EP34: Reverberation Time (RT60).
มาทำความรู้จักกันก่อนครับว่า RT60 คืออะไรและเราจะนำไปใช้ประโยชน์อะไรได้บ้าง ในการนำไปคำนวณออกแบบหรือปรับปรุงห้องดูหนังฟังเพลง RT60 หรือชื่อเต็มๆคือ Reverberation Time 60. เริ่มกันก่อนว่า Revereration และ Reverberation Time ที่กล่าวถึงคืออะไร.?
Reverberation: เสียงเกิดจากคลื่นแรงดัน คลื่นเหล่านั้นกระจายจากจุดเริ่มต้นและสะท้อนไปมารอบๆ ผนัง เพดาน พื้น และทุกพื้นผิว โดยจะค่อยๆสูญเสียพลังงานไปเมื่อเวลามากขึ้น ซึ่งเราเรียกเสียงนี้ว่าเสียงก้อง ซึ่งสามารถแปลได้ว่าเป็นเสียงสะท้อนหรือการสะท้อนของเสียงหลังจากที่สร้างจากแหล่งกำเนิดเสียงขึ้นมา โดยที่ระดับหรือความเข้มเสียงจะค่อยๆ ลดลงด้วยความเร็วที่ต่างกัน ขึ้นอยู่กับความถี่และการออกแบบหรือวัสดุที่ใช้ในห้องหรือของพื้นที่ นั้นๆ ซึ่งเวลาหรือความยาวของการสลายของพลังงานเสียงนั้นเราจะเรียกว่าเป็น Reverberation Time. และเพื่อกำหนดเป็นมาตราฐานของการวัดสภาพห้องใดห้องห้องหนึ่ง เขาจะใช้ค่า RT60เป็นมาตราฐานเพื่อความเข้าใจเดียวกัน โดย RT60 จะหมายถึงเวลาที่ ระดับความดันเสียงของสัญญาณลดลงจากค่าตวามดังเริ่มต้นมาถึงจุดที่มีค่าความดังลดลงเป็นค่า (−) 60 dB
โดยมีสูตรที่ใช้ในการคำนวณดังนี้:
k คือค่าคงที่ที่เท่ากับ 0.161 เมื่อหน่วยวัดแสดงเป็นเมตร และ 0.049 เมื่อหน่วยแสดงเป็นฟุต A = S × α คือการดูดกลืนที่พื้นผิว A ทั้งหมดของห้องที่แสดงเป็นซาบิน เป็นผลรวมของพื้นที่ผิวทั้งหมดในห้องคูณด้วยสัมประสิทธิ์การดูดกลืนตามลำดับ ค่าสัมประสิทธิ์การดูดกลืน α แสดงปัจจัยการดูดกลืนของวัสดุที่ความถี่ที่กำหนด V คือปริมาตรของเปลือกหุ้ม ตัวเลขที่ใช้ในเครื่องคิดเลขนี้มาจากตารางค่าสัมประสิทธิ์การดูดกลืนของวัสดุต่างๆ
RT60 = k · V / A
with k = (24 · ln 10) / c20 = 0.161 (metric)
V = room volume in m3 A = α · S = equivalent absorption surface or area in m2RT60 = reverberation time in s S = absorbing surface in m2A = α1 · S1 + α2 · S2 + α3 · S3 + .. . c20 = 343 m/s at 20°C
ตัวอย่างเช่น: หากเสียงในห้องใช้เวลา 5 วินาทีในการลดเสียงจาก 100dB เป็น 40dB ค่า RT60 จะมีค่าเป็น 5 วินาที ซึ่งค่า RT60ที่ได้นี้จะเป็นตัวบอกสภาพห้องนั้นๆว่ามีความก้องสะท้อนอย่างไร แล้วเราจะออกแบบแก้ไขอย่างไร โดยมาตราฐานลักษณะการใช้งานในห้องหลายๆรูปแบบที่กำหนดเป็นมาตราฐานหรือแนวทางที่ใช้กันคือ:
- RT60 < 1 s: Good for classrooms.
- RT60 = 1 s: Good for speaking: articulation of speech is clear. Music doesn’t sound full, rich, or warm at this level.
- RT60= 1.5 s to 2.5 s: A good compromise if the room is to be used for both speaking and music.
- RT60 = 3.5 s: Better for music, but some loss of articulation. Would likely be difficult to understand speech.
