EP35: Solve acoustic problems systematically
วันนี้จะมาคุยแนวทางการแก้ปัญหา room acoustic ในห้องทั่วๆไปอย่างง่ายๆ และเป็นระบบเป็นขั้นเป็นตอน ด้วยวิธีการเเละอุปกรณ์และเครื่องมือวัดที่ดีมากและสำคัญคือฟรี โดยขอเริ่มต้นทำความเข้าใจก่อนที่จะเข้าไปแก้ปัญหาโดยเริ่มจากการแบ่งช่วงความถี่ทั้งหมดที่เกิดขึ้นเป็น 4 Zonesโดยแบ่ง Bandwidth ให้ละเอียดมากขึ้นโดยจะแบ่งเป็น 1/3 Octave คือแบ่งช่วงความถี่ Octave เป็น 3 ช่วงย่อย ซึ่งจะได้ความถี่กลางของแต่ละ 1/3 Octave Band ตัวอย่างเช่น 125 Hz, 160 Hz, 200 Hz, 250 Hz, 315 Hz, 400 Hz, 500 Hz, …
- Zone 1: ความถี่ที่ต่ำกว่า 28 Hz. ซึ่งช่วงที่ความยาวคลื่นมีขนาดยาวมาก (Ex. ความยาวคลื่น 28 Hzมีค่าเท่ากับ 12.28 เมตร) ซึ่งโดยเฉลี่ยช่วง Zone 1จะมีความยาวของคลื่นมากกว่าความห้องเฉลี่ยโดยทั่วไป 2-3 เท่า
http://www.mcsquared.com/wavelength.htm
- Zone 2: ช่วงความถี่ระหว่าง 30 Hz.-160 Hz. ความถี่ช่วงที่ 2 นี้มีความสำคัญมากเพราะจะเป็นช่วงของความถี่ที่จะทำให้เกิดปรากฎการณ์ที่เรียกว่า Standing wave ขึ้นภายในห้อง ซึ่งความถี่ที่เกิดขึ้นนี้ เราคำนวณได้ง่ายๆคือ ระยะคู่ขนานของผนังสองด้านมีค่าเท่ากับ ครึ่งหนึ่งของค่าความยาวคลื่นนั้นๆ ซึ่ง Standing wave ที่เกิดขึ้นนี้ จะทำให้เกิดการเสริมหรือหักล้างกันของความถี่นั้นๆ โดยสามารถเขียนเป็นความสัมพันธ์ได้ว่า
โดย n คือจำนวน loop หรือ AntinodeL คือความยาวเชือก (หรือลวด)จำนวน Node = จำนวน loop + 1หาความถี่ได้จาก
ซึ่งเราจะพบว่าบางตำแหน่งภายในห้องจะมีความถี่ที่มีความดังกว่าปกติ และบางตำแหน่งอาจไม่มีหรือไม่ได้ยินบางช่วงของความถี่บางความถี่เลยก็เป็นไปได้
และที่ช่วงความถี่ที่ Zone 2 นี้ จะเป็นช่วงรอยต่อระหว่างความถี่ต่ำกับ ความถี่ของเสียงกลาง เป็นช่วงความถี่ที่เราใช้เป็นช่วงของ Crossover
- Zone 3: ช่วงความถี่ระหว่าง 200 Hz.-1 KHz. ซึ่งเราเรียกว่าเป็นช่วงของความถี่เสียงกลาง
- Zone 4: ช่วงความถี่ตั้งแต่ 1 KHz.-20 KHz. เป็นความถี่ที่เป็นตัวสร้างหรือกำหนดความชัดเจนของเสียง และบรรยากาศของดนตรีที่ได้ยิน
RT60: เคยนำมาคุยหลายครั้งแล้วเรื่อง RT60 แต่เนื่องจากมีความสำคัญและมีความต่อเนื่องในการนำไปแก้ปัญหาของห้อง room acoustic ในคราวนี้ จึงขอสรุปสั้นๆอีกครั้งดังนี้ Reverberation Time (RT หรือ RT60) คือ เวลาการสะท้อนกลับของเสียงที่คงเหลืออยู่เมื่อต้นเสียงหยุดแล้ว เป็นการวัดค่าของเวลาทีเสียงสะท้อนกลับที่มีระดับเสียงลดลงจากระดับความดังครั้งแรก 60dB เมื่อต้นเสียงหยุดแล้ว ถ้า RT60 มีค่าน้อยจะทำให้รู้สึกว่าเสียงในห้องนั้นหายเร็วเกินไปไม่มีชีวิตชีวา รู้สึกอึดอัด หรือที่โดยทั่วไปจะเรียกว่าเสียงแห้ง(Dead Sound) แต่ถ้าค่าของเวลา RT60 มากไป ก็จะได้ยินเสียงสะท้อนมาก (Live Sound) ซึ่งทั้งมากไปหรือน้อยไปก็จะไม่ดี ต้องมีค่าที่เหมาะสมกับประเภทของการใช้งานของห้องนั้นๆ
