหน่งต่างๆของจุดนั่งฟั่งหรือสะท้อนกลับตรงมาแหล่งกำเนิดแสง เราก็จะสามารถนำข้อมูลเหล่านั้นไปคำนวณหรือออกแบบ ณตำแหน่งสะท้อนกลับเหล่านั้น ว่าเราจะต้องแก้ไขปัญหาอย่างไร เพื่อให้ได้คุณภาพเสียงที่ดีที่สุด บางครั้งวิธีการง่ายๆเหล่านี้สามารถนำมาใช้แก้ปัญหาที่ซับซ้อนได้อย่างง่ายดายก็เป็นได้ ลองนำแนวคิดนี้ไปปรับใช้ดู แล้วพบกับ EP. ถัดไปครับ

ยุทธนา ค้าคล่อง
www.theacousticdesigns.com
อ้างอิง:
Building Acoustics and Noise Control: Dr. Chris Field (PhD. in Acoustics).

19/09/2022

Soundproofing Insulation: SP.III (บทความพิเศษ)
วันก่อนมีการพูดคุยกับเพื่อนๆ และคนรู้จักหลายคนยังพบว่ายังมีความสับสนเกี่ยวกับ Soundproofing & Sound Acoustics จึงคิดว่าน่าจะนำเรื่องนี้มาเหล่าสรุปให้ฟังแบบง่ายๆเป็น EP พิเศษแทรก Acoustics 101 สักอาทิตย์นึงครับ
Soundproofing Insulation:
ฉนวนกันเสียงในปัจจุบันเรานำมาใช้ทั้งในอาคารพาณิชย์และบ้านเรือน เพื่อช่วยลดปริมาณเสียงรบกวนที่ส่งผ่านไปยังส่วนอื่นๆ ของอาคาร ฉนวนมีบทบาทสำคัญในการป้องกันเสียงรบกวนจากภายนอกเข้าสู่ภายในบ้าน และป้องกันเสียงจากภายในบ้านออกสู่ภายนอก อีกทั้งยังช่วยลดการถ่ายเทความร้อนโดยทำให้บ้านของคุณเย็นขึ้น จากความร้อนหรือแสงแดดภายนอกบ้าน และเป็นการช่วยประหยัดไฟลดการทำงานของเครื่องปรับอากาศได้อีกด้วย.
ซึ่งหากเราจะขยายความชนิดและแหล่งที่มาของเสียงรบกวน (Noise) เราพอจะแยกได้ดังนี้
Airbornes Noise:
เสียงรบกวนประเภทนี้ คือเสียงรบกวนใดๆที่เดินทางผ่านมาทางอากาศ โดยมีอากาศเป็นตัวกลาง ตัวอย่างเช่น เสียงนกร้อง สุนัขเห่า การสนทนา โทรทัศน์ และเครื่องยนต์ของรถยนต์ คลื่นเสียงประเภทนี้ยังจะส่งผ่านมากระทบกับโครงสร้างเช่นผนัง อาคาร บ้านของเรา การชนกันทำให้เกิดการสั่นสะเทือนที่ส่งไปยังพื้นที่ที่อยู่ติดกันได้อีกด้วย

Structure Borne Noise:
เป็นเสียงรบกวนอีกประเภทหนึ่งซึ่งหากเราจะพูดง่ายๆ ก็คือ เสียงที่เกิดจากโครงสร้างจะเกิดขึ้นเมื่อวัตถุแข็งชิ้นหนึ่งกระทบกับอีกชิ้นหนึ่ง จากนั้นคลื่นเสียงจะสร้างแรงสั่นสะเทือนที่เคลื่อนที่ผ่านองค์ประกอบโครงสร้างของอาคาร เช่น ผนังหรือพื้นที่จริงแล้วเสียงที่เกิดจากโครงสร้างมีสองประเภท:เสียงกระทบเกิดจากการสั่นสะเทือนที่ส่งโดยตรง เช่น การเหยียบพื้นที่อยู่เหนือศีรษะคุณ ด้วยเสียงที่ส่งผ่านเพดานเสียงขนาบข้างเดินทางโดยอ้อมมากกว่า เช่น การเคลื่อนผ่านช่องอากาศหรือท่อในห้องใต้หลังคาหรือผนัง ซึ่งอย่างน้อยเสียงรบกวนทั้งสองชนิดก็สามารถควบคุมได้ด้วยฉนวนกันเสียง ในการป้องกันหรือกำจัดแหล่งที่มาของเสียงที่เกิดจากโครงสร้างบางอย่างนั้นง่ายต่อการระบุ เช่น เสียงเดินภายในห้องหรืออาคาร แต่เสียงรบกวนบางประเภทก็ยากมากในการรู้ถึงแหล่งกำเนิดเสียงรบกวนนั้น
ตัวอย่างเช่น เสียงฮัมของความถี่ต่ำๆซึ่งเกิดจากสั่นสะเทือนผ่านผนัง และเป็นช่วงความถี่ที่มีเพียงหูของมนุษย์เท่านั้นที่สามารถระบุได้ว่าเป็นเสียงรบกวนที่น่ารำคาญ ในบางครั้งเสียงรบกวนประเภท Airborne Noise สามารถสร้างหรือนำมาซึ่ง Structure-borne Noise ได้เช่นกัน ตัวอย่างเช่น เสียงจากรถบรรทุกที่ส่งเสียงดังกึกก้องข้างบ้านคุณ คุณสามารถได้ยินเสียงเครื่องยนต์ผ่านกระจกซึ่งเป็นเสียงในอากาศ แต่แรงสั่นสะเทือนที่เครื่องยนต์สร้างขึ้นอาจส่งผ่านพื้นดินเพื่อเขย่ารากฐานของบ้านและทำให้หน้าต่างของคุณสั่น ทำให้เกิดเสียงรบกวนจากโครงสร้าง ซึ่งทั้งสองกรณี เราสามารถลดหรือขจัดเสียงที่ไม่ต้องการเหล่านั้นได้ด้วยการใช้ฉนวนเก็บเสียง อย่างไรก็ตามประเภทของวัสดุที่ใช้สำหรับเสียงแต่ละประเภทนั้นมีความหลากหลายและแต่ละชนิดการใช้งานจะมีแตกต่างกันมาก

