ค่า STI และ STIPA คืออะไร: วัดความชัดเจนของเสียงพูดในระบบเสียงประกาศ ระบบเสียงประกาศเตือนภัย และ PAGA อย่างไร
STI หรือ Speech Transmission Index (ดัชนีการส่งผ่านเสียงพูด) คือตัวเลข 0 ถึง 1 ที่บอกว่าเสียงพูดจากลำโพงหรือจากผู้พูด จะฟังเข้าใจได้ดีแค่ไหนที่ตำแหน่งผู้ฟัง ค่านี้นิยามไว้ใน IEC 60268-16 และเป็นค่าที่สเปกของระบบเสียงประกาศเตือนภัย ระบบเสียงประกาศอพยพ และ PAGA ใช้ตัดสินว่าระบบผ่านหรือไม่ STIPA คือวิธีวัดแบบย่อที่เร็วพอสำหรับทดสอบระบบเสียงประกาศทีละจุด บทความนี้อธิบายว่าตัวเลขนี้หมายถึงอะไร วัดที่หน้างานอย่างไร และสเปกโดยทั่วไปกำหนดค่าเท่าไร
STI คืออะไร
เสียงพูดคือเสียงที่ความดังขึ้นลงหลายครั้งต่อวินาที เป็นพยางค์ คำ และช่วงเว้น ผู้ฟังเข้าใจเสียงพูดได้จากการตามการขึ้นลงนี้ อะไรก็ตามที่เข้ามาเติมช่วงเงียบจะทำให้การขึ้นลงตื้นลง และฟังยากขึ้น ในทางปฏิบัติคือเสียงก้อง ซึ่งทำให้แต่ละพยางค์ลากไปทับพยางค์ถัดไป เสียงพื้นหลังซึ่งเติมช่วงเงียบจากด้านล่าง และเสียงสะท้อนที่มาช้า
STI วัดสิ่งนี้โดยตรง เล่นสัญญาณทดสอบที่รู้รูปแบบการขึ้นลง (การมอดูเลต) ที่ตำแหน่งผู้พูดหรือลำโพง แล้ววัดที่ตำแหน่งผู้ฟังว่าการมอดูเลตเหลืออยู่เท่าไร ทำใน 7 ย่านออกเทฟตั้งแต่ 125 Hz ถึง 8 kHz ซึ่งครอบคลุมความถี่ที่ใช้สื่อเสียงพูด ผลแต่ละย่านถ่วงน้ำหนักตามความสำคัญต่อความชัดเจน แล้วรวมเป็นตัวเลขเดียว STI เท่ากับ 1 หมายถึงเสียงพูดมาถึงโดยไม่เปลี่ยนแปลง ส่วน STI ใกล้ 0 หมายถึงการขึ้นลงของเสียงพูดหายไปหมด
เพราะ STI คำนวณจากฟิสิกส์ของเส้นทางเสียง ไม่ใช่จากการให้ผู้ฟังทดสอบฟังคำ วิศวกรสองคนที่วัดตำแหน่งเดียวกันด้วยวิธีเดียวกันจึงควรได้ผลเท่ากัน ความทำซ้ำได้นี้คือเหตุผลที่ใช้ STI ในการทดสอบตรวจรับ
Full STI, STIPA และวิธีทางอ้อม
IEC 60268-16 อนุญาตให้หาค่าดัชนีได้หลายวิธี ความต่างอยู่ที่จำนวนความถี่มอดูเลตที่ทดสอบ และจึงต่างกันที่เวลาที่ใช้วัด
| วิธี | สิ่งที่วัด | การใช้งานทั่วไป |
|---|---|---|
| Full STI | 7 ย่านออกเทฟ × 14 ความถี่มอดูเลต (0.63 ถึง 12.5 Hz) | งานวิจัยและการวัดอ้างอิงด้านเสียงของห้อง ช้าเกินไปสำหรับทดสอบระบบเสียงประกาศทีละโซน |
| STIPA | 7 ย่านออกเทฟ × 2 ความถี่มอดูเลตต่อย่าน ในสัญญาณทดสอบเดียว | ทดสอบระบบเสียงประกาศ ระบบเสียงประกาศเตือนภัย และ PAGA ที่หน้างาน 15 ถึง 25 วินาทีต่อการวัด |
| ทางอ้อม (impulse response) | คำนวณ STI จาก impulse response ที่วัดได้ แล้วเพิ่มผลของเสียงพื้นหลังภายหลัง | ห้องที่ระบบเสียงเป็นเชิงเส้นหรือผู้พูดจริง และใช้ในการคำนวณด้วยแบบจำลอง |
STIPA เป็นวิธีที่ใช้ในการทดสอบระบบเสียงประกาศและระบบเสียงประกาศเตือนภัยเกือบทั้งหมด สัญญาณทดสอบเล่นผ่านระบบเอง ผลจึงรวมทุกอย่างตั้งแต่อินพุตไมโครโฟนจนถึงหูผู้ฟัง ทั้งเครื่องขยายเสียง ลำโพง ห้อง และเสียงรบกวน วิธี RASTI แบบเก่าถูกยกเลิกออกจากมาตรฐานแล้ว และไม่ควรปรากฏในสเปกใหม่
