مستوى الصوت في المساجد

أبريل 8, 2021 saeed sleiman

هل يمكن ان نحسب الاستطاعة (او القدرة) Power الصوتية في المساجد حسب عدد المصلين؟ اي ان نقول ان المسجد الذي يتسع 200 مصلي يحتاج فقط 200 وات (فرضاً) بحيث لا يمكن ان نتجتوز هذ القدرة.

او نقول مثلا ان لكل لكل مصلي فإننا نحتاج مثلاَ 1 او 5 او 10 وات (Watts).

او ان نقول لكل متر مربع من مساحة المصلى تحتاج كمية محددة من الوات. أي نحسب الاستطاعة المقدرة للنظام الصوتي في المسجد حسب مساحته.

او هل يمكن ان نأخذ مسجد ما نعلم ان النظام الصوتي فيه جيد ومستوى الصوت فيه متوازن وواضح في كل أرجاءه, ونتخذ من هذا المسجد مرجعاً ومن ثم يمكن ان نأخذ استطاعة السماعات ونقسمها على مساحة المسجد, ونعتمد هذه النتيجة في كل المساجد, ونقول فرضاً ان المتر المربع في أي مسجد  يحتاج  واحد وات. (او الرقم الذي نتج معنا من عملية القسمة السابقة) ثم نعمم على باقي المساجد بحيث نضرب الرقم بمساحة المسجد فيظهر معنا الاستطاعة اللازمة.

الا يمكننا وفق هذا المبدأ أن نضع ضوابط للأنظمة الصوتية بحيث نقضي على مشكلة ارتفاع مستوى الصوت في المساجد؟

التي يمكن ان تصل الى مستويات عالية ومزعجة وقد تسبب بمشاكل سمعية لبعض الاشخاص.

ان هذا المبدأ المذكور أعلاه خاطئ. وهذ الفرضيات يمكن ان تصلح فقط لإعطاء فكرة عن احتياج المسجد للاستطاعة الصوتية ولكن دراسة نظام الصوت هي أعقد من أن يتم اختزالها بما ذكرناه أعلاه.

توجد بعض المنتديات الصوتية التي تتحدث عن هذا الموضوع و التي تقول بشكل عام انك تحتاج الى واحد وات لكل شخص. ولكن هذا الكلام غير دقيق. ويوجد مقالة من شركة كراونCrown  المتخصصة بالامبيلفايرات.  تتحدث عن هذا الموضوع. وهي في الرابط التالي

https://www.crownaudio.com/how-much-amplifier-power

المقالة تذكر شيئا مما عرضناه سابقا, مثلا تم ذكر الارقام التالية من أجل كمية الوات حسب الموسيقى المراد بثها في المكان ويمكن ان نستعرضها بعض منها هنا للاستأناس فقط:

  • موسيقى شعبية في مقهى يتسع ل 50 مقعد . الاستطاعة تكون بين (25) و (250) وات.
  • موسيقى في قاعة محاضرات او أماكن العبادة (طبعا يقصدون الكنائس التي يتم عزف الاغاني فيها) والتي عدد المقاعد فيها بين 150 الى 250 فإن الاستطاعة المطلوبة تكون بين 250 الى 750 وات.
  • موسيقى في قاعة تتسع ل 2000 شخص . الاستطاعة بين 400 و 1200 وات.

لو حسبنا الاستطاعة لكل شخص لوجدنا في المثال الاول (5 وات لكل مقعد او شخص ), في المثال الثاني (3 وات لكل شخص) و في المثال الثالث (0.6 وات لكل شخص) لاحظ هذا الفرق في الارقام.

وتم ذكر العديد من القاعات وحسب نوع الموسيقى كانت الارقام التقريبية للاستطاعة تتغير, ولكن ما يهمنا هنا انه تم ذكر رقمين للاستطاعة الفرق بينهما كبير, حيث في المثال الاول الفرق بينهما 10 اضعاف . و الثالث 3 أضعاف.

الشاهد مما ذكرته انه لايمكن اعطاء رقم ثابت للاستطاعة المطلوبة حسب كل شخص ( او لمساحة معينة),

ملاحظة. في المقال تم ذكر انه حسب نوع الموسيقى تختلف كمية الاستطاعة المطلوبة.

