เดซิเบลคืออะไร? ประวัติของหน่วยวัดเสียงจากสายโทรศัพท์ถึงป้ายเครื่องปั่นไฟ และกฎหมายเสียงไทยที่เจ้าของเครื่องต้องรู้

เดซิเบล (dB) คือหน่วยเปรียบเทียบแบบลอการิทึม ใช้บอกว่าปริมาณหนึ่งมากกว่าหรือน้อยกว่าค่าอ้างอิงกี่เท่า โดย 1 เดซิเบลเท่ากับหนึ่งในสิบของ 1 เบล (bel) และทุก 10 dB หมายถึงพลังงานต่างกัน 10 เท่า เมื่อนำมาใช้กับเสียง ค่าอ้างอิงคือความดันเสียง 20 ไมโครปาสคาล ซึ่งเป็นเสียงเบาที่สุดที่หูคนปกติเริ่มได้ยิน ส่วน dB(A) คือเดซิเบลที่ผ่านตัวกรอง A-weighting ให้ตรงกับความไวของหูมนุษย์ เป็นหน่วยที่กฎหมายเสียงของไทยและสเปกชีตเครื่องปั่นไฟทุกยี่ห้อใช้ร่วมกัน

แต่ก่อนจะเป็นหน่วยวัดเสียง เดซิเบลไม่ได้เกิดในห้องทดลองเรื่องเสียงเลย มันเกิดในสายโทรศัพท์ และคนที่ตั้งชื่อให้ก็ไม่ได้คิดถึงหูมนุษย์ด้วยซ้ำ บทความนี้จะพาย้อนไปดูว่าหน่วยที่อยู่บนป้ายเครื่องปั่นไฟทุกเครื่องมาจากไหน ผ่านอะไรมาบ้างกว่าจะกลายเป็นกฎหมายในประเทศไทย และตัวเลขที่เราวัดได้เองในโกดังบอกอะไรเราได้บ้าง

ปริศนาจากโกดัง: 115.3 dB(A) กับ 75 dB(A) เป็นเครื่องแบบเดียวกันได้อย่างไร

รูปปกของบทความนี้ถ่ายในโกดังของ S.E.A. Power Gent ระหว่างทดสอบเดินเครื่องปั่นไฟดีเซลแบบเปลือย (open type) เครื่องหนึ่ง เครื่องวัดระดับเสียง testo 816 ที่ถือชิดตัวเครื่องอ่านค่าได้ 115.3 dB(A) ซึ่งเป็นตัวเลขระดับเดียวกับค่าสูงสุดที่กฎหมายสิ่งแวดล้อมไทยกำหนดไว้ว่าห้ามเกิน และเป็นระดับที่กฎกระทรวงแรงงานห้ามให้ลูกจ้างสัมผัสเสียงต่อเนื่องแบบคงที่เกินกว่านี้

ทีนี้ลองเปิดสเปกชีตเครื่องปั่นไฟยี่ห้อดัง ๆ ดู เอกสารตู้ครอบเก็บเสียงของ Cummins ระบุระดับเสียงของรุ่น 800-1,000 kW ในตู้เก็บเสียงระดับ 2 ไว้ประมาณ 75-78 dB(A) ส่วนสเปกชีตรุ่น 250 kVA สำหรับตลาดอินเดียเขียนว่าตู้ครอบออกแบบให้ได้ 75 dBA ที่ระยะ 1 เมตร ที่โหลด 75 เปอร์เซ็นต์ ตัวเลขต่างกันถึง 40 dB ทั้งที่เป็นเครื่องยนต์ดีเซลตัวใหญ่เหมือนกัน

ความต่าง 40 dB ในโลกของเดซิเบลไม่ใช่ต่างกัน 40 เปอร์เซ็นต์ แต่คือพลังงานเสียงต่างกันหนึ่งหมื่นเท่า คำตอบว่าทำไมตัวเลขสองชุดนี้ถึงอยู่ร่วมกันได้ ซ่อนอยู่ในประวัติของหน่วยนี้ และเราจะกลับมาไขมันในตอนท้าย

ก่อนจะมีเดซิเบล: โลกวัดสัญญาณกันด้วยไมล์ของสายเคเบิล

ปลายศตวรรษที่ 19 บริษัทโทรศัพท์มีปัญหาเรื่องเดียวที่ใหญ่มาก คือเสียงพูดเดินทางไปตามสายทองแดงแล้วอ่อนลงเรื่อย ๆ จนฟังไม่รู้เรื่อง วิศวกรจึงต้องการหน่วยบอกว่าสัญญาณหายไปเท่าไร และหน่วยที่พวกเขาเลือกใช้ก็ตรงไปตรงมาที่สุดเท่าที่จะคิดได้ คือวัดเป็นไมล์ของสายเคเบิลมาตรฐาน (mile of standard cable หรือ MSC)

แนวคิดคือกำหนดสายโทรศัพท์แบบหนึ่งเป็นมาตรฐาน แล้วถ้าอุปกรณ์ใดทำให้สัญญาณอ่อนลงเท่ากับการเดินผ่านสายมาตรฐานยาว 1 ไมล์ ก็บอกว่าอุปกรณ์นั้นมีการสูญเสีย 1 MSC ตามบันทึกในวารสาร Bell System Technical Journal สายเคเบิลที่นำมาใช้เป็นฐานของหน่วยนี้เริ่มติดตั้งในปี 1896 และหน่วยไมล์ของสายเคเบิลมาตรฐานก็ถูกใช้ทั่วไปตั้งแต่นั้นจนถึงปี 1923

ปัญหาของ MSC คือสายเคเบิลจริงทำให้สัญญาณแต่ละความถี่อ่อนลงไม่เท่ากัน หน่วยที่ผูกกับคุณสมบัติทางกายภาพของสายหนึ่งเส้นจึงใช้เทียบข้ามระบบได้ยาก และเมื่อเริ่มมีเครื่องขยายสัญญาณหลอดสุญญากาศ ระบบโทรศัพท์ทางไกลก็ซับซ้อนเกินกว่าจะวัดด้วยความยาวสายอีกต่อไป

