เสียงรบกวนจากท่อน้ำในอาคาร

ขึ้นต้นว่าเสียงรบกวนแล้ว ถือเป็นสิ่งไม่พึงประสงค์ของทุกๆคน โดยเฉพาะหากเป็นเสียงที่เกิดในสถานที่ที่เราต้องไป หรือต้องอยู่อาศัยทุกๆวัน อย่างคอนโดมิเนียม อพาร์ตเมนท์ โรงเรียน โรงแรม อาคารสำนักงาน อาคารพาณิชย์ เป็นต้น  อย่างเสียงที่ดังออกมาจากห้องน้ำอย่างเสียงกดชักโครก  ก่อความรำคาญให้กับผู้อยู่อาศัยไม่น้อยทีเดียว โดยเฉพาะผู้ที่ไม่เคยชิน อาจทำให้สะดุ้งตื่นกลางดึก หากมีคนเข้าห้องน้ำตอนกลางคืน  แล้วเผอิญว่าท่อน้ำทิ้งนั้นตรงกับห้องนอนพอดี  ดังนั้น การก่อสร้างโครงการใหญ่ๆ โดยเฉพาะกลุ่มโรงแรม คอนโดมิเนียมหรูๆ โรงพยาบาล จึงคำนึงถึงเรื่องนี้มากเป็นพิเศษ เพื่อให้ความเป็นส่วนตัวของแขกและผู้พักอาศัย และเพื่อให้แขกและผู้พักอาศัยได้พักผ่อนอย่างเต็มที่

ฉบับที่แล้ว ได้กล่าวถึงภาพรวม ความรู้ทั่วไปเกี่ยวกับลักษณะเสียงรบกวน  ฉบับนี้ จะขอกล่าวถึงเสียงรบกวนจากท่อน้ำ  ซึ่งแม้ว่าจะไม่ค่อยได้รับความสนใจ ไม่ว่าในตำรา หรือในคู่มือก่อสร้าง แต่เสียงรบกวนจากระบบท่อน้ำก็เป็นจุดกำเนิดของเสียงรบกวนที่สำคัญไม่น้อย  ซึ่งความเข้าใจเกี่ยวกับสาเหตุของเสียงรบกวนและการส่งผ่านของเสียงที่เกิดขึ้นกับระบบ จะช่วยให้เราสามารถแก้ไขและหลีกเลี่ยงปัญหาได้

เสียงรบกวนจากระบบท่อน้ำมาจาก 2 แหล่งใหญ่ๆคือ ท่อส่งน้ำดี (Supply Line) และท่อระบายน้ำเสีย (Waste Water Line)  ซึ่งกลไกการเกิดเสียง และการควบคุมระดับเสียงรบกวนของทั้งสองระบบก็แตกต่างกัน

ระบบท่อส่งน้ำ (Supply Line)

เสียงรบกวนจากระบบท่อส่งน้ำเกิดขึ้นเมื่อมีการส่งน้ำภายใต้แรงดันผ่านฟิตติ้ง (Pipe fitting) และวาล์วควบคุมการไหล (Flow control valve) โดยทั่วไปเมื่อแรงดันน้ำ และความเร็วในการไหลของน้ำภายในท่อสูง ก็จะยิ่งเกิดเสียงรบกวนมาก อัตราการไหลสูงสุดในท่อส่งน้ำควรอยู่ที่ราวๆ 4 ฟุต/วินาที  ตารางด้านล่างเป็นอัตราการไหลที่แนะนำสำหรับขนาดท่อ ½” , ¾” และ  1”

นอกจากนี้ การลดความเร็ว และความดันของน้ำในท่อ จะต้องออกแบบการเดินท่อให้ห่างจากจุดที่ไม่ต้องการให้มีเสียงรบกวนเช่น ห้องนอน ห้องนั่งเล่น เป็นต้น