ตัวเลขหมายถึงอะไร: ระดับคุณภาพ (qualification bands)
IEC 60268-16 ฉบับปัจจุบันแบ่งค่า STI เป็นระดับคุณภาพ สเปกจึงกำหนดเป็นระดับแทนตัวเลขเดี่ยวได้ แต่ละระดับกว้าง 0.04
| ระดับ | ช่วงค่า STI |
|---|---|
| A+ | สูงกว่า 0.76 |
| A | 0.72 – 0.76 |
| B | 0.68 – 0.72 |
| C | 0.64 – 0.68 |
| D | 0.60 – 0.64 |
| E | 0.56 – 0.60 |
| F | 0.52 – 0.56 |
| G | 0.48 – 0.52 |
| H | 0.44 – 0.48 |
| I | 0.40 – 0.44 |
| J | 0.36 – 0.40 |
| U | ต่ำกว่า 0.36 |
ค่าที่สเปกระบบเสียงประกาศเตือนภัยส่วนใหญ่กำหนด คือ STI เฉลี่ย 0.50 อยู่ในระดับ G ห้องที่ออกแบบมาเพื่อการพูด เช่น ห้องบรรยายและห้องประชุม ออกแบบให้อยู่ในระดับที่สูงกว่า ค่าที่ต่ำกว่าประมาณ 0.45 หมายถึงผู้ฟังที่ไม่รู้ข้อความล่วงหน้าจะพลาดส่วนสำคัญของข้อความ สเปกจึงกำหนดค่าต่ำสุดรายจุดไว้ที่ระดับนี้
อะไรทำให้ STI ลดลง และอะไรทำให้สูงขึ้น
- เสียงก้อง: ในโถงสูง อาคารผู้โดยสาร หรือโถงโรงงาน พยางค์หนึ่งยังก้องอยู่เมื่อพยางค์ถัดไปเริ่ม การเพิ่มลำโพงให้ใกล้ผู้ฟังขึ้น ลำโพงแบบมีทิศทาง หรือวัสดุดูดซับเสียงช่วยเพิ่ม STI
- เสียงพื้นหลัง: เครื่องจักร การจราจร ฝูงชน และระบบระบายอากาศ เติมช่วงเงียบของเสียงพูด การเพิ่มระดับเสียงช่วยได้ถึงจุดหนึ่งเท่านั้น ขั้นต่อไปคือลำโพงเฉพาะจุดใกล้ผู้ฟังหรือสัญญาณไฟ
- เสียงสะท้อนหน่วงยาว: ภายนอกอาคารและในพื้นที่ขนาดใหญ่มาก ข้อความเดียวกันมาถึงจากลำโพงสองตัวที่อยู่ห่างกัน ต่างเวลากันเกินประมาณ 50 ถึง 100 ms การตั้ง delay หรือลดระยะห่างของลำโพงช่วยกำจัดได้
- ระดับเสียงสูงเกินไป: เกินระดับหนึ่ง ลำโพงเริ่มเพี้ยน ห้องก้องมากขึ้น และหูเองบดบังเสียงพูดบางส่วน STI จึงมักลดลงเมื่อผู้ติดตั้งเร่งเสียง
- ตัวข้อความเอง: ข้อความที่พูดเร็ว บันทึกไม่ดี หรือปรับ EQ ไม่เหมาะ เสียความชัดเจนไปในแบบที่ผังลำโพงใดก็แก้ไม่ได้
การวัด STIPA ที่หน้างาน
ตำแหน่งผู้ฟังตกลงบนแบบก่อนทดสอบ เป็นกริดที่ครอบคลุมแต่ละโซน ที่ระดับหูขณะนั่งหรือยืน ระบบเล่นสัญญาณทดสอบ STIPA ที่ระดับเดียวกับข้อความฉุกเฉินจริง เครื่องวัดที่แต่ละจุดบันทึกผลหลัง 15 ถึง 25 วินาที วัดแต่ละจุดอย่างน้อยสองครั้ง และครั้งที่สามหากสองค่าแรกต่างกันเกิน 0.03
หากอาคารหรือโรงงานเดินเครื่องเต็มที่ระหว่างทดสอบไม่ได้ จะวัดเสียงพื้นหลังรายออกเทฟแยกในช่วงการทำงานปกติ แล้วปรับแก้ผล STIPA ตามที่มาตรฐานอนุญาต หากไม่ทำขั้นตอนนี้ การทดสอบในอาคารที่เงียบและว่างอาจรายงานความชัดเจนที่ระบบจะไม่มีวันทำได้เมื่ออาคารใช้งานจริง
รายงานให้ค่า STI รายจุด และค่าเฉลี่ยกับค่าต่ำสุดรายโซน เทียบกับเกณฑ์ในสเปก พร้อมระดับสัญญาณ เครื่องมือ และการสอบเทียบ Geonoise ทดสอบนี้ในฐานะพยานการ commissioning แบบ independent ดู ทดสอบระบบ PAGA และเสียงประกาศเตือนภัย (STIPA) และหากต้องการตรวจแบบก่อนติดตั้ง ดู การคำนวณความชัดเจนของเสียงพูดขั้นออกแบบ