1923-1929: จาก Transmission Unit สู่ชื่อที่ยกย่อง Alexander Graham Bell

ปี 1923 ระบบ Bell ในสหรัฐอเมริกาเลิกใช้ MSC แล้วแทนที่ด้วยหน่วยใหม่ที่ตั้งชื่อกลาง ๆ ไว้ก่อนว่า transmission unit (TU) นิยามของมันคือ กำลังสองค่าจะต่างกัน 1 TU เมื่อมีอัตราส่วนเท่ากับ 10 ยกกำลัง 0.1 หรือประมาณ 1.26 เท่า และจำนวน TU ก็คือ 10 เท่าของลอการิทึมฐานสิบของอัตราส่วนกำลัง ซึ่งเป็นนิยามเดียวกับเดซิเบลในปัจจุบันทุกประการ แค่ยังไม่ได้ชื่อนี้ ค่า 1 TU ถูกเลือกให้ใกล้เคียงกับ 1 MSC เดิมมากที่สุด (1 MSC ประมาณ 1.056 TU) เพื่อให้วิศวกรที่คุ้นกับตัวเลขเก่าไม่ต้องเรียนรู้ใหม่ทั้งหมด

คนที่เขียนรายงานเรื่องนี้คือ W. H. Martin วิศวกรของ Bell ซึ่งตีพิมพ์เรื่อง The Transmission Unit and Telephone Transmission Reference Systems ในปี 1924 ทั้งในวารสารของสถาบันวิศวกรไฟฟ้าอเมริกัน (A.I.E.E.) และใน Bell System Technical Journal ในปีเดียวกันนั้นมีการตั้งคณะกรรมการที่ปรึกษาระหว่างประเทศว่าด้วยโทรศัพท์ทางไกลขึ้นในยุโรป และบริษัทโทรศัพท์ในหลายประเทศก็ตอบรับหน่วยใหม่นี้ในทางบวก

แต่ชื่อ transmission unit มีปัญหาอย่างหนึ่ง คือมันบอกแค่ว่าใช้กับการส่งสัญญาณ ไม่ได้บอกว่าเป็นหน่วยแบบไหน และฝั่งยุโรปเองก็ใช้หน่วยลอการิทึมฐานธรรมชาติที่เรียกว่า neper อยู่แล้ว คณะกรรมการระหว่างประเทศจึงเสนอให้ตั้งชื่อหน่วยลอการิทึมฐานสิบตามชื่อบุคคล เช่นเดียวกับที่หน่วยไฟฟ้าถูกตั้งชื่อตามนักวิทยาศาสตร์ในการประชุมที่ปารีสปี 1881 (เรื่องนี้เราเล่าไว้แล้วในบทความ kVA คืออะไร ที่มาของหน่วยที่เครื่องปั่นไฟทุกเครื่องใช้)

ชื่อที่ได้คือ bel เพื่อยกย่อง Alexander Graham Bell ผู้ประดิษฐ์โทรศัพท์ซึ่งเสียชีวิตในปี 1922 ไม่กี่ปีก่อนหน้านั้น แต่ 1 bel เป็นหน่วยที่ใหญ่เกินไปสำหรับงานโทรศัพท์ (พลังงานต่างกัน 10 เท่า) ระบบ Bell จึงประกาศใช้ชื่อ decibel สำหรับ transmission unit เดิมในปี 1928 และ Martin เขียนบันทึกสั้น ๆ เพียงสองหน้าชื่อ Decibel – The Name for the Transmission Unit ลงใน Bell System Technical Journal ฉบับเดือนมกราคม 1929 เพื่อประกาศให้โลกรู้ว่าตั้งแต่นี้ไปหน่วยนี้ชื่อเดซิเบล

มีเกร็ดที่เล่าต่อกันในวงการวิศวกรรมเสียงว่าตอนแรกมีคนเสนอให้สะกด Bell เต็ม ๆ แต่วิศวกรโทรศัพท์ฝรั่งเศสทักท้วงว่าออกเสียงใกล้คำว่า belle ในภาษาฝรั่งเศสเกินไป สุดท้ายจึงตัดเหลือ bel ตัวแอลตัวเดียว เรื่องนี้ปรากฏในบทความย้อนประวัติของวงการเสียง แต่ไม่พบในเอกสารต้นฉบับของ Bell เอง จึงขอเล่าในฐานะเกร็ดมากกว่าข้อเท็จจริงที่ยืนยันได้

สรุปสั้น ๆ คือเดซิเบลเกิดมาเพื่อวัดว่าสัญญาณโทรศัพท์หายไปเท่าไร ไม่ได้เกิดมาเพื่อวัดว่าเสียงดังแค่ไหน แล้วมันข้ามจากสายทองแดงมาถึงหูคนได้อย่างไร

จากสายโทรศัพท์ถึงหูมนุษย์: Fletcher, Munson และเครื่องวัดเสียงเครื่องแรก

ที่เดียวในโลกที่ทำวิจัยเรื่องเสียงและการได้ยินอย่างจริงจังในทศวรรษ 1920 คือ Bell Telephone Laboratories เอง เพราะบริษัทโทรศัพท์ต้องรู้ว่าหูคนได้ยินอะไรบ้างถึงจะออกแบบระบบให้ประหยัดได้ Harvey Fletcher นักฟิสิกส์ของ Bell Labs เคยเสนอหน่วยวัดความรู้สึกของเสียงที่เรียกว่า sensation unit ซึ่งในทางคณิตศาสตร์ก็เท่ากับหนึ่งเดซิเบลนั่นเอง เมื่อระบบ Bell เปลี่ยนมาใช้เดซิเบล นักวิจัยด้านเสียงจึงเปลี่ยนตามโดยอัตโนมัติ และ Fletcher ก็กลายเป็นประธานคนแรกของสมาคมเสียงแห่งอเมริกา (Acoustical Society of America) ที่ก่อตั้งในปี 1928-1929

