คำถามที่ถูกต้องไม่ใช่ “ใช้อะไรดี” แต่คือ “กำลังแก้ปัญหาอะไร”
งานอะคูสติกในอาคารมีปัญหาสองแบบที่คนละเรื่องกันโดยสิ้นเชิง แบบแรกคือเสียงจากภายนอกห้องเข้ามารบกวน หรือเสียงจากในห้องเล็ดลอดออกไป ซึ่งเป็นปัญหาการส่งผ่านเสียง (sound transmission) แบบที่สองคือเสียงภายในห้องเดียวกันสะท้อนไปมาจนก้อง ฟังไม่รู้เรื่อง ซึ่งเป็นปัญหาเสียงก้อง (reverberation) วัสดุที่ใช้แก้สองปัญหานี้เป็นคนละชนิดกัน และนี่คือต้นตอของความสับสนระหว่างคำว่าฉนวนกันเสียงกับแผ่นกันเสียง
ในภาษาไทยคำว่า “กันเสียง” ถูกใช้กับวัสดุทั้งสองกลุ่ม ทั้งที่หน้าที่ต่างกันคนละขั้ว ผลคือมีคนจำนวนมากซื้อฉนวนใยแก้วมาติดผนังเพื่อหวังให้ไม่ได้ยินเสียงเพื่อนบ้าน แล้วพบว่าเสียงแทบไม่ลดลงเลย ปัญหาไม่ได้อยู่ที่คุณภาพของฉนวน แต่อยู่ที่วัสดุนั้นไม่ได้ถูกออกแบบมาทำงานนั้นตั้งแต่ต้น
ฉนวนกันเสียง คือวัสดุซับเสียง
ฉนวนกันเสียงที่ใช้กันทั่วไปคือฉนวนใยแก้ว (glass wool) ฉนวนใยหิน (rock wool) แผ่นซับเสียงโพลีเอสเตอร์ และโฟมอะคูสติก ทั้งหมดเป็นวัสดุพรุน มีโพรงอากาศเชื่อมต่อกันจำนวนมาก เมื่อคลื่นเสียงเดินทางเข้าไปในเนื้อวัสดุ อากาศในโพรงจะเสียดสีกับเส้นใย พลังงานเสียงส่วนหนึ่งจึงเปลี่ยนเป็นความร้อนและหายไป กลไกนี้เรียกว่าการดูดซับเสียง
สิ่งที่การดูดซับเสียงทำได้คือลดพลังงานเสียงที่สะท้อนกลับเข้ามาในห้อง ห้องประชุมที่พูดแล้วก้อง ร้านอาหารที่เสียงคุยกลบกันจนต้องตะโกน หรือห้องโฮมเธียเตอร์ที่เสียงไม่คมชัด เป็นปัญหาที่แก้ด้วยวัสดุซับเสียงได้ตรงจุด ค่าที่ใช้ระบุความสามารถคือ NRC หรือสัมประสิทธิ์การดูดซับเสียง
สิ่งที่การดูดซับเสียงทำไม่ได้คือหยุดเสียงไม่ให้ผ่านผนังไปอีกห้อง เพราะวัสดุพรุนมีมวลต่อพื้นที่น้อยมาก โดยทั่วไปเพียงไม่กี่กิโลกรัมต่อตารางเมตรและเต็มไปด้วยอากาศ ซึ่งเป็นตรงข้ามกับสิ่งที่การกั้นเสียงต้องการ
แผ่นกันเสียง MLV คือวัสดุกั้นเสียง
แผ่นกันเสียงแบบ MLV (Mass Loaded Vinyl) ทำงานด้วยหลักการตรงกันข้าม คือใช้มวล ตามกฎมวล (mass law) ทุกครั้งที่มวลต่อพื้นที่ของผนังเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า ค่าการลดเสียงจะเพิ่มขึ้นประมาณ 6 เดซิเบล วัสดุที่หนักและหนาแน่นจึงสั่นตอบสนองต่อคลื่นเสียงได้น้อยกว่า และส่งพลังงานเสียงต่อไปอีกด้านได้น้อยกว่า
