Acoustic enclosures
Acoustical enclosures ในภาษาไทยมีชื่อเรียกได้หลายชื่อ เช่น “กล่องครอบลดเสียง” “กล่องกันเสียง” “ตู้เก็บเสียง” “ตู้กันเสียง” และ “ห้องกันเสียง” แต่ทุกคำที่ใช้เรียกจะมีความหมายเดียวกันคือ “วิธีการแก้ปัญหาเสียงดังด้วยการกั้นเสียงอย่างน้อย 5 ด้านให้กับแหล่งกำเนิดเสียง” เพื่อมิให้พลังงานเสียงและระดับเสียงดังออกมาสร้างปัญหามลภาวะทางเสียงให้แก่ผู้รับเสียงด้านนอก ตัวอย่างการแก้ปัญหาเสียงดังโดยใช้ acoustical enclosures ได้แก่ ตู้เก็บเสียงครอบเครื่องบดหรือเครื่องย่อยเศษ กล่องลดเสียงครอบชุดเกียร์บ็อกซ์ ห้องลดเสียงชุดมอเตอร์และพัดลม เป็นต้น การออกแบบ acoustical enclosures สามารถทำได้ 2 แบบตามหน้าที่หลักคือ 1) ลดเสียงหรือกันเสียงจากแหล่งกำเนิดเสียงด้านในออกไปด้านนอก และ 2) ลดเสียงหรือกันเสียงจากแหล่งกำเนิดเสียงด้านนอกที่จะเข้ามายังด้านใน
ในการแก้ปัญหาเสียงดังของแหล่งกำเนิดเสียงแบบจุดนั้น การติดตั้ง full enclosures (ปิดหมดทุกส่วน) จะลดเสียงหรือกันเสียงได้ดีกว่าแบบ partial enclosures (เปิดบางส่วน) อย่างน้อย 2-3 dBA แต่สำหรับแหล่งกำเนิดเสียงที่ต้องมีพนักงานทำงานอยู่บริเวณเครื่องตลอดเวลา เช่น เครื่องเจาะ เครื่องขัด จะไม่สามารถติดตั้ง full enclosures ได้ สำหรับการออกแบบ enclosures ให้มีประสิทธิภาพสูงสุดนั้น ผู้ออกแบบหรือวิศวกรงานเสียงจะต้องคำนึงถึง 3 เรื่องหลักคือ 1) noise reduction (NR) 2) transmission loss (TL) และ 3) insertion loss (IL) ส่วนการใช้งานจริงนั้นทางเราพบว่า transmission loss ของผนัง enclosures นั้นเป็นเรื่องสำคัญที่สุด รองลงมาคือสัดส่วนของช่องเปิด (กรณีเป็น partial enclosures) และสุดท้ายคือ พลังงานเสียงที่ถูกดูดซับอยู่ด้านในของ acoustical enclosures ด้วยวัสดุซับเสียง
โดยส่วนใหญ่แล้ว acoustic enclosures จะนิยมนำมาใช้กับแหล่งกำเนิดเสียงของอุปกรณ์หรือเครื่องจักรในโรงงาน เพราะสามารถลดเสียงหรือกันเสียงได้ไม่น้อยกว่า 6 dBA (ออกแบบและเลือกใข้วัสดุได้ถูกต้อง) Newtech Insulation มีประสบการณ์และสามารถประยุกต์ใช้ acoustic enclosures เพื่อแก้ปัญหาด้านเสียงในโรงงานดังนี้
Acoustic enclosures
- ตู้กันเสียงมอเตอร์และพัดลม
- ตู้เก็บเสียงเครื่องกำเนิดไฟฟ้าทั้งแบบก๊าซและน้ำมัน
- ตู้ลดเสียงเครื่องไสไม้ เครื่องเลื่อยไม้
- ตู้กันเสียงชุดเกียร์บ็อกซ์และสายพานไทม์มิ่ง
- กล่องครอบลดเสียงระบบปั๊มและวาล์ว
- กล่องครอบกันเสียงเครื่องย่อยเศษวัสดุ
- ห้องกันเสียงเครื่องคอมเพรสเซอร์ขนาดใหญ่
- ห้องกันเสียงสำหรับพนักงานหน้าเตาหลอมโลหะ
- ห้องกันเสียงสำหรับพนักงานในห้องคอนโทรล
- ห้องลดเสียงเครื่องตอกหรือเครื่องเจาะชิ้นงาน