وبكل الاحوال نحنا هنا نركز فقط على الاصوات البشرية, واذا اردنا ان نحدد كمية الاستطاعة حسب المكان او عدد الاشخاص فإن هذا الرقم الناتج هو تقريبي ويعطي فكرة عن كمية الاستطاعة التي يحتاجها المسجد ولكن لا يمكن الاعتملد عليها كمعيار.

وهنا لا يسعني ان أتجاهل  يسمى (كثافة الصوت    Sound Intensity  ) وواحدة قياسه هي (وات على متر المربع). W/M2 ويعرّف تدفق او كثافة الصوت على أنه القوة التي تحملها الموجات الصوتية لكل وحدة مساحة في اتجاه عمودي على تلك المنطقة.

http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/Sound/intens.html

والتي وفقها تكون عتبة السمع threshold of hearing تساوي   watts/ m2  10-12

ولكن وفق هذا التعريف يكون واحد وات يساوي شدة صوت عاي جدا جدا ليصل 120 ديسبل وهو عتبة الالم.

ان هذا التعريف بعيد عن موضوعنا هنا لانه سوف يتفرع عنه حسابات رياضية معقدة ولن أوسع فيه هنا.

اذا كيف يمكننا ان نضع معيار موحد لمستوى الصوت بالمساجد؟

بما أننا نتكلم عن مستوى الصوت فيجب ان نعرف ماهي واحدة قياس الصوت.

ان انتشار الصوت في الهواء يكون عن طريق تغييرات الضغط, وتم قياس مستوى أقل صوت يمكن ان يسمعه الانسان والذي تبين أنه يساوي 20 µPa ( 20 ميكرو باسكال) وقد تم اعتبار هذه القيمة هي كمرجعوتسمى عتبة السمع.  بينما أعلى صوت يمكن للانسان ان يسمعه والذي يسبب الالم يساوي 20 باسكال وحتى 200 باسكال وتسمى عتبة الألم.

ان هذا الفرق الكبير في مستوى السمع بين أقل مستوى وأعلى مستوى استدعى اتخاذ طريقة أسهل لقياس مستوى الصوت. فتم اعتماد مفهوم الديسبل والذي هو عبارة عن لوغاريتم للنسبة بين قيمتين. وتم اعتماد قيمة عتبة السمع كقيمة مرجعية Ref يقاس على اساسها باقي مستويات شدة الصوت. لذا أصبح لدينا العلاقة التالية

dB (SPL) = 20 Log (P/Pref)

لذلك كان مستوى الصفر ديسبل 0 dB SPL  هو عتبة السمع بينما المستوى 140 dBSPL هو أعلى صوت يمكن ان يسمعه الانسان والذي يمكن ان يؤدي الى ثقب طبلة الاذن. وكافة الاصوات التي نسمعها تقع في هذا المجال. والجدول التالي يبين لنا أمثلة عن مستويات الصوت:

وهذا هو المقياس الحقيقي الذي يعطينا مستوى الصوت.

هل مدة السماع الاصوات العالية تؤثر على السمع.

تم أجراء العديد من التجارب لملاحظة أثر الصوت العالي على سمع الانسان و الجدول التالي يبين هذا الاثر مع استمرارية الصوت العالي.

قد لايصل مستوى الصوت في أغلب المساجد الى مستويات قد تؤذي السمع وخاصة ان أطول مدة للصلاة باستخدام النظام الصوتي ممكن ان تصل الى ساعتين في صلاة التراويح في رمضان المبارك. ولكن من ناحية ثانية ان سماع صوت عالي لمدة طويلة يسبب الازعاج ويشتت الذهن, والاصل في النظام الصوتي ان يتم اسماع صوت الامام لكافة المصلين بمستوى أعلى بقليل من صوت المحادثة وأخفض من مستوى (الازعاج), اي ان مستوى الصوت المناسب يقع بين حد أدنى لا يتطلب من المصلي التركيز الشديد على ما يقوله الامام. وأقل من المستوى الازعاج.

