ค่าความเป็นฉนวนกันเสียงของโครงสร้างที่วัดเป็นปริมาณ เรียกว่า ค่าการสูญเสียการส่งผ่านเสียง (Sound transmission loss, TL) ซึ่งหมายถึง จำนวนเดซิเบล ของพลังงานเสียงที่สูญเสียไปเมื่อมีการส่งผ่านโครงสร้าง การคำนวณค่าการสูญเสียการส่งผ่านเสียงที่เป็นมาตรฐานของ The American Society for Testing and Material (ASTM) E90-70T จาก “Laboratory Measurement of Airborne Sound Transmission Loss of Building Partitions” และ ISO Recommendation R140, “Field and Laboratory Measurement of Airborne and Impact Sound Transmission” 1960 มีดังนี้ (Egan, M. David, Concepts in Architectural Acoustics (New York: McGraw-Hill, 1972), p.68)
TL = 10 log (W1/W2) = 10 log 1/λ---------------------- (6)
เมื่อ TL = ค่าการสูญเสียการส่งผ่านเสียงของโครงสร้าง (ผนัง,พื้น,ฝ้าเพดาน) dB
W1 = กำลังเสียงที่ตกกระทบผนัง, watt
W2 = กำลังเสียงที่ส่งผ่านผนัง, watt
λ = สัมประสิทธิ์ค่าความเป็นฉนวนเฉลี่ยของวัสดุที่ได้จากห้องทดลอง
λ = 1/antilog10 (TL/10)
การส่งผ่านของเสียงเข้าในอาคารโยการสั่นสะเทือนของโครงสร้างจะลดได้ถ้าใช้โครงสร้างทีมีความหนาแน่นสูงเพื่อทำให้เสียงสะท้อนออก ค่าการสูญเสียการส่งผ่านของโครงสร้างแปรตามความถี่ของผนัง
1. ช่วงความถี่ต่ำ ค่าการสูญเสียการส่งผ่านโครงสร้างขึ้นอยู่กับความแข็ง (Stiffness) ของโครงสร้าง หมายความว่า ในช่วงความถี่ต่ำโครงสร้างอาคารที่เข็งจะทำให้ค่าการสูญเสียการส่งผ่านสูงไป แต่ถ้าเสียวที่มีความถี่เท่ากับความถี่ธรรมชาติของผนังเสียงจะส่งผ่านไปได้มาก เรียกว่า ปรากฏการณ์ ริโซแนนท์ (resonant)
2. ช่วงความถี่ปานกลาง ค่าการสูญเสียการส่งผ่านโครงสร้างจะถูกควบคุมด้วยกฎของมวล (Mass law) โครงสร้างอาคารที่มีมวลหนักจะให้ประโยชน์ในการป้องกันเสียงดีกว่ามวลเบา หากน้ำหนักของโครงสร้างหรือความถี่เพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าค่าการสูญเสียการส่งผ่านของโครงสร้างจะเพิ่มขึ้น 6 เดซิเบล สมการตามกฎของมวล คือ
TL = 20 log M + 20 log f – 45 (M มวลต่อพื้นที่ kg/m²) --------------------- (7)
TL = 20 log M + 12 log f – 29 (M มวลต่อพื้นที่ lb/ft²) ---------------------- (8)เมื่อ
TL = ค่าการสูญเสียการส่งผ่านของโครงสร้าง (ผนัง,พื้น,ฝ้าเพดาน) dB
F = ความถี่ของเสียง, Hz
สำหรับเสียงที่ตกกระทบเป็นมุมฉากกับผนัง และเสียงที่ตกกระทบผนังแบบกระจัดกระจาย TL จะต่ำกว่าปกติ 5 เดซิเบลจากผลการทดลองด้วยการคำนวณทางเรขาคณิตสำหรับช่วงความถี่ (125-200Hz) ค่าการสูญเสียการส่งผ่านเสียงสามารถคำนวณได้จากสมการ
TL = 14.5 log M + 14.5 log f – 26 (M มวลต่อพื้นที่ kg/m²) -------------- (9)
TL = 14.5 log M + 14.5 log f – 16 (M มวลต่อพื้นที่ lb/ft²) -------------- (10)
3. ช่วงความถี่สูง ค่าการสูญเสียการส่งผ่านโครงสร้างจะลดลง เนื่องจากผลของการพ้องตรงกัน (Coincidence) โดยเฉพาะที่ความถี่วิกฤต (Critical frequency, fc) เมื่อเสียงตกกระทบผนังที่ค่อนข้างเบา และมีแดมปิ้งต่ำจะทำให้ผนังนั้นสั่นสะเทือน และทำให้เสียงส่งผ่านได้มากขึ้น
แผนภูมิ ค่าการสูญเสียการส่งผ่านเสียงของโครงสร้างแปรตามความถี่ที่มา: Miller, Richard K. and Montone, Wayne v, Handbook Acoustical Enclosures and Barriers(The United States of America: The Fairmont Press, 1978:46)
TL = 10 log SS/S λS (M. David, 1972:184) ------------- (11)
เมื่อ S1,S2,S3,…………,Sn = พื้นที่ของแต่ละพื้นผิวของห้อง, Ft² ,m²
λ1, λ2, λ3,……….., λn = สัมประสิทธิ์ค่าความเป็นฉนวนของวัสดุแต่ละพื้นผิว
ส่วนคำถามว่าทำไมต้องรู้ และจะรู้ไปทำไมติดตามบทความต่อไปครับ
ตอบลบ