วิธีการป้องกันเสียงรบกวนทั้งประเภท Structure-Borne และ Airborne Noise

เสียงที่เกิดจากโครงสร้าง (Structure-Borne) ส่วนใหญ่ถูกส่งผ่านพื้นและผนัง วิธีที่ง่ายที่สุดในการป้องกันปัญหาประเภทนี้ คือการใช้พรมนุ่มและแผ่นรองกันเสียงซึ่งสามารถช่วยดูดซับเสียงในอากาศได้เช่นกัน ผลิตภัณฑ์ที่มีความหนาแน่นและยืดหยุ่นซึ่งเรียกว่า MLV (Mass-loaded vinyl) หรือผ้าห่มกันเสียง ก็สามารถนำมาใช้พันท่อหรือ แหล่งที่เกิดเสียงจากการสั่นภายใต้ฝ้าภายในห้องหรืออาคารเพื่อลดปริมาณเสียงรบกวนที่ส่งผ่านได้ โดยวิธีที่จะป้องกันเสียงประเภทนี้ที่จริงจังให้ดียิ่งขึ้น สิ่งที่ควรทำก็คือหลีกเลี่ยงการเกิดช่องว่างอากาศที่ทำให้เกิดเสียงสะท้อน ซึ่งวิธีที่ดีที่สุดคือควรทำในระหว่างการก่อสร้าง สำหรับเสียงรบกวนในอากาศ (Airborne Noise) วิธีการป้องกันบางอย่าง เช่น การติดตั้ง drywall กันเสียงหลายชั้น การใช้หมุดโลหะ (แทนไม้) หรือการเลือกประตูกันเสียงแบบทึบ (Soundproofing Door) นั้นจำเป็นต้องมีการมองการณ์ไกลระหว่างการก่อสร้างหรือการติดตั้งเพิ่มเติม แต่ในบางครั้งวิธีการง่ายๆก็ช่วยได้เช่นกัน ตัวอย่างเช่น ส่วนประกอบการตกแต่งที่หนาแน่น เช่น เบาะเฟอร์นิเจอร์หนาดูดซับเสียงได้ค่อนข้างดี การแขวนผ้าม่านหรือผ้าห่มเก็บเสียงสามารถป้องกันห้องจากเสียงรบกวนในอากาศได้ดีระดับหนึ่งเลยทีเดึยว

การทำงานของวัสดุกันเสียง: How Soundproof Insulation Works

Absorbing Sound: วัสดุป้องกันเสียงประเภทนี้ จะมีรูพรุนที่ช่วยให้คลื่นเสียงซึมผ่านได้ มันจะแปลงพลังงานเสียงที่ตกกระทบเป็นพลังงานความร้อนผ่านการต้านทานการเสียดสีและความหนืดในโครงสร้างเส้นใยหรือเซลล์ของวัสดุ
Damping Sound : วัสดุประเภทนี้ได้แก่เช่นยางหรือโฟม เสียงที่เกิดจากการสั่นสะเทือนโดยการดูดซับพลังงานที่เกิดจากคลื่นเสียงและเปลี่ยนเป็นความร้อนภายในเนื้อวัสดุ
Blocking Sound: ว้สดุที่มีความหนาและความหนาแน่นสูง ถูกนำมาใช้ในการป้องกันไม่ให้เสียงถูกส่งผ่านไปได้
Decoupling Sound: เป็นอีกวิธีการที่ป้องกันหรือหยุดการเดินทางของเสียงผ่านตัวกลาง