งานชิ้นสำคัญเกิดขึ้นในปี 1933 เมื่อ Fletcher และ Wilden Munson ตีพิมพ์กราฟที่เรียกกันต่อมาว่า Fletcher-Munson curves พวกเขาให้อาสาสมัครฟังเสียงความถี่ต่าง ๆ แล้วปรับความดังจนรู้สึกว่าดังเท่ากับเสียงอ้างอิง 1,000 เฮิรตซ์ ผลที่ได้คือหูคนไวต่อเสียงแต่ละความถี่ไม่เท่ากัน เสียงต่ำ 100 เฮิรตซ์ต้องมีความดันเสียงสูงกว่าเสียง 1,000 เฮิรตซ์มากจึงจะรู้สึกว่าดังเท่ากัน และความแตกต่างนี้ยังเปลี่ยนไปตามระดับความดังอีกด้วย

สามปีต่อมา ในปี 1936 สมาคมมาตรฐานอเมริกันออกมาตรฐานเครื่องวัดระดับเสียงฉบับแรกของสหรัฐฯ คือ Z24.3-1936 โดยนำเส้นโค้ง 40 phon ของ Fletcher-Munson มาสร้างเป็นตัวกรองความถี่ที่เรียกว่า curve A ซึ่งก็คือต้นกำเนิดของตัว A ใน dB(A) นั่นเอง เป้าหมายของมาตรฐานคือทำให้เครื่องวัดต่างยี่ห้ออ่านค่าเสียงเดียวกันได้ใกล้เคียงกัน ตามบทความย้อนประวัติของ Leslie Blomberg ในปี 2018 เครื่องวัดเสียงยุคนั้นเป็นเครื่องหลอดสุญญากาศหนักกว่า 100 ปอนด์ ส่วนมาตรฐานฉบับแรกมีเพียง 11 หน้า ก่อนจะเติบโตเป็นฉบับ S1.4-2014 ที่หนา 50 หน้าในปัจจุบัน

ตัวกรอง A เดิมตั้งใจใช้กับเสียงเบาเท่านั้น (ระดับราว 40 phon) และมีตัวกรอง B กับ C สำหรับเสียงปานกลางและเสียงดัง แต่เมื่อเวลาผ่านไป A-weighting กลับถูกใช้กับทุกระดับ จนกลายเป็นมาตรฐานโลกสำหรับประเมินอันตรายต่อการได้ยินและมลพิษทางเสียง มาตรฐานสากลปัจจุบัน IEC 61672:2003 กำหนดให้เครื่องวัดระดับเสียงทุกเครื่องต้องมีตัวกรอง A ส่วนตัวกรอง B เลิกใช้ไปแล้ว และตัวกรอง C ยังคงอยู่สำหรับวัดเสียงกระแทกค่าสูงสุด ซึ่งเป็นเหตุผลที่กฎหมายแรงงานไทยเขียนค่า 140 เดซิเบลสำหรับเสียงกระแทกโดยไม่มีตัว A ต่อท้าย

เลขสามตัวที่ต้องจำ: 3 dB, 6 dB และ 10 dB

เพราะเดซิเบลเป็นลอการิทึม มันจึงมีกฎจำง่ายอยู่สามข้อที่ใช้ได้กับเครื่องปั่นไฟทุกเครื่อง

  • เพิ่ม 3 dB = พลังงานเสียงเพิ่มสองเท่า เช่น เดินเครื่องปั่นไฟสองเครื่องเหมือนกันเคียงกัน เสียงรวมดังขึ้นเพียง 3 dB ไม่ใช่สองเท่าของตัวเลข
  • ลด 6 dB ทุกครั้งที่ระยะห่างเพิ่มเป็นสองเท่า เป็นผลจากกฎกำลังสองผกผัน (inverse square law) เมื่อเสียงแผ่ออกจากแหล่งกำเนิดจุดเดียวในที่โล่ง ถ้าวัดที่ 1 เมตรได้ 100 dB ที่ 2 เมตรจะเหลือ 94 ที่ 4 เมตร 88 และที่ 8 เมตรประมาณ 82 dB
  • เพิ่ม 10 dB = หูรู้สึกว่าดังขึ้นสองเท่า มาจากงานของ Stanley Smith Stevens นักจิตฟิสิกส์ที่เสนอหน่วย sone ในปี 1936 โดยนิยามว่า 1 sone คือความดังที่ 40 phon และทุก 10 phon ที่เพิ่มขึ้นทำให้ค่า sone เพิ่มเป็นสองเท่า

สามข้อนี้อธิบายได้ทันทีว่าทำไมการลดเสียงเครื่องปั่นไฟถึงแพง การทำให้ตู้ครอบเบาลงครึ่งหนึ่งในความรู้สึกต้องตัดพลังงานเสียงออกถึง 90 เปอร์เซ็นต์ และทำไมบ้านที่อยู่ห่างเครื่อง 50 เมตรถึงได้ยินเบากว่าคนที่ยืนอยู่ที่ 7 เมตรมาก ไม่ใช่เพราะเครื่องเบาลง แต่เพราะระยะทางกินเสียงไปเองตามธรรมชาติ

จากหูสู่กฎหมาย: 90 หรือ 85 สงครามตัวเลขที่ยังไม่จบ

เมื่อมีเครื่องวัดที่เชื่อถือได้ คำถามต่อมาคือดังแค่ไหนถึงอันตราย คำตอบไม่ได้มาจากวิทยาศาสตร์ล้วน ๆ แต่มาจากการต่อรองระหว่างหลักฐานทางการแพทย์กับต้นทุนของอุตสาหกรรม ในสหรัฐอเมริกา มาตรฐาน Walsh-Healey ปี 1969 กำหนดขีดจำกัดการสัมผัสเสียง 8 ชั่วโมงไว้ที่ 90 dBA และเมื่อหน่วยงาน OSHA ถือกำเนิดตามกฎหมายปี 1970 ก็ออกมาตรฐานเสียงในโรงงานปี 1971 ที่ 90 dBA เช่นกัน

