การศึกษาประสิทธิภาพในการจำลองเสียงในงานสถาปัตยกรรมด้วยแบบจำลอง 3 มิติจากข้อมูลพอยต์คลาวด์
Article Sidebar
Main Article Content
บทคัดย่อ
เสียงในงานสถาปัตยกรรม (architectural acoustic) เป็นอีกหนึ่งปัจจัยที่สำคัญ และส่งผลต่อสุขภาวะของผู้ใช้งานอาคารโดยตรง โดยเฉพาะพื้นที่ที่มีการใช้เสียงเป็นส่วนสำคัญ เช่น สถานการศึกษา หรือพื้นที่จัดงานมหรสพ แม้ในปัจจุบันจะมีเครื่องมือและซอฟท์แวร์ด้านการจำลองเสียงในงานสถาปัตยกรรมจำนวนมาก แต่สำหรับอาคาร หรือบางพื้นที่ที่ไม่มีการทำแบบจำลอง 3 มิติ จึงเป็นเรื่องที่ต้องอาศัยแรงงานและเวลาหากต้องมีการรังวัดสภาพของอาคารจริงเพื่อนำไปสร้างแบบจำลอง 3 มิติ สำหรับการจำลองเสียง ในงานสถาปัตยกรรมโดยเฉพาะ ประกอบกับในปัจจุบัน การใช้เทคโนโลยีพอยต์คลาวด์ (Point Cloud) เริ่มเป็นที่แพร่หลายในอุตสาหกรรมด้านสถาปัตยกรรมและการก่อสร้าง เนื่องจากการเก็บข้อมูลพอยต์คลาวด์สามารถบันทึกและเก็บรายละเอียดของสภาพ และแผนผังของอาคาร หรือพื้นที่ก่อสร้างที่มีอยู่จริงได้ ซึ่งเป็นสิ่งที่จำเป็นอย่างมากสำคัญสำหรับโครงการก่อสร้างและบูรณะอาคาร
ผู้วิจัยจึงเล็งเห็นถึงศักยภาพของการนำข้อมูลพอยต์คลาวด์มาใช้ในการสร้างแบบจำลอง 3 มิติ เพื่อทำการจำลองเสียงในงานสถาปัตยกรรม และประเมินประสิทธิภาพของวิธีการดังกล่าวกับการจำลองเสียงจากแบบจำลอง 3 มิติ ที่สร้างขึ้นจากการรังวัดพื้นที่อาคารจริงด้วยมือ โดยเสนอวิธีการสร้างแบบจำลอง 3 มิติ จากข้อมูลพอยต์คลาวด์เพื่อใช้ในการจำลองเสียงทั้งหมด 2 วิธี ได้แก่ การสร้างแบบจำลองด้วยวิธีการประยุกต์คำสั่ง Bounding Box บน Rhinoceros Grasshopper และการสร้างแบบจำลอง 3 มิติ แบบ Voxel ด้วยเครื่องมือเสริม Volvox โดยทำการจำลองแบบจำลอง 3 มิติ ทั้งหมดด้วยชุดวัสดุที่มีค่าสัมประสิทธิ์การดูดซับเสียงโดยรวมของห้องที่แตกต่างกัน 2 ชุด
ผลจากการศึกษาพบว่า แบบจำลอง 3 มิติ ที่สร้างขึ้นจากข้อมูลพอยต์คลาวด์ทั้ง 2 แบบสามารถให้ผลการจำลองค่าตัวแปรของเสียงทั้ง 4 ค่า ได้แก่ ระยะเวลาก้องกังวาล (RT60) ระยะเวลาสลายตัวเร็ว (EDT) ค่าความชัดเจน (C80) และค่าดัชนีการส่งผ่านเสียงพูด (STI) ของทุกช่วงความถี่ทั้ง 6 ช่วง ตั้งแต่ 125 Hz ถึง 4000 Hz ที่มีความสัมพันธ์ไปในทิศทางเดียวกัน และมีปริมาณค่าตัวแปรทั้ง 4 ที่ใกล้เคียงกับการจำลองเสียงด้วยแบบจำลอง 3 มิติ ที่สร้างด้วยมือ โดยแบบจำลองแบบ Bounding Box สามารถให้ผลการจำลองที่มีความใกล้เคียงกับแบบจำลองที่สร้างด้วยมือมากกว่าแบบจำลองแบบ Voxel แสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพในการนำวิธีการดังกล่าวไปประยุกต์ใช้ในการศึกษาและพัฒนาในอนาคต
Article Details
เอกสารอ้างอิง
กรวิชญ์ เปลี่ยนสมัย. (2560). การสร้างแบบจำลองพาราเมตริกจากข้อมูลเมฆจุด 3 มิติจากภาพถ่ายเพื่อการสร้างแบบจำลองสารสนเทศอาคาร [วิทยานิพนธ์ปริญญามหาบัณฑิต, มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์]. TU Digital Collections. https://doi.org/10.14457/TU.the.2017.895
สุรกฤษฏิ์ ฮั่นไพศาล. (2562). การใช้ขั้นตอนวิธีเชิงพันธุกรรมแบบหลายวัตถุประสงค์ในการออกแบบผนังควบคุมเสียงแบบปรับเปลี่ยนได้เพื่อตอบสนองกิจกรรมในพื้นที่อเนกประสงค์ [วิทยานิพนธ์ปริญญามหาบัณฑิต, มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์]. TU Digital Collections. https://doi.org/10.14457/TU.the.2019.1558
เอสซีจี. (2561). วัสดุอะคูสติก. https://storage.googleapis.com/scgsmartliving/download/scg-acoustic-product-catalog.pdf
Acoustic Materials & Technologies Ltd. (2025). Sound absorption coefficients table. https://www.acoustic.ua/st/web_absorption_data_eng.pdf
Association of Australasian Acoustical Consultants. (2020). Guideline for educational facilities acoustics (Version 2.0). The Association.