المستوى الادنى له علاقة بالضجيج الموجود في المسجد والذي يسمى Background noise. والذي ينبع من مصادر متعددة

  • المراوح وأجهزة التكييف.
  • أصوات الانارة الكهربائية (محولات) و الاجهزة الكهربائية الاخرى.
  • صوت الشارع.
  • ضجيج المصلين (اصوات التنفس, والتحركات, و السعال …)

ان الدراسات تبين ان مستوى الصوت الذي يمكننا ان نميز الصوت الصادر من السماعات عن صوت الضجيج فإن صوت السماعات يجب أن يكون أعلى من مستوى الضجيج ب 10 dB SPL اما المستوى  الذي يكون فيه سماع صوت السماعات بشكل مريح دون الحاجة الى التركيز الشديد. يجب ان يكون أعلى من مستوى الضجيج في المكان ب 20 dB SPL .

ان أغلب المساجد يكون فيها الضجيج الداخلي حوالي 55 الى 60 ديسبل. تقريبا قد تقل هذه النسبة قليلا و قد تكبر حسب المسجد. لذا فإن مستوى الصوت الذي يجب ان يتم ضبط النظام الصوتي عليه هو ما بين 75 الى 80 ديسبل. بشكل عام.

هذه القيم التي ذكرتها هي حسب خبرتي بالمساجد التي عملت فيها, ولكن اذا أردنا ان نعطي مستوى مرجعي للصوت في المساجد وان يتم اعتماده في المساجد  فمن المفترض ان تقوم احدى الجهات الاختصاصية بإجراء قياسات عديدة لمستوى الضجيج في العديد من المساجد وفي أوقات معتددة وفي مناطق مختلفة وفي مدن متعددة و ثم يوخذ متوسط هذه القيم. ويتم على اساسه اعتماد مستوى مرجعي للصوت بحيث يتم الزام المساجد بعدم تجاوزه حرصا على راحة المصلين وحتى يكون هناك ضبط للامور الفنية بشكل علمي وليس حسب أهواء فني أو مهندس الصوت او حسب طلب الامام أو المؤذن لان مستوى الصوت في المسجد هو في الصالح العام و للحفاظ على سلامة المصلين وليس حسب المزاج الشخصي لأي شخص كان.

ان الاذن البشرية تختلف استجابتها للأصوات حسب الترددات فمثلا تكون استجابة الاذن للترددات التي تقع مابين 3 KHZ و 4KHZ هي أعلى استجابة من باقي الترددات بمعنى انه لو قمنا بتشغيل صوت غلى مستوى 50 ديسبل فرضاَ اولا ب تردد 3 KHZ ومرة ثاني بتردد 200 HZ نلاحظ ان الاذن تسمع صوت التردد 3 كيلو هرتز أعلى بكثير من من صوت التردد 200 هرتز. مع انهما في نفس المستوى وذلك هذا عائد الى أختلاف استجابة الاذن حسب الترددات, ولهذا فقد تم اختراع أجهزة قياس شدة الصوت بحيث تحاكي استجابة  الاذن البشرية لمختلف الترددات في المجال السمعي للانسان.

لهذا عند قياس مستوى الصوت في المسجد يتم استخدام جهاز خاص يقيس هذا المستوى الذي واحدة قياسه هو dB SPL اي ديسبل (شدة ضغط صوتي Sound Pressure Level) مع ضرورة استخدام فلتر A-weighting  والذي يحاكي استجابة الاذن البشرية بالنسبة للاصوات التي مستواها يصل حتى 100 ديسبل. لا أن يتم استخدام الفلتر نوع C  الذي هو يحاكي استجابة الاذن للاصوات الغالية التي هي فوق 100 ديسبل, او ان يتم استخدام الجهاز بدون فلتر اي Flat Response  والا سوف نحصل على قراءة لا تعطي المستوى الحقيقي للصوت الذي نسمع.