ยังไม่ทันข้ามปี สถาบัน NIOSH ที่ตั้งขึ้นใหม่ก็ตีพิมพ์เอกสารเกณฑ์ปี 1972 เสนอว่าควรเป็น 85 dBA เพราะที่ 90 dBA ตลอดชีวิตการทำงาน 40 ปี คนงานมีความเสี่ยงสูญเสียการได้ยินเพิ่มขึ้นถึง 25 เปอร์เซ็นต์ ขณะที่ 85 dBA เหลือราว 8 เปอร์เซ็นต์ OSHA ไม่ยอมลดตัวเลขหลัก แต่ในการแก้ไขเรื่องการอนุรักษ์การได้ยินปี 1981-1983 ก็ยอมรับระดับ 85 dBA เป็นระดับที่ต้องเริ่มโครงการตรวจการได้ยินและจัดอุปกรณ์ป้องกัน ส่วน NIOSH ทบทวนเกณฑ์อีกครั้งในปี 1998 ยืนยัน 85 dBA และเปลี่ยนอัตราแลกเปลี่ยนจาก 5 dB เป็น 3 dB คือทุก 3 dB ที่ดังขึ้น เวลาที่ยอมให้สัมผัสลดลงครึ่งหนึ่ง ซึ่งเป็นแนวทางที่สหภาพยุโรปและประเทศส่วนใหญ่นอกสหรัฐฯ ใช้ตาม

สำหรับเครื่องปั่นไฟโดยตรง สหภาพยุโรปออก Directive 2000/14/EC ควบคุมเสียงของเครื่องจักรที่ใช้กลางแจ้ง โดยกำหนดระดับกำลังเสียงสูงสุดที่ยอมให้ (sound power level) ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าตามกำลังไฟฟ้า ในระยะที่ 2 ซึ่งบังคับใช้ตั้งแต่ 3 มกราคม 2006 เครื่องที่มีกำลังไฟฟ้า Pel มากกว่า 10 kW ต้องไม่เกิน 95 + lg(Pel) dB โดย Pel คือกำลัง prime ตาม ISO 8528-1 ยกตัวอย่างเครื่อง 400 kW ค่า lg(400) ประมาณ 2.6 ขีดจำกัดจึงอยู่ที่ราว 97.6 dB ระดับกำลังเสียง และสังเกตว่ามาตรฐานนี้ระบุอย่างชัดเจนว่าเป็นกำลังเสียง (sound power) ไม่ใช่ความดันเสียง (sound pressure) ที่เครื่องวัดในมืออ่านได้ ซึ่งเป็นความต่างที่เราจะใช้ไขปริศนาตอนท้าย

ด้านวิธีวัด องค์การมาตรฐานสากลออก ISO 8528-10 ฉบับแรกในปี 1998 สำหรับการวัดเสียงในอากาศของชุดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ขับด้วยเครื่องยนต์สันดาปภายใน และออกฉบับที่สองในเดือนตุลาคม 2022 กำหนดรหัสการทดสอบสำหรับหาทั้งระดับกำลังเสียงและระดับความดันเสียงที่ตำแหน่งผู้ปฏิบัติงาน โดยมาตรฐานระบุไว้ด้วยว่าสำหรับงานเฉพาะบางประเภท เช่น ระบบไฟฟ้าสำรองของโรงพยาบาลหรืออาคารสูง อาจต้องมีข้อกำหนดเพิ่มเติมจากนี้

ประวัติเดซิเบลในกฎหมายไทย: จากประกาศกระทรวงมหาดไทย 2519 ถึงประกาศกรมโรงงาน 2567

ประเทศไทยนำเดซิเบลเข้าสู่กฎหมายครั้งแรกผ่านมุมของคนงาน ไม่ใช่มุมของชุมชน ประกาศกระทรวงมหาดไทย เรื่อง ความปลอดภัยในการทำงานเกี่ยวกับภาวะแวดล้อม ซึ่งปรากฏในราชกิจจานุเบกษาฉบับแปลภาษาอังกฤษปี 2519 กำหนดให้ผู้ปฏิบัติงานสัมผัสเสียงได้ไม่เกิน 90 dB(A) ตลอดเวลาทำงาน 8 ชั่วโมง และห้ามทำงานในที่ที่ดังเกิน 140 dB(A) ตัวเลข 90 นี้คือตัวเลขเดียวกับ OSHA ปี 1971 แสดงว่าไทยเดินตามแนวสหรัฐฯ ในช่วงที่โลกยังถกเถียงกันเรื่อง 85 กับ 90 อยู่

จุดเปลี่ยนใหญ่คือปี 2535 ที่มีกฎหมายแม่บทออกมาพร้อมกันถึงสามฉบับ ได้แก่ พระราชบัญญัติส่งเสริมและรักษาคุณภาพสิ่งแวดล้อมแห่งชาติ พระราชบัญญัติโรงงาน และพระราชบัญญัติการสาธารณสุข กฎหมายสามฉบับนี้คือรากของกฎเกณฑ์เรื่องเสียงสามมุมที่เจ้าของเครื่องปั่นไฟต้องเจอจนถึงทุกวันนี้ คือมุมสิ่งแวดล้อม มุมโรงงาน และมุมเหตุรำคาญของชุมชน

ปี 2540 คณะกรรมการสิ่งแวดล้อมแห่งชาติออกประกาศฉบับที่ 15 เรื่อง กำหนดมาตรฐานระดับเสียงโดยทั่วไป ลงวันที่ 12 มีนาคม 2540 กำหนดค่าระดับเสียงเฉลี่ย 24 ชั่วโมงไม่เกิน 70 เดซิเบลเอ และค่าระดับเสียงสูงสุดไม่เกิน 115 เดซิเบลเอ นี่คือที่มาของตัวเลข 115 ที่ตรงกับค่าบนหน้าจอเครื่องวัดในรูปปกพอดี และกรมควบคุมมลพิษยังตั้งสถานีตรวจวัดระดับเสียงทั่วประเทศ รายงานจำนวนวันที่ค่าเฉลี่ยเกิน 70 dB(A) ในแต่ละสถานีเป็นรายปี