การวัดประสิทธิภาพการทำงานของวัสดุกันเสียง: Soundproof Insulation Rated
- STC (Sound Transmission Class ) วัดว่าวัสดุลดทอนเสียงในอากาศได้ดีเพียงใด โดยทั่วไปเฉลี่ยค่า STC ภายในบ้านจะมีค่าอยู่ระหว่าง 20-40 ขึ้นอยู่กับคุณภาพของการก่อสร้าง สำหรับมาตราฐานอาคารโดยทั่วไป มักระบุค่าความต้องการ STC: 50 สำหรับพื้น ผนัง และเพดาน ยิ่งคะแนน STC สูงเท่าไหร่ก็ยิ่งดีเท่านั้น
- NRC (Noise Reduction Coefficient) และ SAA (Sound Absorption Average) แต่ละหน่วยวัดว่าวัสดุจะดูดซับเสียงได้มากเพียงใดในระดับ 0.0 ถึง 1.0 ยิ่งมีค่ามากใกล้ 1.0 ยิ่งดี เมตริกเหล่านี้ยังสามารถแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์ของเสียงที่ดูดซับได้ ยิ่งใกล้ 100% ยิ่งดีเช่นกัน

ชนิดของวัสดุกั้นเสียง ( Soundproofing Insulation Materials)
- Mineral Wool : วัสดุชนิดนี้จะมีรูพรุนและความหนาแน่นนี้ทำมาจากส่วนผสมของสารเช่นหิน (โดยปกติจะผลิตจากหินอัคนี เช่น หินบะซอลต์หรือซิลิกา) ถูกทำให้ร้อนจนอยู่ในรูปของเหลวแล้วปั่นเป็นเส้นใย เป็นวัสดุที่ยืดหยุ่นได้ระดับหนึ่ง Mineral wool นี้เหมาะสำหรับการดูดซับและซับเสียงทั้งในอากาศและจากโครงสร้าง ในขณะที่ยังช่วยลดการสั่นสะเทือนและเสียงก้อง โดบธรรมชาติ mineral wool มีรูพรุนซึ่งช่วยทำให้คลื่นเสียงเข้ามาได้ง่าย พลังงานจึงถูกเปลี่ยนเป็นความร้อน Mineral wool ทั่วไปมีสองชนิดclose cell & open-cell วัสดุประเภทนี้ประสิทธิภาพสูงมี NRC ตั้งแต่ 0.95 ถึง 1.05 อีกทั้ง Mineral wool ยังเป็นตัวเลือกที่ยอดเยี่ยมสำหรับฉนวนกันความร้อนอีกด้วย
- Fiberglass: วัสดุชนิดนี้จะมีราคาไม่แพงแต่การใช้งานจะยุ่งยากกว่า (ต้องสวมหน้ากากและถุงมือขณะทำงาน) ฉนวนใยแก้วทำจากพลาสติกปั่นที่มีเส้นใยแก้วฝังขนาดเล็ก แม้ว่าคุณสมบัติทางความร้อนจะไม่สู้คุณสมบัติของ Mineral wool ไม่ได้ แต่ก็มีระดับประสิทธิภาพเสียงเกือบจะใกล้เคียงกัน นั่นทำให้เป็นทางเลือกที่ดีเมื่อมีปัญหาเรื่องงบประมาณ แต่ด้วยความหนาแน่นที่มากกว่าของ Mineral wool จะทำให้มีประสิทธิภาพที่ดีกว่า Fiberglassในการกันเสียง และมีอีกข้อด้อยของ Fiberglass มีคุณสมบัติอื่นที่ด้อยกว่า Mineral wool ในด้านเป็นวัสดุฉนวนกันเสียง เพราะเมื่อเวลาผ่านไป Fiberglass อาจมีการเสียรูปทรง จากการถูกบีบอัดหรือสูญเสียรูปร่าง ทำให้ความสามารถในการดูดซับเสียงลดลงอีกด้วย
- Spray Foam: วัสดุนี้ ซึ่งบางครั้งเรียกว่า SPF (spray polyurethane foam) เป็นสารเคมีเหลวซึ่งสามารถขยายตัวได้มากกว่า 50 เท่าของปริมาตรเดิมหลังจากที่ฉีดพ่นลงในช่องว่าง โดยจะมีรูปแบบพื้นฐานสองชนิด ได้แก่ ความหนาแน่นสูง closed-cell foam และความหนาแน่นต่ำ open-cell foamโดยที่ Open-cell spray foam จะเป็นทางเลือกที่ดีกว่าในการกันเสียงรบกวน แม้ว่าชนิด closed-cell foamที่มีความหนาแน่นจะแข็งขึ้นหลังการบ่ม แต่ปัญหาที่พบส่วนใหญ่ closed-cell foam มักจะมีการหลุดออกจากโครงสร้างที่เติมและปล่อยให้เป็นรูซึ่งเสียงสามารถผ่านไปได้ ในทางกลับกัน open-cell foam ปิดจะเติมจุดเปิดทั้งหมดแล้วคงอยู่ที่นั่น ดังนั้น แม้ว่าจะไม่ได้หนาแน่นเท่า แต่ก็บล็อกเสียงได้ดีกว่าเในกรณีที่ราใช้ป็นเวลานาน โดยมีค่า NRC เฉลี่ยสูงถึง 0.7 สเปรย์โฟมยังช่วยลดเสียงรบกวนที่เกิดจากโครงสร้าง แต่จะมีข้อเสียที่ว่าจะมีราคาค่อนข้างแพง
คิดดว่าคงเป็นประโยชน์ในการเลือกตัดสินใจหาวัสดุที่เหมาะสม นำไปแก้ไขหรือป้องกันปัญหาที่คาดว่าจะเกิดขึ้นครับ