โดยทั่วไป ต้นกำเนิดเสียงในท่อส่งน้ำคือเสียงน้ำไหลที่บริเวณวาลว์เปิดปิดน้ำ ซึ่งมีหลากหลายดีไซน์  บางแบบก็เงียบ และบางแบบก็เกิดเสียงดัง แต่ผู้ผลิตวาลว์ส่วนใหญ่กลับไม่เปิดเผยผลการทดลองเรื่องเสียง ทำให้ผู้ซื้อไม่สามารถรู้ได้ว่าวาลว์อันไหนให้เสียงเบากว่ากัน

วิธีที่จะลดความดังของเสียงในห้องข้างๆที่ติดกับท่อน้ำคือการวางท่อน้ำให้ห่างจากผนัง แล้วใช้ตัวยึดที่สามารถทำหน้าที่เป็นฉนวนกันเสียง  ซึ่งตัวยึดที่กันเสียงได้นี้จะช่วยลดพลังงานจากการสั่นสะเทือนที่ส่งผ่านกำแพง ตัวยึดเปล่านี้มีหลายรูปแบบ แต่สิ่งที่มีเหมือนกันคือมีวัสดุนุ่ม ยืดหยุ่น คล้ายยาง และ/หรือ มีรูพรุน ห่อหุ้มรอบท่อน้ำ ดังที่ได้กล่าวไว้ในฉบับที่แล้วว่าวัสดุที่นุ่ม และมีรูพรุน จะสามารถดูดซับพลังงาน(เสียง)ได้ดี

องค์กรการวิจัยแห่งชาติ (The National Research Council – NRC) แห่งประเทศแคนาดาได้มีการวิจัยเกียวกับประสิทธิภาพในการลดเสียงของท่อน้ำชนิดต่างๆ พบว่า ท่อแข็ง อย่าง J-hook หรือ ท่อพลาสติกแข็งจะก่อให้เกิดเสียงดังมากที่สุด การหุ้มท่อด้วยฉนวนยางหนา ½ “ จะช่วยลดเสียงได้ถึง 20 dBA ในขณะที่หากหุ้มท่อด้วยเส้นใยอัด (เหมือนแผ่นรองขาเก้าอี้) ที่ความหนา ½” เช่นกัน  จะทำให้เสียงรบกวนลดลงประมาณ 10 dBA

งานวิจัยอื่นๆของ NRC ที่พบคือเสียงที่เกิดจากท่อพลาสติกจะเบากว่าท่อทองแดงประมาณ 10 dBA เมื่อท่อทั้งสองถูกยึดด้วยตัวยึดที่ไม่มีฉนวนกันเสียง แต่หากมีการใช้ฉนวนกันเสียง ค่าที่ได้จะแทบไม่ต่างกันเลย

โครงสร้างกำแพงก็เป็นอีกปัจจัยหนึ่งที่มีผลต่อเสียงรบกวนที่มากหรือน้อย การติดฉนวนใน stud cavityจะมีผลก็ต่อเมื่อท่อมีการซัพพอร์ทด้วยวัสดุยืดหยุ่น นอกจากนี้การใช้ยิปซั่มบอร์ดและฉนวนกันเสียงก็ยังสามารถลดเสียงรบกวนได้ดี  และวิธีที่ดีที่สุดที่จะลดเสียงรบกวนคือการใช้โครงสร้างแบบ double stud  ซึ่งกำแพงของห้องข้างเคียงไม่ต่อกับตัวท่อ หรือตัวยึดเลย

ภาพที่ 1 ตัวอย่างกำแพงแบบ Double stud wall  คิอด้านในประกอบด้วย 2 ชั้น

จากที่กล่าวไว้ในบทความที่แล้ว ว่าการป้องกันเสียงมีอยู่ 2 อย่างคือการใช้วัสดุที่มียืดหยุ่น มีรูพรุน จะช่วยทำให้ดูดซับเสียงได้ดี และการใช้วัสดุที่แข็ง หนัก  มีความหนาแน่นสูง เพื่อป้องกันหรือสะท้อนเสียงออกไป  ดังนั้น  ในหลายๆกรณีโดยเฉพาะในโครงการอย่างคอนโดมิเนียมหรูที่ต้องการประสิทธิภาพในการกันเสียงมากเป็นพิเศษ  ควรจะใช้ฉนวนพันรอบท่อแล้วหุ้มทับอีกทีด้วยแผ่นตะกั่ว เนื่องจากแผ่นตะกั่วจะช่วยทำหน้าที่กันเสียงอีกชั้นหนึ่ง ในขณะที่วัสดุที่มีรูพรุนด้านในจะช่วยดูดซับเสียง