يجب ان نؤكد على ان استطاعة السماعة المذكورة في المواصفات هي الاستطاعة التي تتحملها دون ان تخرب اي ليس من الضورري ان تعمل السماعة دائما وفق الاستطاعة المذكورة في المواصفات .لذا لا يجب ان نحدد الاستطاعة المطلوبة في المسجد ب استطاعة السماعات والا سوف نضطر الى تشغيل السماعات الى أعلى قدرة تتحملها وهذا غير عملي وهنسياً غير مقبول. حيث ممكن ان تكون سماعة ذات استطاعة تقدر ب 1000 وات ولكن تعمل ب 100 وات وعمليا اذا عملت ةفق هذا المبدأ فهو أفضل للسماعة لأنها ستعمل (بالراحة), ان المستوى الذي تعمل عاى اساسه السماعة هو المستوى الذي يحدده الامبليفاير, بمكن ان نشبه هذا الامر بسيارة ممكن ان تسير بسرعة قصوى 250 كيلومتر بالساعة, ولكن من أجل السلامة العامة تحدد الانظمة سرعة عظمى التي يمكن أن تسير عليها السياره حسب الطريق والتي لاتتجاوز 120 كم بالساعة. لا أن نطلب استيراد  سيارات تسير بسرعة أقصاها 120 كم بالساعة.

ولهذا علينا ان نحدد مستوى الصوت بالديسبل ولايجب أن يتم تحديد الاستطاعة للسماعات في المسجد من أجل ضبط مستوى الصوت.

ومن ناحية ثانية السماعات لا تعمل بنفس الكفاءة, بمعنى انها لاتتساوى من ناحية نسبة تحويل الاشارة الكهربائية الى اشارة صوتية. وهو ما يسمى حساسية السماعة Sound sensitivity و التي تكون مذكورة في مواصفات السماعة. واتي تعطينا قيمة الاشارة الصوتية التي تخرجها السماعة على مسافة متر واحد عندما يتم تغذيتها باستطاعة قدرها واحد وات. واذ نظرنا الى قيمة هذه الحساسية لمجموعة من السماعات نجد انها تختلف بشكل كبير. ولإيضاح أهمية هذه المواصفة نأخذ مثال عملي:

لو اخذنا السماعة Control® 25-1  من JBL نجد من مواصفاتها ان حساسيتها 90 dB, 1W/1m

اي من أجل 1 وات تعطينا شدة صوت 90 ديسبل على مسافة 1 متر,

بينما سماعة ثانية  من QSC  موديل E110 نجد ان الحساسية لها 95 dB, 1 W @ 1 m   اي

من اجل 1 وات تعطينا شدة صوت 95 ديسبل على مسافة واحد متر,

اي ان السماعة الثانية تعطي صوت أعلى من السماعة الاولى ب 5 ديسبل, اي الضعف مرتين تقريبا (3 ديسبل هو ضعف )

طبعا هذا لا يعني ان السماعة الثانية أفضل بشكل عام, ولكن انها تعطي صوت أعلى باستطاعة أقل . لهذا لايجب ان نحدد مستوى الصوت بالمسجد ب استطاعة السماعة وانما كما ذكرت أعلاه ب مستوى شدة الصوت بالديسبل.

وهو ما نجده في لمبات LED  الحديثة. حيث تجد ان لمبة باستطاعة 10 وات تعطي اضاءة أعلى من لمبة عادية ذات 120 وات. وهنا يجب ان نقيس الاضاءة ب (لومن Lumen) وليس بالوات.

لذا ممكن ان نقوم بتركيب سماعات باستطاعات عالية على ان يتم ضبط مستوى الصوت بشكل لايتجاوز 85 ديسبل مثلا. و استخدام جهاز (او بلاجن في أنظمة الديجيتال)  Limiter اي المحدد. بحيث مهما قام الامام او المؤذن برفع صوته فإن النظام سوف( يحد ) من ارتفاع الصوت فوق الدرجة المعاير عليها يقوم هذا بينما لا يتدخل هذا الجهاز بالصوت اذا كانت تحت المستوى المحدد.

ولكن يجب من ناحية ثانية ايضا ان يتم وضع سماعات مونيتور للامام معايرة بشكل جيد , ف حسب رأيي ان زيادة مستوى الصوت داخل المسجد هو غالبا يتم بطلب من الامام لأنه لايسمع صوته بشكل كاف مما يضطره الى رفع مستوى صوته مما يسبب له الاجهاد في القراءات الطويلة كما هو في صلاة التراويح. وثم يطلب من مهندس الصوت رفع مستوى الصوت لهذا تجد الصوت في انحاء المسجد عالي و لكن في منطقة المحراب او ضعيف, ولاشك ان الأئمة حفظهم الله معهم حق في هذه الناحية, وأحيانا عندما لايكون الصوت عالي بشكل كافي في منطقة المحراب فإن الامام يسمع صوته من بعيد وقد يكون متأخرا قليلاً مما يسبب له ارتباك او اذا كان التأخير فوق حد معين قد يسبب تلعثم في الكلام. ويلجأ بعض فنيي الصوت قليلي الخبرة الى ابعاد السماعات عن منطقة المحراب من أجل ضبط النظام وللتغلب على الفيدباك الذي يكون في منطقة المكرفونات, ولكن يحل مشكلة ويسبب ب مشكلة ثانية.