ยุทธนา ค้าคล่อง
www.theacousticdesigns.com

29/08/2022

Acoustics 101: EP3 (Decibel Arithmetic).
วันนี้มาทำความรู้จักและความเข้าใจในหัวข้อของหน่วยวัดความดังเสียง เดซิเบล (Decibels)
หากเราต้องการเพิ่มระดับความดังหรือระดับเสียงภายในห้องจากหลายๆแหล่งเสียง ผลที่ได้รับจะเป็นอย่างไร ? เบื้องต้นเรามาทำความเข้าใจกันก่อน ที่ว่าค่าความดังของเสียง (Decibels) มาจากสูตรการคำนวณทางคณิตศาสตร์ในรูปแบบของ อัตราส่วน Logarithmatic ไม่ใช่สมการเชิงเส้นโดยทั่วไป ซึ่งจะมีผลต่อผลลัพท์ของการคำนวณ ซึ่งตามหลักการแล้ว การคิดคำนวณหาค่าผลลัพท์ในรูปแบบ logarithm จะมีความยุ่งยาก ดังนั้นการคำนวณด้วยเครื่องคิดเลขหรือคอมพิวเตอร์จะง่ายกว่าและแม่นยำกว่า
ยกตัวอย่างเช่น ถ้าคุณมีแหล่งกำเนิดเสียง 2แหล่ง หนึ่งแหล่งที่ค่าความดังอยู่ที่ระดับ 45 เดซิเบล และอีกแหล่งหนึ่งที่ 45 เดซิเบล เมื่อคุณรวมมันเข้าด้วยกัน คำตอบคืออะไร ? หากเราคำนวณโดยใช้สูตรแทนค่าใช้เครื่องคิดเลขหรือคอมพิวเตอร์ โดยใช้สูตรความสัมพันธ์ logarithm นั้นเพื่อคำนวณระดับความดันเสียง สิ่งที่เราพบจริงๆ ก็คือ ความดันที่จุด 0035 Pascal หารด้วยแรงดันอ้างอิงนั้น หรือ 20 Micro Pascal ยกกำลังสอง log คูณด้วย 10 จะได้ 45 dB นั่นคือวิธีที่เราจะได้ 45 dB ทีนี้ถ้าเราจะเพิ่มแรงกดดันเหล่านั้นเข้าด้วยกัน ก็คือแรงกดดันกำลังสองเข้าด้วยกัน และหารด้วยแรงดันอ้างอิงที่หูของเราได้ยิน เมื่อคุณบวก 45 และ 45ผลรวมโดยรวมคือ 48 dB จริงๆ แล้วไม่ใช่ 90 dB ตามการบวกเลขสมการเชิงเส้น(ดูภาพแนบประกอบ)
หากจะสรุปโดยใช้ตารางค่าเป็นวิธีลัดให้ได้ตัวเลขง่ายขึ้นและเร็วขึ้น ทำได้ดัวนี้
ตัวอย่างเช่นหากคุณมีความแตกต่างในระดับความดันเสียงของแหล่งกำเนิดเสียงสองแหล่งที่ 0 หรือ 1dB หากคุณต้องการจะเพิ่มความดังโดยรวมอีก 3dB จากตัวอย่างเดิม 45 dB บวก 45 dB เท่ากับ 48 dB
หากมีความแตกต่างอยู่ระหว่าง 2 ถึง 3dB ระหว่างแหล่งที่มาทั้งสอง นำมารวมกันเราจะได้ความดังเพิ่มขึ้น 2dB ตัวอย่างที่นี่คือถ้าคุณมีแหล่งที่มา 68 dB เพิ่มเป็น 70 dB ระดับโดยรวมจะเท่ากับ 72
หากมีความแตกต่าง 4 ถึง 9 dB นำมารวมกันเราจะได้ความดังเพิ่มขึ้น 1 dB ในกรณีนี้ ตัวอย่างจากตารางแนบ 21 dB บวก 13 dBเท่ากับ 22 dB
ระดับความดังเสียงสองระดับมีความแตกต่างกันตั้งแต่ 10 ขึ้นไป ระดับเสียงที่ต่ำกว่าจะไม่ส่งผลต่อระดับเสียงโดยรวมเมื่อคุณรวมเข้าด้วยกัน ดังนั้น 59 dB บวก 70 dB ยังคงเป็น 70 db
จากข้อสรุปตัวอย่างดังกล่าวมาข้างต้น เมื่อคุณเพิ่มระดับเสียงสองระดับเข้าด้วยกัน คุณสามารถใช้หลักการเดียวกันนี้ได้เมื่อคุณดูสเปกตรัมของสัญญาณรบกวนหรือข้ามความถี่ย่าน Octave เพื่อให้ได้ระดับโดยรวม ซึ่งได้สรุปเพื่อความเข้าใจโดยใช้กฎง่ายๆขึ้นตามภาพประกอบ อาจต้องทำความเข้าใจอีกนิด แต่ไม่ยากครับลองดูครับ แล้วพบกันใหม่ใน EP.ถัดไป