ปี 2543 มีประกาศฉบับที่ 17 เรื่องค่าระดับเสียงรบกวน ซึ่งต่อมาถูกแทนที่ด้วยประกาศคณะกรรมการสิ่งแวดล้อมแห่งชาติ ฉบับที่ 29 (พ.ศ. 2550) ลงวันที่ 29 มิถุนายน 2550 หลักการของเสียงรบกวนต่างจากมาตรฐานทั่วไป คือไม่ได้ดูว่าดังเท่าไรแบบตายตัว แต่ดูว่าดังกว่าเสียงพื้นฐานของพื้นที่นั้นเท่าไร ถ้าระดับการรบกวน (ระดับเสียงขณะมีการรบกวนหักด้วยระดับเสียงพื้นฐาน) เกิน 10 เดซิเบลเอ ถือว่าเป็นเสียงรบกวน โดยระดับเสียงพื้นฐานวัดจากค่า L90 ขณะที่แหล่งกำเนิดยังไม่ส่งเสียง ไม่น้อยกว่า 5 นาที นั่นหมายความว่าเครื่องปั่นไฟที่เงียบมากแล้วก็ยังอาจผิดกฎหมายได้ ถ้าตั้งอยู่ในหมู่บ้านที่กลางคืนเงียบจนเสียงพื้นฐานต่ำมาก

ฝั่งโรงงานมีกฎของตัวเองสองชุด ประกาศกระทรวงอุตสาหกรรม เรื่อง มาตรการคุ้มครองความปลอดภัยในการประกอบกิจการโรงงานเกี่ยวกับสภาวะแวดล้อมในการทำงาน พ.ศ. 2546 หมวด 3 เสียง กำหนดตารางเวลาทำงานกับระดับเสียงไว้ เช่น 8 ชั่วโมงไม่เกิน 90 เดซิเบลเอ 4 ชั่วโมงไม่เกิน 95 1 ชั่วโมงไม่เกิน 105 และไม่เกิน 115 เดซิเบลเอ สำหรับการทำงานไม่เกิน 15 นาที พร้อมสูตรคำนวณที่ใช้อัตราแลกเปลี่ยน 5 dB แบบ OSHA ส่วนอีกฉบับคือประกาศกระทรวงอุตสาหกรรม เรื่อง กำหนดค่าระดับเสียงการรบกวนและระดับเสียงที่เกิดจากการประกอบกิจการโรงงาน พ.ศ. 2548 ลงวันที่ 27 ธันวาคม 2548 ที่ดึงเกณฑ์ 70 และ 115 เดซิเบลเอ กับเกณฑ์เสียงรบกวนมาใช้กับโรงงานโดยตรง และล่าสุดกรมโรงงานอุตสาหกรรมออกประกาศเรื่องวิธีการตรวจวัดระดับเสียงการรบกวน ระดับเสียงเฉลี่ย 24 ชั่วโมง และระดับเสียงสูงสุดที่เกิดจากการประกอบกิจการโรงงาน พ.ศ. 2567 ลงวันที่ 25 มกราคม 2567 ซึ่งห้องปฏิบัติการของกรมใช้อ้างอิงในรายงานตรวจวัดเสียงโรงงานทุกฉบับ

ฝั่งแรงงานก็ขยับตามโลก กฎกระทรวงกำหนดมาตรฐานในการบริหารและการจัดการด้านความปลอดภัย อาชีวอนามัย และสภาพแวดล้อมในการทำงานเกี่ยวกับความร้อน แสงสว่าง และเสียง ออกครั้งแรกปี 2549 แล้วถูกแทนที่ด้วยฉบับ พ.ศ. 2559 ซึ่งประกาศในราชกิจจานุเบกษาเมื่อ 17 ตุลาคม 2559 กำหนดให้นายจ้างควบคุมไม่ให้ลูกจ้างสัมผัสเสียงกระทบหรือเสียงกระแทกที่มีค่าสูงสุดเกิน 140 เดซิเบล และเสียงต่อเนื่องแบบคงที่เกิน 115 เดซิเบลเอ จากนั้นประกาศกรมสวัสดิการและคุ้มครองแรงงาน เรื่อง มาตรฐานระดับเสียงที่ยอมให้ลูกจ้างได้รับเฉลี่ยตลอดระยะเวลาการทำงานในแต่ละวัน พ.ศ. 2561 ก็ลดตัวเลขหลักจาก 90 ลงมาเป็น 85 เดซิเบลเอ ต่อ 8 ชั่วโมง เท่ากับเกณฑ์ NIOSH ที่เสนอไว้ตั้งแต่ปี 1972 ใช้เวลา 46 ปีพอดีกว่าตัวเลขนี้จะเดินทางมาถึงกฎหมายไทย และตั้งแต่ 85 เดซิเบลเอขึ้นไป นายจ้างต้องจัดทำมาตรการอนุรักษ์การได้ยิน

ตัวเลขที่บอกว่าเรื่องนี้ไม่ใช่เรื่องไกลตัว คือข้อมูลของกระทรวงสาธารณสุขปี 2560 ที่พบผู้ป่วยสูญเสียการได้ยินจากเสียงดัง 42,946 ราย คิดเป็นอัตราป่วย 71.29 ต่อประชากรแสนคน ตามที่วารสารวิชาการด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีของไทยอ้างอิงไว้