แผ่น BlastBlock BB830 ที่มีสต็อกในกรุงเทพฯ ให้มวลประมาณ 5 กิโลกรัมต่อตารางเมตร ที่ความหนาประมาณ 3 มิลลิเมตร ตามเอกสารของผู้ผลิต อ้างอิง BB830/20/v2 เป็นค่าโดยประมาณ เนื่องจากเป็นแผ่นรีดขึ้นรูปจึงมีความคลาดเคลื่อนตามกระบวนการผลิตประมาณ ±10 เปอร์เซ็นต์ต่อม้วน จุดสำคัญคือมวล ไม่ใช่ความหนา — ความหนา 3 มิลลิเมตรเป็นเพียงผลพลอยได้ของการอัดมวลเท่านั้น
ค่า STC ของตัววัสดุเดี่ยวอยู่ที่ 32 ที่ความหนาประมาณ 3 มิลลิเมตร และ 19 ที่ความหนา 1 มิลลิเมตร ตามเอกสารของผู้ผลิต ซึ่งเป็นค่าห้องปฏิบัติการ ตัวเลขเหล่านี้เป็นค่าของวัสดุ ไม่ใช่ค่าของผนังที่ติดตั้งแล้ว
ตารางเปรียบเทียบ
| หัวข้อ | ฉนวนกันเสียง — วัสดุซับเสียง | แผ่นกันเสียง MLV — วัสดุกั้นเสียง |
|---|---|---|
| หน้าที่ | ลดเสียงสะท้อนและเสียงก้องภายในห้องเดียวกัน | ลดเสียงที่ส่งผ่านจากห้องหนึ่งไปอีกห้องหนึ่ง |
| หลักการ | ความพรุน อากาศเสียดสีกับเส้นใยแล้วเปลี่ยนเป็นความร้อน | มวลต่อพื้นที่ ตามกฎมวล (mass law) |
| วัสดุตัวอย่าง | ใยแก้ว ใยหิน (rock wool) โฟมอะคูสติก แผ่นโพลีเอสเตอร์ | แผ่น MLV เช่น BlastBlock BB830 |
| ค่าที่ใช้วัด | NRC และสัมประสิทธิ์การดูดซับ (α) | STC, Rw และค่า transmission loss |
| มวลต่อพื้นที่ | เบามาก เต็มไปด้วยอากาศ | ประมาณ 5 กก./ตร.ม. ที่ความหนาประมาณ 3 มม. |
| ตำแหน่งติดตั้ง | ในโพรงผนัง หรือบนผิวห้องด้านที่ต้องการลดเสียงก้อง | เป็นชั้นต่อเนื่องภายในโครงสร้างผนัง พื้น หรือฝ้า |
| ใช้แก้ปัญหาเสียงจากเพื่อนบ้าน | ไม่ได้ด้วยตัวเอง | ได้ หากซีลรอยต่อครบทุกจุด |
| ใช้แก้ปัญหาห้องก้อง | ได้ นี่คืองานหลักของมัน | ไม่ได้ |
| กินพื้นที่ | มาก โดยทั่วไป 50–100 มม. | น้อย ประมาณ 3 มม. |
ทั้งสองอย่างทำงานร่วมกัน ไม่ได้แข่งกัน
ในผนังจริง ฉนวนกับแผ่นกันเสียงอยู่คนละตำแหน่งและทำคนละหน้าที่ ฉนวนใส่ไว้ในโพรงระหว่างโครงคร่าว เพื่อลดการสะท้อนไปมาของเสียงภายในโพรงอากาศ ซึ่งช่วยลดการสั่นพ้องของโพรง (cavity resonance) ที่ทำให้ผนังกลายเป็นลำโพงขนาดใหญ่ ส่วนแผ่น MLV ติดเป็นชั้นต่อเนื่องระหว่างโครงคร่าวกับแผ่นยิปซัม เพื่อเพิ่มมวลให้ทั้งระบบ
ลำดับชั้นของผนังเบาที่ทำงานได้จริง เรียงจากด้านที่มีเสียงดังเข้าไป