ยุทธนา ค้าคล่อง
www.theacousticdesigns.com
อ้างอิง:
Building Acoustics and Noise Control: Dr. Chris Field (PhD. in Acoustics).

15/08/2022

Acoustics 101: EP2 (What is Sound)
ความนี้มาต่อกันจากคราวที่แล้ว ที่ว่าเสียงที่เราได้ยินอยู่โดยทั่วไป ไม่ใช่มีแค่โทนเสียงเดียว หรือความถี่ใดความถี่หนึ่งเพียงความถี่เดียวในชีวิตจริงเสียงจะประกอบด้วยหลายๆโทนหรือประกอบด้วยเสียงหลายๆความถี่ประกอบกัน เสียงที่เราคุ้นเคยเช่น เสียงเพลงหรือเสียงดนตรี อาจประกอบจากความถี่พื้นฐาน ความถี่เดียวหลายๆความถี่ และมีส่วนประกอบอื่นที่เป็นฮาร์โมนิกหรือ ที่จะทำให้เสียงสมบูรณ์ยิ่งขึ้น เสียงทั่วไปส่วนใหญ่ที่เราได้ยินนั้นจะมีลักษณะเป็นเสียง broad band ซึ่งรวมหมายถึงเสียงดนตรี คำพูด เสียงการจราจร เสียงเครื่องบิน และเสียงทั่วไปที่คุณได้ยินในสภาพแวดล้อม และเสียงเหล่านี้ประกอบด้วยความถี่ต่างๆ มากมายของระดับเสียงต่างๆ ในช่วงความถี่ที่มนุษย์ได้ยินตั้งแต่ 20 เฮิรตซ์ ถึง 10,000 หรือ 20,000 เฮิรตซ์
เนื่องจากหูของเราสามารถได้ยินความถี่เสียงที่ไม่ต่อเนื่องได้มากมาย และเพื่อที่จะเป็นการง่ายที่จะทำความเข้าใจ จึงจะสรุปความถี่เหล่านี้เป็นย่านหรือช่วงความถี่ เพื่อให้ง่ายต่อการอธิบายและอธิบายเรื่องทั่วๆไปที่เกี่ยวกับเสียง วิธีที่สะดวกในการจัดกลุ่มความถี่แต่ละความถี่และอธิบายความถี่เหล่านั้น ตัวอย่างเช่นค่าความถี่กึ่งกลางย่านความถี่แบ่งเป็น 63 Hz, 125 Hz, 250 Hz, 500 Hz.... 8 Hz.ถึง 5500 Hz และอีกวิธีหนึ่งในการอธิบายเสียงคือการใช้ความถี่กลางย่าน 1/3 octave band ซึ่งจะให้รายละเอียดได้มากขึ้นเพราะแยกแต่ละ octve ออกเป็น 3 ช่วงของ 1/3 octave band ดังนั้นความถี่กลางสำหรับ 1/3 octave bane จึงมีตั้งแต่ 50 Hzไปจนถึง 10 K.Hz และอย่างที่คุณเห็นในเอกสารแนบ ความถี่กลางของการแบ่งแบบ octave band ที่ความถี่ 63 Hz จะประกอบขึ้นด้วยความถี่กลางที่ 50 Hz, 63 Hz และ 80 Hz สำหรับการแบ่งแบบ Third octave band. ดังนั้นการแบ่งความถี่ทั้งสองวิธีในการอธิบายเสียง octave bandและ Third octave band มันเป็นเพียงวิธีที่สะดวกในการสรุปความถี่แต่ละความถี่เป็นแบนด์ที่สามารถอธิบายได้ง่ายขึ้น