ตารางสรุป: เจ้าของเครื่องปั่นไฟในไทยต้องผ่านด่านเสียงกี่ด่าน

ด่าน กฎหมาย เกณฑ์ ใครวัด ใครบังคับ
คนงานในห้องเครื่อง กฎกระทรวงแรงงาน 2559 + ประกาศกรมสวัสดิการฯ 2561 เฉลี่ย 8 ชม. ไม่เกิน 85 dB(A) · ต่อเนื่องไม่เกิน 115 dB(A) · กระแทกไม่เกิน 140 dB นายจ้าง · กรมสวัสดิการและคุ้มครองแรงงาน
พื้นที่ทำงานในโรงงาน ประกาศกระทรวงอุตสาหกรรม 2546 หมวด 3 8 ชม. ไม่เกิน 90 dB(A) ตามตารางเวลา ผู้ประกอบกิจการโรงงาน · กรมโรงงานอุตสาหกรรม
รั้วโรงงานและชุมชนรอบข้าง ประกาศ คกก.สิ่งแวดล้อมแห่งชาติ ฉบับที่ 15 (2540) + ประกาศกระทรวงอุตสาหกรรม 2548 เฉลี่ย 24 ชม. ไม่เกิน 70 dB(A) · สูงสุดไม่เกิน 115 dB(A) กรมควบคุมมลพิษ · กรมโรงงานอุตสาหกรรม
เพื่อนบ้านร้องเรียน ประกาศ คกก.สิ่งแวดล้อมแห่งชาติ ฉบับที่ 29 (2550) + พ.ร.บ.การสาธารณสุข 2535 (เหตุรำคาญ) ดังกว่าเสียงพื้นฐานเกิน 10 dB(A) = เสียงรบกวน เจ้าพนักงานท้องถิ่น · กรมควบคุมมลพิษ

สังเกตว่าทั้งสี่ด่านใช้ dB(A) เหมือนกันหมด แต่วัดคนละที่ คนละเวลา คนละวิธี ค่า 115.3 dB(A) ที่เราวัดชิดเครื่องในโกดังจึงไม่ได้บอกว่าเครื่องนี้ผิดกฎหมายด่านไหน มันบอกแค่ว่าใครยืนตรงนั้นนาน ๆ โดยไม่ใส่ที่ครอบหูจะเสี่ยง ซึ่งเป็นเหตุผลที่ช่างของเราใส่ที่ครอบหูเวลาเดินเครื่องทดสอบ และเป็นเหตุผลที่การออกแบบห้องเครื่องต้องคิดเรื่องเสียงตั้งแต่ก่อนเทปูน ตามที่เขียนไว้ใน คู่มือออกแบบห้องเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

ไขปริศนา: ทำไม 115 กับ 75 ถึงเป็นเครื่องเดียวกันได้

คำตอบมีสี่ชั้น และทั้งสี่ชั้นคือสิ่งที่ต้องถามทุกครั้งเวลาอ่านสเปกเสียงเครื่องปั่นไฟ

ชั้นแรกคือระยะ ตัวเลข 115.3 ของเราวัดชิดตัวเครื่อง ส่วนสเปกชีตสากลนิยมวัดที่ 7 เมตร (Cummins ใช้ค่าเฉลี่ยจาก 8 ตำแหน่งรอบเครื่องที่ระยะ 7 เมตร) ตามกฎ 6 dB ต่อระยะสองเท่า จาก 1 เมตรไป 8 เมตรคือสองเท่าสามครั้ง เสียงจึงหายไปเองราว 18 dB โดยที่เครื่องไม่ได้เปลี่ยนอะไรเลย

ชั้นที่สองคือตู้ครอบ เครื่องในรูปเป็นแบบเปลือย ไม่มีตู้ครอบเก็บเสียง เอกสารฝึกอบรมของ Cummins ระบุว่าแหล่งเสียงใหญ่สุดสองแหล่งของเครื่องปั่นไฟคือไอเสียที่ไม่มีหม้อพัก (120-130 dB(A) ที่ 1 เมตร) และพัดลมหม้อน้ำ (100-110 dB(A) ที่ 1 เมตร) ตู้ครอบเก็บเสียงกับหม้อพักไอเสียจัดการสองแหล่งนี้โดยตรง และตารางของ Cummins แสดงให้เห็นว่าเครื่อง 800-1,000 kW รุ่นเดียวกัน ในตู้กันฝนธรรมดาอยู่ที่ราว 88-93 dB(A) ตู้เก็บเสียงระดับ 1 ราว 79-83 และตู้เก็บเสียงระดับ 2 ราว 75-78 dB(A) ที่ 7 เมตร โหลดเต็ม ตู้แบบไหนดังเท่าไร ควรเลือกผนังห้องหรือตู้ครอบ เราเขียนเทียบไว้แล้วใน ผนังเก็บเสียงห้องเครื่องปั่นไฟ vs ตู้ Canopy

ชั้นที่สามคือโหลดและการติดตั้ง สเปกชีตบางฉบับวัดที่โหลด 75 เปอร์เซ็นต์ บางฉบับวัดโหลดเต็ม บางฉบับไม่รวมเสียงพัดลมเพราะเป็นระบบระบายความร้อนแยก (remote radiator) และบางฉบับไม่รวมเสียงไอเสียเพราะต่อท่อไอเสียออกไปไกล Cummins เขียนหมายเหตุเหล่านี้ไว้ท้ายตารางเสียงทุกหน้า และยังย้ำว่าค่าในเอกสารเป็นค่าที่วัดในสนามทดสอบที่ได้รับการรับรอง ซึ่งหน้างานจริงที่มีผนัง มีพื้นคอนกรีต มีอาคารสะท้อนเสียง ย่อมได้ตัวเลขต่างออกไป

ชั้นที่สี่คือหน่วย กำลังเสียง (sound power level) ที่ Directive ของยุโรปและ ISO 8528-10 ใช้ เป็นคุณสมบัติของเครื่องที่ไม่ขึ้นกับระยะ เหมือนกำลังวัตต์ของหลอดไฟ ส่วนความดันเสียง (sound pressure level) ที่เครื่องวัดในมืออ่านได้ เป็นสิ่งที่หูรู้สึก ณ จุดที่ยืน เหมือนความสว่างบนโต๊ะ ทั้งสองค่าเขียนด้วย dB(A) เหมือนกัน แต่ค่ากำลังเสียงของเครื่องเดียวกันจะสูงกว่าค่าความดันเสียงที่ 7 เมตรหลายสิบ dB เสมอ ถ้าเอาตัวเลขสองแบบนี้มาเทียบกันโดยไม่ดูว่าเป็นอะไร จะได้ข้อสรุปผิดทันที