เป้าหมายในการปรับปรุง acoustic ของห้องคือการปรับสภาพให้ได้ค่า RT60 ตลอดช่วงความถี่ต่างๆมีค่าที่ใกล้เคียงกัน และใกล้เคียงค่ากำหนดของ RT60 ตามลักษณะการใช้งานของห้องแต่ละประเภท โดยไม่มีค่า RT60 ที่ช่วงความถี่ใดความถี่หนึ่งสูงขึ้นหรือต่ำลงกว่าค่าข้างเคียงเป็นจำนวนมากอย่างเห็นได้ชัด
คราวนี้เมื่อเราทราบถึงจุดประสงค์และเป้าหมายแล้ว มาถึงวิธีปฎิบัติและขั้นตอนการทำงาน โดย Software หลักที่เราจะนำมาใช้วัดหรือคำนวณ เราจะใช้โปรแกรม REW ซึ่งเป็นโปรแกรมที่เปิดให้เราdownload มาใช้ได้ฟรี: www.roomeqwizard.com
หรือโปรแกรมมืออาชีพสำหรับการออกแบบ, simulation software โดยเฉพาะ(มีค่าใช้จ่าย)
EASE: https://audac.eu/software/d/ease-focus-3
ODEON: https://odeon.dk/
COMSOL: https://www.comsol.com/acoustics-module
i-Simpa: https://i-simpa.univ-gustave-eiffel.fr/
ซึ่งโปรแกรมเหล่านั้น เมื่อเราใส่ขนาดของห้องที่ต้องการปรับปรุง และเลือกชนิดของ Room Mode ที่ต้องการ axial, tangential หรือ oblique โปรแกรมก็จะคำนวณและแสดงค่าประมาณของ Room mode เบื้องต้นเพื่อนำไปเปรียบเทียบค่าจริงที่วัดได้ ซึ่งจากการคำนวณและวัดจริงปรากฎว่ามีทิศทางไปแนวทางและใกล้เคียงกันหรือไม่ รวมทั้งยังสามารถใช้คำนวณออกแบบ Acoustic panels แบบต่างๆ absorbers, diffusers หรือ bass trap จำนวนหรือปริมาณพื้นที่ที่เหมาะสมเพื่อให้ได้ค่า RT60 ที่ต้องการ และเมื่อเรากำหนดจุดวาง panels ต่างๆเหล่านั้นได้เหมาะสม เราจะได้ค่าความสม่ำเสมอโดยรวมของ RT60 และค่าที่ใกล้เคียงกันของความถี่ในช่วงต่างๆเหล่านั้นด้วย
หากจะขยายรายละเอียดของโปรแกรม REW จะเห็นได้ว่าประสิทธิภาพและความสามารถในการวัดค่าสำคัญต่างๆของ acoustic ห้องนั้นมีมาให้อย่างเพียงพอ ไม่ว่า SPL meter, Signal generator, Scope, Overlays, RTA หรือแม้กระทั่ง Room Simulation. เรียกว่าค่อนข้างสมบูรณ์ครบถ้วนเลยทีเดียว
ในทางปฎิบัติเมื่อเราทำการวัดค่า RT60 ด้วยโปรแกรมข้างต้นซึ่งที่เราจะได้คือ ข้อมูลของค่าในแต่ละช่วงความถี่ ซึ่งค่าต่างๆเหล่านั้นเราสามารถนำไปออกแบบ กำหนดชนิดของ acoustic panels ที่เหมาะสมรวมทั้งตำแหน่งที่เราจะนำไปติดตั้งภายในห้องเพื่อทำให้ค่าโดยรวมเฉลี่ย และค่าณช่วงความถี่ใดความถี่หนึ่งถูกต้องตามความเหมาะสมของห้องตามลักษณะการใช้งาน จากข้อมูลของผลวัดในรูปแนบ ภายหลังติดตั้ง absorber panels และทำการวัดค่า RT60 ก่อนและหลังการติดตั้ง และจากการทดสอบเราจะพบว่าค่า RT60 ในช่วงความถี่กลางและสูง Zone 3 & 4 มีความราบเรียบสม่ำเสมอดีขึ้น คงเหลือเฉพาะค่าความถี่ช่วง Zone 2 ที่ยังมีค่าสูงเมื่อเทียบกับค่าข้างเคียง ซึ่งทำให้เราสามารถนำข้อมูลหรือผลวัดนี้ นำไปออกแบบ acoustic panels ที่เหมาะสมมาใช้แก้ปัญหา ซึ่งกรณีนี้ วัสดุในกลุ่มของ Bass trap ชนิดต่างๆจะเป็นกลุ่มอุปกรณ์ที่ถูกต้องเหมาะสมที่จะถูกนำมาใช้งาน ซึ่งวิธีการออกแบบ วัดผลและปรับปรุงแก้ไขอย่างเป็นขั้นเป็นตอนเหล่านี้ จะทำให้เราสามารถแก้ปัญหาได้อย่างถูกต้องตรงจุดถูกต้อง ตามหลักการที่เคยกล่าวไว้ใน EP. แรกๆที่ว่า PDCA (Plan, Do, Check, Action/Adjust)
มีปัญหาสอบถามแลกเปลี่ยนความคิดเห็น ด้วยความยินดีครับ
ยุทธนา ค้าคล่อง
Tel: 081-869-8200