คราวนี้เราเปลี่ยนจากความถี่เสียงมาเป็นความดันเสียง (sound pressure) หรือระดับความดันเสียง (sound pressure level) หูของเรามีความสามารถในการได้ยิน ความดันเสียงที่มีความกว้างมากๆตั้งแต่ 0.00002 Pascal หรือ 20 Micro Pascal ไปจนถึง 100 Pascal's และอย่างที่คุณพอจะจินตนาการได้ แรงกดดันมากมายในระดับเชิงเส้นนั้นหูของเราก็ไม่ได้ยินทุกความถี่ด้วยความไวที่เท่ากันในแต่ละช่วงความถี่ โดยที่หูของเราจะไวต่อเสียงความถี่ที่สูงกว่าเสียงที่มีค่าความถี่ต่ำ ดังนั้นสิ่งที่เราทำคือการใช้พารามิเตอร์ที่มีค่าหน่วยที่เรียกว่าเดซิเบล เพื่อให้ช่วงความถี่ที่ใช้งานได้จริงมากขึ้น ซึ่งเราสามารถอธิบายในแง่ของระดับเสียงได้ และความสัมพันธ์ถูกกำหนดว่าระดับความดันเสียงในหน่วยเดซิเบลคือ 10 คูณด้วย log ของความดันกำลังสองหารด้วยแรงดันอ้างอิงกำลังสอง (สูตรตามเอกสารแนบ) และแรงดันอ้างอิงนี้คือ 20 Micro Pascal เพราะนั่นคือแรงดันต่ำสุดที่เราได้ยิน

ตอนนี้เรารู้แล้วว่าเดซิเบลเป็นวิธีอธิบายระดับความดังของเสียง ตัวอย่างระดับความดันเสียงทั่วไปในชีวิตประจำวันของเราเช่น หากคุณอาศัยอยู่ในสภาพแวดล้อมในต่างจังหวัดหรือชนบท ค่าเฉลี่ยของระดับเสียงมีค่าอยู่ที่ประมาณ 30 dBหรือ 30 dBA ห้องนั่งเล่นโดยทั่วไปที่เงียบสงบอาจมีระดับเสียงพื้นหลังอยู่ที่ประมาณ 40 dBA การสนทนาปกติกับคนอื่นที่อยู่ห่างออกไปหนึ่งเมตรอาจเป็น 60 dBA รถบรรทุกอาจมีระดับความดันเสียง 78 ถึง 95 dBA คอนเสิร์ตในสถานที่ในร่มและค่อนข้างดัง เพลงร็อคที่มีการขยายเสียงสามารถมีระดับความดันเสียงที่ 110 dBA ขณะที่เสียงในสนามบินอาจสูงถึง 120 dBA

และเหตุผลที่ว่าหูของเราจะมีความไวในการได้ยินของความถี่ช่วงต่างๆจะไม่เท่ากัน เราจึงใช้กราฟการถ่วงน้ำหนักแบบ A, B weighting C และ D เพื่ออธิบายระดับความดันเสียงต่างๆ ในย่านความถี่ต่างๆ โดยที่ A weighting curve จะเป็นเส้นที่ใช้บ่อยที่สุด เพราะมันจำลองเสียงที่หูของเราฟังจริงๆ และถ้าดูจากกราฟในรูปที่แนบ จะเห็น A-weighting จะเป็นสีฟ้าในภาพ คุณจะเห็นความถี่ต่ำที่ 31.5 Hz จนถึงประมาณ 1KHz การถ่วงน้ำหนักที่มีการถ่วงน้ำหนักเป็นลบจะอยู่ที่ระดับความดันเสียง ซึ่งหมายความว่าหูของเราไม่ได้อ่อนไหวมากขนาดนั้นที่ความถี่นั้น และเราสามารถลดระดับความสำคัญหรืออิทธิพลของความถี่เหล่านั้นกับระดับเสียงโดยรวม และจากกราฟตั้งแต่ความถี่ที่ 1KHz 10 KHz คุณจะเห็นว่ามีระดับความดังที่ใกล้เคียงกัน หรือเกือบเท่ากัน และไม่มีการแก้ไขมากนัก ในขณะที่กราฟของ D-weighting มีสิ่งที่น่าสนใจ เส้นโค้งรอ D ซึ่งเพิ่มความไวบางส่วนที่ความถี่สูง (ปัจจุบัน D-weighting curve จะไม่ค่อยถูกนำมาใข้) แต่แนวคิดเกี่ยวกับเส้นโค้ง D-weighting คือมันเป็นเสียงที่ผันผวนแบบสุ่มและ พิจารณาเสียงที่เราได้รับจากเสียงที่ผันผวนแบบสุ่มที่เน้นหรือให้ความไวต่อหูของเรามากขึ้นที่ความถี่เหล่านั้น ถัดมา C-weighting จะเป็นเส้นกราฟที่ถูกนำมาใช้เสมอๆ สิ่งที่น่าสนใจคือเส้นกราฟแบบ C-weightning คุณสามารถเห็นเส้นกราฟ C-weighting มีลักษณะเกือบจะแบนตลอดช่วงความถี่ทั้งหมด ดังนั้น c-weighting curve จะเน้นที่จะใช้ทำงานเกี่ยวช่วงความถี่ต่ำ สิ่งที่เราพยายามทำคือทำให้ความถี่ต่ำมีความละเอียดมากขึ้นหรือมีความสำคัญมากขึ้นในระดับเสียงโดยรวม โดนเฉพาะสำหรับงานแสดงดนตรีกลางแจ้งหรือสถานที่เปิด ลักษณะนี้คือสิ่งที่คุณต้องคำนึงอย่างมาก คือเสียงย่านความถี่ต่ำ แล้วพบกันต่อใน EP.หน้าครับ

ยุทธนา ค้าคล่อง
www.theacousticdesigns.com
อ้างอิง:
Building Acoustics and Noise Control: Dr. Chris Field (PhD. in Acoustics).