الننقطة الهامة التي أود التطرق اليها هو توجيه السماعات في المسجد, اذ أن زاوية توجيه السماعات يجب ان يتم أيضا وفق مواصفات السماعة أيضا لا ان يتم توجيه السماعات في الجدار الامامي على زاوية 90 درجة على الجدار. (أو زاوية صفر عن محور السماعة) اي ان لا يتم تمييل السماعات الى الاسفل بحيث لا تكون موجهه الى الصف الامامي باتجاه المصلين (على أساس ان يكون حماية لهم) الا ان هذا التوجيه هندسيا خاطئ  لان التويتر في السماعة سوف يكون عديم الفائدة. لان الترددات العالية التي ينتجها التويتر يجب ان يتم توجيهها نحو المصلين حتى يتم سماعها وهي مختلفة عن الترددات المنخفضة التي تنتشر في المكان, ووضع السماعة بهذا الشكل سوف يؤدي الى عدم وضوح الصوت وعدم وجود تمايز الاحرف بالنسبة للمصلين في الصف الاول, التويتر هو الذي يعطي وضوح الصوت. ان زاية التغطية للسماعة تقاس على اساس التردد 8 كيلو هيرتز. والذي يتم انتاجه من التويتر, لهذا فان توجيه السماعة يتم حسب زاوية التغطية العمودية للسماعة, من اعطاء أفضل أداء ووضوح في الصوت.

هل يجب ان نحدد عدد السماعات في المسجد؟

هل يمكن ان نحدد عدد السماعات بحيث لايتجاوز عدد معين؟ الجواب المباشر لا. بل و بالعكس كلما زاد عدد السماعات كلما كان أفضل. لأننا في هذه الحالة لن نضطر الى رفع مستوى صوت السماعة للوصول الى الصف التالي للسماعات, اذا كان عدد السماعات قليل سوف نجبر على رفع الصوت من أجل وصول صوت السماعة الى السماعة التالية الابعد منها وهنا تأتي مشكلة ارتفاع الصوت بالنسبة للمصلين الذين جانب السماعة, بينما اذا زدنا عدد السماعات فلن نضطر الى رفع الصوت. طبعا يجب أن يتم دراسة هندسية من المؤسسات الصوتية المتخصصة بحيث يتم التوفيق في تكاليف النظام الصوتي مع توزيع الصوت بشكل متساوي في كافة أنحاء المسجد.  ايضاَ السماعات الحديثة (Steerable line array) تتغلب على هذه المشكلة بحيث يتوزع الصوت الصادر منها بشكل متساوي بحيث لايكون عالي قرب السماعة وضعيف في المناطق البعيدة التي تقع ضمن نطاق السماعة.

اضافة الى ماتم ذكره في هذه المقالة يبقى ان نستعرض مستوى الصوت خارج المسجد, وهو ما سوف استعرضه في مقالة أخرى ان شاء الله.

أتمنى ان يتم وضع معايير لمواصفات الانظمة الصوتية في المساجد  وفق اسس هندسية وعلمية ووفق دراسات مكثفة تحت اشراف جهات رسمية واعتمادا على متخصصين في الهندسة الصوتية وحسب الانظمة والمواصفات العالمية, لا أن تكون الامور سائبة وتتبع أهواء ورغبات بعض الاشخاص دون اسس علمية معتمدة.

لاشك ان الموضوع أكبر من أن يتم اختزاله في مقالة ولا أن يتم اختزاله ببعض التعليمات المختصرة الغير واضحة. ولكن لابد ان يتم البدء في العمل وضع اسس علمية وهندسية للأظمة الصوتية في المساجد.

المهندس سعيد سليمان