Autodesk. (2025, January 8). 3D laser scanning solutions. https://www.autodesk.com/solutions/3d-laser-scanning
Autodesk. (2025, January 8). Point clouds solutions. https://www.autodesk.com/solutions/point-clouds
Bergerot, L., Blaise, J. Y., Dudek, I., Pamart, A., Aramaki, M., Fargeot, S., Kronland-Martinet, R., Vidal, A., & Ystad, S. (2022). Combined web-based visualisation of 3D point clouds and acoustic descriptors: An interdisciplinary challenge. Heritage, 5(4), 3819–3845. https://doi.org/10.3390/heritage5040197
Bradley, J. S. (2011). Review of objective room acoustics measures and future needs. Applied Acoustics, 72(10), 713–720. https://doi.org/10.1016/j.apacoust.2011.04.004
Cabrera, D. (2007). Acoustic clarity and auditory room size perception. In Proceedings of the 14th International Congress on Sound and Vibration 2007, ICSV 2007 (Vol. 3, pp. 1830–1837). Cairns, Australia.
Goldstein, R., Breslav, S., & Khan, A. (2014). Towards voxel-based algorithms for building performance simulation. In Proceedings of the IBPSA-Canada eSim Conference. Ottawa, Canada.
GP Radar. (2025, January 6). What is a point cloud? https://www.gp-radar.com/article/what-is-a-point-cloud
Kob, M., Behler, G., Kamprolf, A., Goldschmid, O., & Neuschaefer-Rube, C. (2008). Experimental investigations of the influence of room acoustics on the teacher’s voice. Acoustical Science and Technology, 29(1), 86–94. https://doi.org/10.1250/ast.29.86
Lachhwani, N., & Devi, T. S. (2023, May–June). Auditorium acoustics and architectural design. International Journal for Modern Research (IJFMR), 5(3),1–9. https://doi.org/10.36948/ijfmr.2023.v05i03.3891
Ma, K. W., Wong, H. M., & Mak, C. M. (2018). A systematic review of human perceptual dimensions of sound: Meta-analysis of semantic differential method applications to indoor and outdoor sounds. Building and Environment, 133, 123–150. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2018.02.021
Mak, C. M. (2015). Special issues on building acoustics and noise control. Building and Environment, 94, 751. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2015.10.011
Markovic, M., Olesen, S. K., & Hammershøi, D. (2013). Three-dimensional point-cloud room model for room acoustics simulations. Proceedings of Meetings on Acoustics, 19(1), 015122. https://doi.org/10.1121/1.4800237
O’Donnell, J., Truong-Hong, L., Boyle, N., Corry, E., Cao, J., & Laefer, D. F. (2019). LiDAR point-cloud mapping of building façades for building energy performance simulation. Automation in Construction, 107, 102905. https://doi.org/10.1016/j.autcon.2019.102905
Oniku, S., & Bello, T. (2012). A review of acoustic consideration in public and multifunctional building design. FUTY Journal of the Environment, 6(2). https://doi.org/10.4314/fje.v6i2.9
Rashdi, R., Martínez-Sánchez, J., Arias, P., & Qiu, Z. (2022). Scanning technologies to building information modelling: A review. Infrastructures, 7(4), 1–29. https://doi.org/10.3390/infrastructures7040049
Shanbari, H. A., Blinn, N. M., & Issa, R. R. (2016). Laser scanning technology and BIM in construction management education. Journal of Information Technology in Construction, 21, 204–217.
Wu, C., & Clayton, M. J. (2013, October). BIM based acoustic simulation framework. In Proceedings of the 30th International Conference of CIB W78 (pp.99–108). Beijing, China.
Xu, Y., Tong, X., & Stilla, U. (2021, February). Voxel-based representation of 3D point clouds: Methods, applications, and its potential use in the construction industry. Automation in Construction, 126, 103675. https://doi.org/10.1016/j.autcon.2021.103675