08/08/2022

Acoustics 101: EP1 (Introduction)
วันนี้ขอเริ่มหัวข้อเรื่อง Acoustics จากคำถามแรกที่ว่า "เสียงคืออะไร.?"
(คำจัดความจากวิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี)
เสียง เป็นคลื่นเชิงกลที่เกิดจากการสั่นสะเทือนของวัตถุ เมื่อวัตถุสั่นสะเทือน ก็จะทำให้เกิดการอัดตัวและขยายตัวของคลื่นเสียง และถูกส่งผ่านตัวกลาง เช่น อากาศไปยังหู แต่เสียงสามารถเดินทางผ่านสสารในสถานะ ก๊าซ ของเหลวและของแข็งก็ได้ แต่ไม่สามารถเดินทางผ่านสูญญากาศได้ และเมื่อการสั่นสะเทือนนั้นมาถึงหู มันจะถูกส่งไปยังสมองทำให้เรารับรู้และจำแนกเสียงต่าง ๆ ได้

การเกิดเสียง
เริ่มเกิดขึ้นเมื่อวัตถุหรือแหล่งกำเนิดเสียงมีการสั่นสะเทือนส่งผลต่อการเคลื่อนที่ของโมเลกุลของอากาศที่อยู่โดยรอบ กล่าวคือโมเลกุลของอากาศเหล่านี้จะเคลื่อนที่จากตำแหน่งเดิมไปชนกับโมเลกุลที่อยู่ถัดไป ก่อให้เกิดการถ่ายโอนพลังงานจากโมเลกุลที่มีการเคลื่อนที่ให้กับโมเลกุลที่อยู่ในสภาวะปกติ จากนั้นโมเลกุลที่ชนกันนี้จะแยกออกจากกันโดยโมเลกุลที่เคลื่อนที่มาจะถูกดึงกลับไปยังตำแหน่งเดิมด้วยแรงปฏิกิริยาและโมเลกุลที่ได้รับการถ่ายโอนพลังงานจะเคลื่อนที่ไปชนกับโมเลกุลที่อยู่ถัดไป ปรากฏการณ์นี้จะเกิดขึ้นสลับกันไปมาได้เมื่อสื่อกลาง (ในที่นี้คืออากาศ) มีคุณสมบัติของความยืดหยุ่น การเคลื่อนที่ของโมเลกุลอากาศนี้จึงเกิดเป็นคลื่นเสียงคุณลักษณะของเสียง
คุณลักษณะเฉพาะของเสียง ได้แก่ ความยาวคลื่น แอมปลิจูด ความเร็ว และ ความเข้มเสียง เสียงแต่ละเสียงมีความแตกต่างกัน เสียงสูง-เสียงต่ำ, เสียงดัง-เสียงเบา, หรือคุณภาพของเสียงลักษณะต่างๆ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับแหล่งกำเนิดเสียงและจำนวนรอบต่อวินาทีของการสั่นสะเทือน

ความถี่
ระดับเสียง (pitch) หมายถึง เสียงสูงเสียงต่ำ สิ่งที่ทำให้เสียงแต่ละเสียงสูงต่ำแตกต่างกันนั้น ขึ้นอยู่กับความเร็วในการสั่นสะเทือนของวัตถุ วัตถุที่สั่นเร็วเสียงจะสูงกว่าวัตถุที่สั่นช้า โดยจะมีหน่วยวัดความถี่ของการสั่นสะเทือนต่อวินาที เช่น 60 รอบต่อวินาที, 2,000 รอบต่อวินาที เป็นต้น และนอกจาก วัตถุที่มีความถี่ในการสั่นสะเทือนมากกว่า จะมีเสียงที่สูงกว่าแล้ว หากความถี่มากขึ้นเท่าตัว ก็จะมีระดับเสียงสูงขึ้นเท่ากับ 1 octave

ความยาวช่วงคลื่น
ความยาวคลื่น(wavelength) หมายถึง ระยะทางระหว่างยอดคลื่นสองยอดที่ติดกันซึ่งเกิดขึ้นระหว่างการอัดตัวของคลื่นเสียง (คล้ายคลึงกับยอดคลื่นในทะเล ยิ่งความยาวช่วงคลื่นมีมาก ความถี่ของเสียง (ระดับเสียง) ยิ่งต่ำลง