เมื่อรวมสี่ชั้นเข้าด้วยกัน เครื่องเปลือยที่วัดชิดตัวได้ 115 dB(A) กับเครื่องรุ่นเดียวกันในตู้เก็บเสียงระดับ 2 ที่วัดได้ 75 dB(A) ที่ 7 เมตร ไม่ได้ขัดแย้งกันเลย มันคือเครื่องเดียวกันที่ถูกวัดคนละเงื่อนไข และเดซิเบลซึ่งเป็นหน่วยเปรียบเทียบตั้งแต่วันเกิดที่ Bell Labs ก็ทำหน้าที่ของมันอย่างซื่อสัตย์ คือบอกอัตราส่วน ไม่ได้บอกความจริงสัมบูรณ์ ผู้อ่านต้องถามเสมอว่าเทียบกับอะไร ที่ไหน และอย่างไร

เอาไปใช้เลือกเครื่องปั่นไฟอย่างไร

ข้อแรก ถามสเปกเสียงให้ครบสี่อย่างเสมอ คือกี่ dB(A) ที่ระยะกี่เมตร ที่โหลดเท่าไร และรวมหรือไม่รวมไอเสียกับพัดลม ตัวเลขเดี่ยว ๆ ว่าเครื่องนี้ 75 dB โดยไม่มีสามอย่างที่เหลือ เป็นตัวเลขที่เอาไปใช้ตัดสินใจไม่ได้

ข้อสอง ดูว่าหน้างานอยู่ด่านไหนในตารางข้างบน โรงงานกลางนิคมที่รอบข้างเป็นโรงงานด้วยกันมีเสียงพื้นฐานสูง การผ่านเกณฑ์ 70 dB(A) เฉลี่ย 24 ชั่วโมงที่รั้วและเกณฑ์รบกวน 10 dB(A) ทำได้ไม่ยาก แต่โรงแรม โรงพยาบาล หรือโครงการที่ติดหมู่บ้าน ต้องเริ่มคิดจากตู้ครอบเก็บเสียงระดับสูงหรือห้องเครื่องที่ออกแบบมาเฉพาะ ซึ่งเราเขียนแนวทางไว้ใน คู่มือเลือกเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสำหรับโรงพยาบาล และข้อกฎหมายฝั่งอาคารใน กฎหมายติดตั้งเครื่องปั่นไฟสำหรับโรงงาน

ข้อสาม ถ้าเป็นงานชั่วคราว เช่น ไฟดับตามแผนของการไฟฟ้า งานก่อสร้างในเมือง หรืออีเวนต์ที่มีคนอยู่ใกล้เครื่องทั้งวัน การเช่าเครื่องปั่นไฟที่มีตู้ครอบเก็บเสียงมาพร้อมจะตัดปัญหาเรื่องเสียงได้ตั้งแต่ต้น โดยไม่ต้องลงทุนสร้างห้องเครื่องถาวร

ข้อสี่ ขอดูผลวัดจริง ไม่ใช่แค่สเปกจากโรงงานผู้ผลิต เครื่องทุกเครื่องที่ออกจากโกดังของเราผ่านการทดสอบจ่ายโหลดเต็ม (Load Test) ก่อนส่งมอบ และการวัดเสียงระหว่างทดสอบแบบในรูปปกก็เป็นส่วนหนึ่งของการตรวจสภาพเครื่องยนต์ เสียงที่ผิดปกติจากค่าเดิมมักเป็นสัญญาณแรกของปัญหาที่หม้อน้ำ พัดลม หรือท่อไอเสียก่อนที่เกจวัดจะฟ้อง

สุดท้าย ถ้าอยากรู้ว่าเครื่องรุ่นไหนในช่วง 60-1,000 kVA ที่เราขายจริงมีตัวเลือกตู้ครอบแบบใด ดูได้ที่หมวด เครื่องปั่นไฟ Cummins หรือดูเครื่อง 500 kVA ที่เราใช้เป็นตัวอย่างประจำในซีรีส์บทความนี้ที่หน้า Cummins TC500T 500 kVA ส่วนใครที่อยากอ่านเรื่องราวของตัวเลขอื่น ๆ บนป้ายเครื่องเดียวกันนี้ เรามีต่อให้ทั้งเรื่อง หม้อน้ำ และ ทำไมไทยใช้ไฟ 50 Hz

แหล่งอ้างอิงหลัก

  • W. H. Martin, Decibel – The Name for the Transmission Unit, Bell System Technical Journal, January 1929 และ The Transmission Unit and Telephone Transmission Reference Systems, A.I.E.E. Trans. Vol. 43 และ B.S.T.J. Vol. 3, 1924
  • Wikipedia: Decibel, A-weighting, Sone (Stevens 1936)
  • Leslie D. Blomberg, History of the sound level meter in standards, 2018 (ASA Z24.3-1936 ถึง ANSI S1.4-2014)
  • NIOSH, Criteria for a Recommended Standard: Occupational Noise Exposure, 1972 และ Revised Criteria 1998; CDC/NIOSH ประวัติ OSHA 1971, Hearing Conservation Amendment 1981-1983
  • Directive 2000/14/EC แก้ไขโดย Directive 2005/88/EC ตาราง Article 12 (Welding and power generators)
  • ISO 8528-10:2022 Reciprocating internal combustion engine driven alternating current generating sets – Part 10: Measurement of airborne noise (ฉบับแรก 1998)
  • Cummins Inc. Specification sheet S-1443 Enclosures and Tanks 250-1000 kW, Specification sheet 250 kVA L8.9 Series (C250D5P), Cummins PowerHour: Sound Attenuation and Test Strategies (2018)
  • ประกาศกระทรวงมหาดไทย เรื่อง ความปลอดภัยในการทำงานเกี่ยวกับภาวะแวดล้อม (ราชกิจจานุเบกษาฉบับแปลภาษาอังกฤษ 10/2519)
  • ประกาศคณะกรรมการสิ่งแวดล้อมแห่งชาติ ฉบับที่ 15 (พ.ศ. 2540) เรื่อง กำหนดมาตรฐานระดับเสียงโดยทั่วไป และฉบับที่ 29 (พ.ศ. 2550) เรื่อง ค่าระดับเสียงรบกวน (กรมควบคุมมลพิษ)
  • ประกาศกระทรวงอุตสาหกรรม เรื่อง มาตรการคุ้มครองความปลอดภัยในการประกอบกิจการโรงงานเกี่ยวกับสภาวะแวดล้อมในการทำงาน พ.ศ. 2546 และ เรื่อง กำหนดค่าระดับเสียงการรบกวนและระดับเสียงที่เกิดจากการประกอบกิจการโรงงาน พ.ศ. 2548; ประกาศกรมโรงงานอุตสาหกรรม เรื่อง วิธีการตรวจวัดระดับเสียง พ.ศ. 2567
  • กฎกระทรวงกำหนดมาตรฐานในการบริหาร จัดการ และดำเนินการด้านความปลอดภัย อาชีวอนามัย และสภาพแวดล้อมในการทำงานเกี่ยวกับความร้อน แสงสว่าง และเสียง พ.ศ. 2559 (ราชกิจจานุเบกษา 17 ตุลาคม 2559) และประกาศกรมสวัสดิการและคุ้มครองแรงงาน เรื่อง มาตรฐานระดับเสียงที่ยอมให้ลูกจ้างได้รับเฉลี่ยตลอดระยะเวลาการทำงานในแต่ละวัน พ.ศ. 2561

คำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับเดซิเบลและเสียงเครื่องปั่นไฟ

เดซิเบลคืออะไร และ dB กับ dB(A) ต่างกันอย่างไร

เดซิเบล (dB) คือหน่วยเปรียบเทียบแบบลอการิทึม เท่ากับหนึ่งในสิบของ 1 เบล ทุก 10 dB หมายถึงพลังงานต่างกัน 10 เท่า เกิดจากระบบโทรศัพท์ Bell ในสหรัฐอเมริกาที่ใช้ชื่อ transmission unit ตั้งแต่ปี 1923 และเปลี่ยนชื่อเป็นเดซิเบลในปี 1928 เพื่อยกย่อง Alexander Graham Bell ส่วน dB(A) คือเดซิเบลที่ผ่านตัวกรอง A-weighting ซึ่งสร้างจากเส้นโค้งความดังเท่ากันของ Fletcher และ Munson ปี 1933 เพื่อให้ตัวเลขตรงกับความไวของหูมนุษย์ กฎหมายเสียงของไทยและสเปกชีตเครื่องปั่นไฟใช้ dB(A) เป็นหลัก

เครื่องปั่นไฟดังกี่เดซิเบล และกฎหมายไทยกำหนดไว้เท่าไร

เครื่องปั่นไฟดีเซลแบบเปลือยวัดชิดตัวเครื่องได้ราว 115 dB(A) ส่วนเครื่องรุ่นเดียวกันในตู้ครอบเก็บเสียงระดับ 2 ของ Cummins อยู่ที่ประมาณ 75-78 dB(A) ที่ระยะ 7 เมตร โหลดเต็ม กฎหมายไทยมีหลายด่าน คือประกาศคณะกรรมการสิ่งแวดล้อมแห่งชาติ ฉบับที่ 15 (พ.ศ. 2540) กำหนดค่าเฉลี่ย 24 ชั่วโมงไม่เกิน 70 dB(A) และสูงสุดไม่เกิน 115 dB(A) ประกาศฉบับที่ 29 (พ.ศ. 2550) กำหนดว่าดังกว่าเสียงพื้นฐานเกิน 10 dB(A) ถือเป็นเสียงรบกวน และประกาศกรมสวัสดิการและคุ้มครองแรงงาน พ.ศ. 2561 กำหนดให้ลูกจ้างสัมผัสเสียงเฉลี่ย 8 ชั่วโมงไม่เกิน 85 dB(A)

ทำไมสเปกเครื่องปั่นไฟเขียน 75 dB(A) แต่วัดจริงได้มากกว่านั้น

เพราะตัวเลขเสียงขึ้นกับระยะ ตู้ครอบ โหลด และวิธีวัด สเปกชีตสากลนิยมวัดที่ระยะ 7 เมตร เป็นค่าเฉลี่ยรอบเครื่อง ที่โหลดเต็มหรือ 75 เปอร์เซ็นต์ และอาจไม่รวมเสียงไอเสียหรือพัดลมถ้าติดตั้งแยก ตามกฎกำลังสองผกผัน เสียงลดลง 6 dB ทุกครั้งที่ระยะห่างเพิ่มเป็นสองเท่า จาก 1 เมตรไป 8 เมตรจึงหายไปเองราว 18 dB นอกจากนี้ค่ากำลังเสียง (sound power level) ที่มาตรฐานยุโรปและ ISO 8528-10 ใช้ จะสูงกว่าค่าความดันเสียง (sound pressure level) ที่เครื่องวัดอ่านได้ที่ 7 เมตรหลายสิบ dB เสมอ จึงต้องถามทุกครั้งว่าตัวเลขนั้นวัดที่ไหน อย่างไร

ลดเสียงเครื่องปั่นไฟลง 10 เดซิเบลหมายความว่าอย่างไร

การลดลง 10 dB หมายถึงพลังงานเสียงลดลงเหลือหนึ่งในสิบ และหูมนุษย์รู้สึกว่าเบาลงประมาณครึ่งหนึ่ง ตามหน่วย sone ของ Stanley Smith Stevens ปี 1936 ส่วนการลด 3 dB หมายถึงพลังงานเสียงลดลงครึ่งหนึ่งแต่หูแทบไม่รู้สึกต่าง วิธีลดเสียงที่ได้ผลที่สุดคือจัดการสองแหล่งใหญ่ของเครื่องปั่นไฟ คือไอเสียที่ไม่มีหม้อพัก (120-130 dB(A) ที่ 1 เมตร) และพัดลมหม้อน้ำ (100-110 dB(A) ที่ 1 เมตร) ด้วยหม้อพักไอเสียและตู้ครอบเก็บเสียง หรือออกแบบห้องเครื่องให้มีผนังเก็บเสียงและทางเดินลมที่ถูกต้อง