สิ่งสำคัญที่ต้องคำนวณและออกแบบให้รอบคอบนอกจากเรื่องการลดเสียงด้วย acoustical enclosures คือเรื่องของการระบายความร้อน เพราะเครื่องจักรหรืออุปกรณ์ในโรงงานส่วนใหญ่จะมีความร้อนที่พื้นผิวขณะที่เครื่องทำงานตั้งแต่ระดับเดียวกับอุณหภูมิห้องไปจนถึงสูงกว่าอุณหภูมิห้องหลายเท่าตัว หากไม่ได้คำนวณการนำความร้อนออก เสียงอาจจะลดลงเมื่อทำการติดตั้ง enclosures แล้วเสร็จ แต่ก็จะมีปัญหาเรื่องความร้อนสะสมหรือ overheat ภายในห้องตามมา ทำให้เครื่องจักรต้องหยุดทำงานหรือทำงานผิดปกติ ซึ่งการระบายความร้อนสำหรับ acoustic enclosures นั้น ทำได้สองรูปแบบคือ 1) ระบายความร้อนตามธรรมชาติ (natural ventilation) และ 2) ระบายความร้อนด้วยอุปกรณ์ (forced ventilation)
กรณีศึกษาการแก้ปัญหาเสียงดังรบกวนด้วย “Acoustic Enclosures” หรือ “ห้องลดเสียง”
โรงงานแห่งหนึ่งมีพื้นที่อาคารประมาณ 800 ตร.ม. สำหรับเครื่องย่อยเศษพลาสติคขนาด 1,000 กิโลกรัม/ชั่วโมง จำนวน 1 เครื่อง ซึ่งเครื่องย่อยจะถูกใช้งานวันละ 8-12 ชั่วโมง ในขณะที่เครื่องย่อยทำงานจะมีระดับเสียงรบกวนรอบบริเวณเครื่องตั้งแต่ 88-102 dBA และส่งผลให้ระดับเสียงในอาคารมีค่าสูงกว่า 85 dBA ซึ่งพนักงานที่ปฏิบัติงานอยู่ในพื้นที่นั้นต้องสวมใส่ earplugs และ earmuffs เพื่อป้องกันอันตรายจากการได้ยินอยู่ตลอดเวลา 8-12 ชั่วโมงทำงาน เมื่อทาง Newtech Insulation เข้าสำรวจและเก็บข้อมูลเสียงหน้างานปรากฎว่ามีระดับเสียงดังข้อมูลในตาราง
ระดับเสียงก่อนการปรับปรุง
เมื่อทราบถึงระดับความดังเสียง ความถี่เสียง ความเข้มเสียงและพลังงานเสียงที่เกิดขึ้นขณะที่เครื่องย่อยเศษพลาสติคทำงานแล้ว วิศวกรงานเสียงจึงได้ทำการคำนวณและออกแบบ acoustic enclosure เพื่อแก้ปัญหาเสียงดัง โดยให้ลูกค้าเป็นผู้ออกแบบร่วมในแง่ของการใช้งานจริง เพื่อป้องกันมิให้ตู้ลดเสียงที่สร้างขึ้นกลายเป็นอุปสรรคที่จะสร้างปัญหาให้แก่ผู้ใช้งานในภายหลัง ซึ่งการทำ enclosure เพื่อแก้ปัญหานี้พบว่าต้องออกแบบตู้ลดเสียงให้สู้กับความถี่เสียงที่ระดับ 250-315 Hz อันจัดว่าเป็นความถี่ต่ำและต้องเป็นตู้ที่มีฝาเปิดออกได้ทุกด้านสำหรับงานซ่อมบำรุงและทำความสะอาด ที่สำคัญคือต้องควบคุมอุณหภูมิภายใน enclosure ไม่ให้สูงเกินกว่า 60 °C เมื่อเครื่องย่อยทำงาน ซึ่งภายหลังการติดตั้งแล้วเสร็จ พบว่าระดับเสียงลดลงอย่างน่าพอใจและอยู่ในระดับที่ไม่เกินกฎหมายกำหนด ดังข้อมูลที่แสดงไว้ในตาราง
ระดับเสียงหลังการปรับปรุง
ประสิทธิภาพของ Acoustic Enclosure รุ่น CV-64A
Tips: วิธีการคำนวณหาระดับความเข้มเสียง (Sound Intensity Level – Li)
Sound Intensity Level หรือ Li คือการเปรียบเทียบพลังงานเสียงต่อหนึ่งหน่วยพื้นที่ มีหน่วยเป็น วัตต์/ตร.ม. หรือวัตต์/ตร.ซม. แต่การเปรียบเทียบความเข้มเสียง จะนำมาเทียบกับกำลังเสียงอ้างอิงคือ 10-12 วัตต์/ตร.ม. หรือระดับเสียงที่มนุษย์เริ่มได้ยิน (threshold of hearing) ที่ความถี่ 1,000 Hz นั่นเอง สมการที่อธิบายถึงนิยามความเข้มของเสียงก็คือ
I = P/A
เมื่อ I = ความเข้มเสียง P = พลังงานเสียงที่วัดได้ A = พื้นที่รับเสียง
หรือ Li = 10 (log10 I) +120
สัมพันธ์กับพลังงานเสียงคือ Li = Lw – 10 log10 (A)
เมื่อ Li คือ ระดับความเข้มเสียง (เดซิเบล) Lw คือ ระดับพลังงานเสียง (เดซิเบล) A คือ พื้นที่รับเสียง (ตารางเมตร)
ความสัมพันธ์ของระดับความเข้มเสียงกับระดับความดังเสียง