- RT60 = 8 s to 11 s: Large medieval cathedrals will have a very long RT60! This is by design as the long reverberation time is well suited to organ music or the unaccompanied voice (for example, Gregorian chants). Measurements made at St. Paul’s Cathedral in London, England indicated that with the cathedral empty, the reverberation time at 500 Hz was 11 s. When the cathedral was full, the reverberation time was 7.8 s.**
อุปกรณ์ที่ใช้ในการวัดค่า RT60 จะประกอบด้วย
- Sound Level Meter with Room Acoustics Firmware (831-RT)
- Sound source (preferably omnidirectional) (BAS001)
- Software to create reports that are compliant with international standards such as ISO 3382-1 (performance), ISO 3382-2 (ordinary)
ซึ่งในการวัดค่า RT60 ในห้องใดๆ เราควรวัดหลายๆตำแหน่งเพื่อนำมาหาค่าเฉลี่ยของห้องนั้น เพราะว่าณตำแหน่งที่ต่างกัน ค่าRT60 ของแต่ละช่วงความถี่ก็จะแตกต่างกัน ซึ่งส่วนหนึ่งมาจากปัญหา Room mode และ SBIR ของห้อง การวัดหลายๆจุดแล้วนำมาหาค่าเฉลี่ยจะให้ผลลัพท์โดยรวมที่ดีกว่า และหากจะสรุปว่า Reverberation Time นั้นสำคัญอย่างไร คงพอสรุปง่ายๆได้ดังนี้
Reverberation Time: เสียงก้องมากเกินไปส่งผลเสียต่อความชัดเจนของการได้ยินในการพูด ตัวอย่างเช่น ในห้องหากห้องนั้นมีค่า RT60 ที่มากเกินไป จะทำให้ได้ยินสิ่งที่คนพูดได้ยาก และทำให้ผู้พูดต้องทิ้งช่วงจังหวะในการพูด เพื่อรอให้เสียงแรกนั้นหายไปก่อน ซึ่งครั้งในห้องที่มีค่า RT60 สูงมากๆ อาจต้องใข้เวลาหลายวินาที โดยเฉพาะอย่างยิ่งห้องประชุมที่มีกระจกหลายด้าน ย่อมส่งผลเสียมากยิ่งขึ้นต่อการได้ยิน เช่นเดียวกันกับห้องดูหนังฟังเพลงหากห้องนั้นๆมีค่า RT60 ที่สูงเกินไป ความชัดเจนและตำแหน่งเสียงพูดหรือชิ้นดนตรีก็จะถูกรบกวน ลดทอนคุณภาพของเสียงที่ได้รับ แต่หากห้องมีค่า RT60 ที่ต่ำเกินไปจะทำให้เรารู้สึกอึดอัดไม่สบายขณะนั่งอยู่ในห้องนั้น ทั้งนี้สุดท้ายอาจขึ้นกับความชอบส่วนบุคคลว่าตนชอบห้องที่มีค่า RT60 สูงหรือต่ำเพียงใด
โดยทั่วไปวิธีง่ายๆที่เราสามารถลดปัญหา ของเสียงก้องจะลดลงได้โดยติดตั้งหรือใช้วัสดุดูดซับเสียง เช่น พรมหนา ผ้าม่าน เฟอร์นิเจอร์หุ้มเบาะ หรือแผงดูดซับเสียงเฉพาะ นอกจากนี้ จำนวนคนหรือผู้ใช้งานภายในห้องก็มีช่วยลดเสียงก้องได้เช่นกัน ดังนั้นในทางปฎิบัติเมื่อเราต้องการวัดค่า RT60 ของห้องใดห้องหนึ่ง เราควรจะวัดในขณะที่เป็นห้องเปล่า ไม่มีคนหรือให้มีเท่าที่จำเป็นเหลืออยู่ภายในห้องก่อนทำการวัดเพื่อให้ได้ค่าที่ตรงความจริงของห้องนั้นมากที่สุด
ในทางปฎิบัติหลายครั้งเราไม่ได้ค่าการลดลงของระดับตั้งต้น จนมีระดับลดลง 60db บ่อยครั้งเราจะใช้วิธีวัดค่า RT20 หรือ RT30 แทนเพราะเราสามารถได้ค่าดังกล่าวได้ง่ายกว่า แต่มีข้อควรระวังระหว่างการวัดและอ่านค่าที่ว่า กรณี RT20 เราจะวัดช่วงเวลาระหว่าง ระดับความดังที่ลดลง 5db จนถึงระดับความดังที่ลดลง 25db, และกรณี RT30 เราจะวัดช่วงเวลาระหว่าง ระดับความดังที่ลดลง 5db จนถึงระดับความดังที่ลดลง 35db (ดูภาพประกอบ).
ปัจจุบันมี software ที่ช่วยคำนวณหาค่า RT60 ภายในห้อง และยังมีความสามารถในการวัด ค่าสำคัญที่เกี่ยวข้องกับ Room Acoustic ที่สำคัญอีกหลายค่าไม่ว่าจะเป็น Frequency response, Distortion measurement RTA Waterfall Spectrum EQ, Signal Generator (Sine wave, Square waves, Multitone signals), Sound level meter, Two-channel oscilloscope ซึ่งเป็นโปรแกรมที่สามารถ Download มาใช้ได้ฟรี. https://www.roomeqwizard.com/
อุปกรณ์เครื่องมือและโปรแกรมที่ใช้คำนวณหาค่า RT60:
- REW: https://www.roomeqwizard.com
- SMAART V8: https://www.rationalacoustics.com
- Reverb Time Software: https://www.bksv.com
- Rodetest: https://www.rodetest.com
- NTI: https://www.nti-audio.com
- SENCORE: SoundPro analyzer SP295.
ดังนั้นค่า RT60 จะเป็นค่าตั้งต้นแรกๆในการวัดสภาพห้องเพื่อการนำไปออกแบบห้องที่เหมาะสม ว่าห้องนั้นๆควรติดตั้ง Acoustic panels ชนิดต่างๆอย่างไร, จำนวนพื้นที่เท่าไร และณที่ตำแหน่งไหน ซึ่งประสบการณืของผู้ออกแบบจะมีส่วนช่วยให้ห้องที่มีคุณภาพเสียงที่ดี เหมาะสมกับลักษณะการใช้งานที่ถูกต้อง หวังว่าบทความนี้คงเป็นแนวทางที่ประโยชน์แก่ทุกท่าน หากมีคำถามหรือต้องการแลกเปลี่ยนความคิดเห็น ด้วยความยินดีครับ:
Tel: 081-869-8200