ระบบน้ำทิ้ง

สาเหตุของเสียงรบกวนจากระบบท่อน้ำทิ้ง เกิดจาก

1. เสียงรบกวนจากระบบท่อน้ำทิ้ง เกิดจากการที่น้ำทิ้งกระทบกับท่อภายใน ทำให้เกิดการสั่นสะเทือน โดยทั่วไป เสียงมักเกิดบริเวณข้องอและทางแยกของท่อ เนื่องจากน้ำไหลกระทบท่อแรงกว่าบริเวณทางตรง และบริเวณดังกล่าวจะมีความปั่นป่วนมากเป็นพิเศษ
2. วัสดุของท่อที่ใช้

ในอดีตช่วงยุคก่อนปีค.ศ. 1970 ท่อที่ใช้ในอาคารมักทำจากเหล็กหล่อ (cast iron) จากนั้น ได้มีการทดลองนำโลหะชนิดอื่นอย่างทองแดงมาใช้ แต่ไม่ประสบความสำเร็จ เนื่องจากไม่ทนต่อการกัดกร่อน และยังมีท่อจากเหล็กกัลวาไนซ์ ซึ่งพบว่าไม่เหมาะสมอีกเช่นกัน เนื่องจากมีการอุดตันบ่อยมาก ทำให้เสียค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษามาก ดังนั้นวัสดุที่ใช้ทำท่อหลักๆในปัจจุบันจึงมีเหลืออยู่ 2 ประเภทคือ เหล็กหล่อ (cast iron) และ พลาสติก เช่น PVC และ ABS วัสดุเหล่านี้ต่างมีข้อดีข้อเสียต่างกันไป   ท่อเหล็กนั้นเป็นที่ทราบกันดีว่าเป็นท่อที่ไม่ก่อให้เกิดเสียงดังรบกวน เนื่องจากมีความหนาแน่นสูง น้ำหนักมาก ทำให้ท่อไม่เกิดการสั่นสะเทือนจนกลายเป็นเสียงรบกวนเมื่อมีน้ำไหลผ่าน นอกจากนั้นยังไม่ไหม้ไฟ จึงไม่ก่อให้เกิดสารพิษหากเกิดกรณีเพลิงไหม้ขึ้น  มีอายุการใช้งานยาวนานมาก หากดูตึกเก่าๆในแถบยุโรป เราจะพบว่าอาคารที่มีอายุนับร้อยปีบางอาคาร ก็ยังใช้ท่อเหล็กที่ติดตั้งมาตั้งแต่สมัยเริ่มสร้างกันอยู่ อย่างไรก็ตามราคาของท่อเหล็กนั้นสูงกว่าท่อพลาสติกพอสมควร จึงทำให้ผู้รับเหมาส่วนใหญ่ที่ต้องการลดต้นทุนเลือกที่จะใช้ท่อพลาสติกซึ่งมีราคาถูก และเบากว่าแทน  ชนิดพลาสติกที่นิยมใช้คือ พีวิซีประเภท Post-Chlorinated Polyvinyl chloride (CPVC) ซึ่งคุณสมบัติของพลาสติกนั้น เป็นที่ทราบกันดีว่ามีความหนาแน่นต่ำ น้ำหนักเบา  มีความทนทานต่อสารกัดกร่อนที่เจือจางมากับน้ำได้พอสมควร  ติดตั้ง และซ่อมแซมง่าย  ที่สำคัญคือไม่เกิดสนิม ไม่เปราะแตกง่าย หากติดตั้งดีๆ สามารถอยู่ได้ยาวนานหลายสิบปี แต่อย่างไรก็ตาม อายุการใช้งานของเหล็กก็อยู่ได้นานกว่าพลาสติกมาก และด้วยความหนาแน่นที่ต่ำของพลาสติก เมื่อนำมาใช้ในระบบท่อน้ำทิ้ง จึงเกิดเสียงดังมากจากการสั่นสะเทือน   ทำให้ผู้คนที่พักในโรงแรมหรือคอนโดมิเนียมที่ใช้ท่อพลาสติกสามารถได้ยินเสียงห้องข้างๆหรือชั้นบนอย่างชัดเจนว่ามีการอาบน้ำหรือกดชักโครก  อย่างไรก็ตาม ใช่ว่าจะไม่สามารถแก้ไขเสียงดังอันเกิดจากการใช้ท่อพลาสติกได้ วิธีการแก้ไขที่ง่ายที่สุดก็คือการหุ้มท่อด้วยฉนวนกันเสียงซึ่งปัจจุบันมีให้เลือกมากมายหลายแบบ ไม่ว่าจะไปใยแก้ว โฟมยางชนิดต่างๆ