มาตรฐานที่เกี่ยวข้อง
| มาตรฐาน | ขอบเขต |
|---|---|
| IEC 60268-16 | นิยามและการวัดค่า STI รวมถึง STIPA และระดับคุณภาพ |
| ISO 7240-19 | การออกแบบ ติดตั้ง commissioning และบำรุงรักษาระบบเสียงสำหรับเหตุฉุกเฉิน |
| CEN/TS 54-32 | การวางแผน ออกแบบ ติดตั้ง commissioning และบำรุงรักษาระบบเสียงประกาศเตือนภัย (แนวปฏิบัติยุโรป) |
| BS 5839-8 | ระบบเสียงประกาศเตือนภัยในอาคาร (แนวปฏิบัติอังกฤษ ใช้แพร่หลายในเอเชีย) |
| BS 5839-1 | ระบบตรวจจับและแจ้งเหตุเพลิงไหม้ รวมถึงความดังของอุปกรณ์เสียงเตือน |
| NFPA 72 | มาตรฐานระบบแจ้งเหตุเพลิงไหม้และสัญญาณ Annex D ว่าด้วยความชัดเจนของเสียงพูด (แนวปฏิบัติอเมริกา) |
สเปกระบบเสียงประกาศเตือนภัยที่อ้างอิงเอกสารเหล่านี้ โดยทั่วไปกำหนดค่า STI เฉลี่ยไม่ต่ำกว่า 0.50 ในแต่ละโซน และไม่มีจุดใดต่ำกว่าประมาณ 0.45 สเปก PAGA ของอุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซและงานทางทะเล มักกำหนดค่าความชัดเจนและส่วนต่างเหนือเสียงพื้นหลังของตัวเอง ค่าที่ใช้บังคับในโครงการคือค่าที่สเปกของโครงการนั้นระบุ
ความดังเป็นการทดสอบแยกต่างหาก
อุปกรณ์เสียงเตือนหรือเสียงสัญญาณแจ้งเหตุเพลิงไหม้ไม่จำเป็นต้องฟังเข้าใจ แต่ต้องได้ยิน ความดังวัดเป็นระดับเสียงถ่วงน้ำหนัก A ของสัญญาณเตือนที่ระดับหูผู้ฟัง และส่วนต่างเหนือเสียงพื้นหลัง เกณฑ์ทั่วไปคือระดับต่ำสุดคงที่ เช่น 65 dB(A) ในพื้นที่ทั่วไป และ 75 dB(A) ที่หัวเตียงตาม BS 5839-1 ร่วมกับส่วนต่างเหนือเสียงพื้นหลังประมาณ 10 ถึง 15 dB ขึ้นอยู่กับมาตรฐาน ระบบเสียงประกาศเตือนภัยต้องผ่านทั้งสองการทดสอบ คือดังพอให้ได้ยิน และชัดพอให้เข้าใจ
คำถามที่พบบ่อย
ค่า STI เท่าไรถือว่าดี
สำหรับระบบเสียงประกาศเตือนภัยและ PAGA สเปกโดยทั่วไปกำหนด STI เฉลี่ยไม่ต่ำกว่า 0.50 ต่อโซน และไม่มีจุดใดต่ำกว่าประมาณ 0.45 ห้องที่ออกแบบเพื่อการพูด เช่น ห้องบรรยาย ตั้งเป้าสูงกว่า มักที่ 0.60 ขึ้นไป สเปกของคุณเป็นตัวกำหนดเกณฑ์ที่ใช้
STI กับ STIPA ต่างกันอย่างไร
STI คือค่าดัชนี ส่วน STIPA คือวิธีวัดที่เร็วกว่า Full STI ทดสอบ 14 ความถี่มอดูเลตในแต่ละ 7 ย่านออกเทฟ ส่วน STIPA ทดสอบ 2 ความถี่ต่อย่านในสัญญาณเดียว การวัดหนึ่งครั้งจึงใช้เวลา 15 ถึง 25 วินาที STIPA เป็นวิธีที่ใช้ทดสอบระบบเสียงประกาศและระบบเสียงประกาศเตือนภัย
วัด STI ในอาคารที่มีคนใช้งานอยู่ได้ไหม
ได้ ตราบใดที่เล่นสัญญาณทดสอบที่ระดับข้อความจริงได้ หากเสียงรบกวนปกติไม่สามารถเกิดขึ้นระหว่างทดสอบ จะวัดแยกแล้วปรับแก้ผลตามที่ IEC 60268-16 อนุญาต
คำนวณ STI ก่อนติดตั้งระบบได้ไหม
ได้ แบบจำลองเสียง 3 มิติที่มีวัสดุผิว ข้อมูลลำโพง และเสียงรบกวนที่คาดไว้ ให้ค่า STI ทุกตำแหน่งผู้ฟัง บอกได้ว่าโซนใดจะไม่ผ่านขณะที่การแก้ยังอยู่บนกระดาษ