ความดันเสียง
หมายถึง ค่าความดันของคลื่นเสียงที่เปลี่ยนแปลงไปจากความดันบรรยากาศปกติ ซึ่งค่าความดันที่เปลี่ยนแปลงมากที่สุด คือ ค่าความสูงคลื่นหรือแอมปลิจูด การตอบสนองของหูต่อความดันเสียงไม่ได้มีลักษณะเป็นเส้นตรง แต่มีความสัมพันธ์นลักษณะของลอกาลิทึม (Logarithm) ดังนั้น ค่าระดับความดันเสียง ที่อ่านได้จากการตรวจวัดโดยเครื่องวัดเสียงนั้น เป็นค่าทีได้จากการเปรียบเทียบกับความดันเสียงอ้างอิงแล้ว มีหน่วยวัดเป็น เดซิเบล(decibel : dB)

แอมพลิจูด
Amplitude หมายถึง ความสูงระหว่างยอดคลื่นและท้องคลื่นของคลื่นเสียง ที่แสดงถึงความเข้มของเสียง(Intensity) หรือความดังของเสียง(Loudness) ยิ่งแอมปลิจูดมีค่ามาก ความเข้มหรือความดังของเสียงก็ยิ่งเพิ่มขึ้น

ความสัมพันธ์ระหว่าง Frequency (f) และ wavelength
c (ความเร็วเสียง) = 344 m/s โดยประมาณขึ้นกับสภาพแวดล้อม, สถานที่และอุณหภูมิ

wavelength = c/f
ที่ 20 Hz ความยามคลื่นมีค่าเท่ากับ 17 meters
10,000 Hz ความยามคลื่นมีค่าเลดเหลือเพียงท่ากับ 34 millimeters ดังนั้นการจัดการในการแก้ปัญหาของความถี่ในช่วงต่างๆจะมีความแตกต่างไม่เหมือนกัน โดยความถี่ต่ำที่มีความยาวคลื่นที่ยาวมากจะมีความซับซ้อนในการแก้ปัญหามากกว่าความถี่ช่วงความถี่กลางและความถี่สูง ซึ่งมนุษย์เราโดยทั่วไปจะมีความไวต่อการได้ยินในความถี่ช่วง 1,000 Hz ถึง 10,000 Hz ต่อไปเมื่อเราทราบความสมบัติต่างๆของความถี่ชนิดต่างๆแล้วนั้น ในการออกคำนวณออกแบบอุปกรณ์หรือการใช้วัสดุใดเข้ามาช่วยในการแก้ปัญหา acoustics ภายในห้อง จะทำให้เราเข้าใจมากยิ่งขึ้น ซึ่งเราจะมาเรียนรู้กันใน EP.ถัดๆไป
ปล: ช่วงแรกๆอาจจะเป็นวิชาการเยอะหน่อยนะครับ เป็นพื้นฐานเพื่อการอ้างอิงและความเข้าใจใน EP. ต่อๆไป

ยุทธนา ค้าคล่อง
www.theacousticdesigns.com
อ้างอิง:
วิกิพีเดีย
Building Acoustics and Noise Control: Dr. Chris Field (PhD. in Acoustics).

ที่อยู่

Bangkok
10210

เบอร์โทรศัพท์

+66818698200

เว็บไซต์

https://www.theacousticdesigns.com/

แจ้งเตือน

รับทราบข่าวสารและโปรโมชั่นของ Acoustic designsผ่านทางอีเมล์ของคุณ เราจะเก็บข้อมูลของคุณเป็นความลับ คุณสามารถกดยกเลิกการติดตามได้ตลอดเวลา

ติดต่อ ธุรกิจของเรา

ส่งข้อความของคุณถึง Acoustic designs:

ชื่อ:

ที่อยู่อีเมล์:

ข้อความ:

ทางลัด

ที่อยู่
เบอร์โทรศัพท์
แจ้งเตือน
ติดต่อ ธุรกิจของเรา
อ้างสิทธิ์หรือรายงานรายการ

ต้องการให้ธุรกิจของคุณ ธุรกิจ ขึ้นเป็นอันดับหนึ่ง ศิลปะและความบันเทิง ใน Bangkok?

แชร์

Acoustic designs

ด้วยความชื่นชอบเครื่องเสียงและโฮมเธียเตอร์มาเป็นเวลานาน หลังจากจบการศึกษาด้านวิศวกรรมศาสตร์ เมื่อเริ่มทำงานและการที่ต้องการความรู้ถึงแก่นและศาสตร์ในด้านการออกแบบอะคูสติกอย่างจริงจัง ซึ่งในสมัยนั้นข้อมูลและแหล่งความรู้มีน้อยมากภายในประเทศ ความรู้และผู้เชี่ยวชาญมีประสบการณ์ที่ถูกต้องขณะนั้นจะมีเฉพาะในต่างประเทศ เมื่อมีโอกาสจึงได้เข้าศึกษาเพิ่มเติมจากสถาบันด้าน Acoustic designโดยตรงที่ประเทศสหรัฐอเมริกา และได้ศึกษาเพิ่มเติมพร้อมสอบผ่าน Certified Level 3 ของสถาบันมาตราฐานระดับโลก THX & HAA.