- แผ่นยิปซัมด้านที่รับเสียง
- โครงคร่าว โดยมีฉนวนใยแก้วหรือใยหินใส่เต็มโพรง
- แผ่นกันเสียง MLV ปูต่อเนื่อง ซ้อนรอยต่อและปิดรอยต่อด้วยเทปหรือซีลแลนท์
- แผ่นยิปซัมชั้นนอก ยิ่งหนาและยิ่งหลายชั้นยิ่งดี
- ซีลรอบขอบผนังทุกด้าน ทั้งพื้น ฝ้า และรอยต่อกับผนังข้าง
ผลของการทำครบทั้งชุดต่างกันมาก ผนังเบากรุยิปซัมสองด้านธรรมดาอยู่ที่ประมาณ STC 33 การเพิ่มแผ่น MLV เข้าไปทำให้ขึ้นไปถึง STC 51 และโครงสร้างผนังสองชั้นพร้อมช่องอากาศและฉนวนในโพรงสามารถไปได้ถึง STC 68 ตัวเลขเหล่านี้เป็นค่าห้องปฏิบัติการ หน้างานจริงมักได้ต่ำกว่าประมาณ 5 ถึง 10 เดซิเบล ขึ้นอยู่กับคุณภาพการติดตั้งและทางลัดของเสียงที่เหลืออยู่
เมื่อไรที่แผ่นกันเสียงไม่ใช่คำตอบ
มีหลายสถานการณ์ที่การซื้อแผ่น MLV เป็นการใช้เงินผิดที่ และควรพูดให้ชัดก่อนตัดสินใจ
- ปัญหาคือห้องก้อง เสียงพูดไม่ชัด หรือเสียงในห้องประชุมกลบกัน — กรณีนี้ต้องการวัสดุซับเสียง ไม่ใช่แผ่นกันเสียง
- ผนังเดิมเป็นคอนกรีตหรือก่ออิฐฉาบปูนที่หนาอยู่แล้ว — ผนังแบบนี้มีมวลหลายร้อยกิโลกรัมต่อตารางเมตร การเพิ่มอีกประมาณ 5 กิโลกรัมต่อตารางเมตรจึงแทบไม่เปลี่ยนผลลัพธ์ ควรตรวจหาทางลัดของเสียงก่อน
- เสียงเข้ามาทางประตู หน้าต่าง ช่องแอร์ หรือช่องท่อ — ปิดจุดที่อ่อนที่สุดก่อนเสมอ เสียงเดินทางผ่านจุดที่อ่อนที่สุด ไม่ใช่ผ่านพื้นที่ที่กว้างที่สุด
- เสียงเดินทางอ้อมไปตามโครงสร้าง (flanking) เช่น ผ่านพื้นและคานไปโผล่อีกห้อง — เพิ่มมวลที่ผนังไม่ได้ตัดเส้นทางนั้น
- ต้องการปูทับผนังโดยไม่ซีลรอยต่อและไม่ปิดช่องปลั๊กไฟ — ผลที่ได้จะต่ำกว่าที่คาดมาก และมักไม่คุ้มค่าวัสดุ
- ปัญหาคือเสียงกระแทกจากฝีเท้าชั้นบน — ต้องแก้ด้วยระบบพื้นลอยหรือแผ่นรองลดเสียงกระแทกเป็นหลัก แผ่นกันเสียงช่วยได้เพียงบางส่วน
สรุป
ฉนวนกันเสียงคือวัสดุซับเสียง ใช้จัดการเสียงภายในห้อง แผ่นกันเสียง MLV คือวัสดุกั้นเสียง ใช้จัดการเสียงระหว่างห้อง ถ้าปัญหาคือเพื่อนบ้าน คำตอบคือมวลบวกการซีล ถ้าปัญหาคือห้องก้อง คำตอบคือการดูดซับ และถ้าเป็นงานผนังกั้นห้องที่ทำครั้งเดียวให้จบ คำตอบคือใช้ทั้งสองอย่างในตำแหน่งของมัน คือฉนวนอยู่ในโพรงผนัง และแผ่นกันเสียงเป็นชั้นกั้นที่ต่อเนื่องและปิดรอยต่อครบ