ตาราง 1 สรุปการเปรียบเทียบข้อดีข้อเสียของท่อเหล็กหล่อและท่อพลาสติก

การที่เสียงกดชักโครกดังนั้น อาจเกิดจากการที่บ่อเกรอะอยู่ห่างจากโถส้วมนั้นมาก ทำให้ต้องใช้แรงดันมากเป็นพิเศษเพื่อดันของเสียลงไป หรือการใช้ท่อ PVC หรือ ABS แทนการใช้ท่อเหล็กหล่อซึ่งมีความหนาแน่นสูงและมีความหนัก  ทำให้เกิดการสั่นสะเทือนน้อยกว่าขณะมีการไหลผ่านของน้ำ หรือการออกแบบผิดที่ให้น้ำไหลลงจากที่สูงตรงๆ เป็นต้น

ภาพที่ 1 ตัวอย่างการวางวัสดุยืดหยุ่นที่ทำหน้าที่เป็นฉนวนไว้ตามที่ต่างๆ เพื่อป้องกันเสียงจากการสั่นสะเทือน

• การหุ้มฉนวนท่อ ผ่านคานหรือกำแพง

• การหุ้มฉนวนที่ท่อที่วางบนพื้นเรียบ

• การวางฉนวนใต้ข้องอของท่อน้ำทิ้ง

• การหุ้มฉนวนท่อบริเวณรอยต่อระหว่างชั้นอาคาร

การแก้ปัญหาที่ตรงจุดที่สุดคือการหุ้มท่อน้ำทิ้งด้วยวัสดุกันเสียง ท่อน้ำเกิดการสั่นสะเทือนจากการที่มีน้ำไหลผ่าน และการสั่นสะเทือนนั้นจะก่อให้เกิดเป็นคลื่นเสียงที่สามารถทะลุผ่านผนังไปยังห้องที่อยู่ติดกันได้ และกรณีที่ต้องการกันเสียงมากเป็นพิเศษ ควรใช้แผ่นตะกั่วหุ้มทับฉนวนอีกทีหนึ่ง เพื่อให้สามารถกันเสียงได้ดียิ่งขึ้น

อย่างไรก็ตาม ต้องอย่าลืมว่าการป้องกันเสียงนั้น ต้องเก็บงานให้เรียบร้อยที่สุด เนื่องจากหากมีจุดอ่อนเพียงเล็กน้อย ประสิทธิภาพของฉนวนกันเสียงลดลงอย่างมีนัยสำคัญ

 References

• Carl Hopkins. Sound insulation. Elsevier. Imprint: Butterworth-Heinemann. 2007. ISBN 978-0-7506-6526-1.
• Tomas Ficker. Handbook of building thermal technology, acoustics and daylighting. CERM. 2004 ISBN 80-214-2670-5
• the Guide for Sound Insulation in Wood Frame Construction (RR-219, Institute for Research in Construction, National Research Council Canada, 2006) by D. Quirt, T.R.T. Nightingale and F. King
• TRUSTILE : Understand STC Rating
• http://www.nrcratings.com/nrc.html
• http://www.renovation-headquarters.com/noise-control-25.htm#.U5IsEmYy9jo