MASJID dan AKUSTIK RUANG
PENDAHULUAN
Masjid merupakan bangunan yang penting bagi umat Islam karena di sanalah tempat segala kegiatan keislaman berlangsung. Kegiatan yang sering dilakukan di dalam masjid adalah kegiatan yang membutuhkan kejelasan penyampaian suara, seperti sholat berjamaah dan ceramah keagamaan. Kegiatan tersebut bisa dilakukan dengan baik bila sebuah masjid memiliki standar nilai akustik yang baik.
Tipologi bentuk masjid di setiap negara mempunyai ciri khas tersendiri. Di Indonesia terdapat beberapa tipologi bentuk masjid yang didapat dari beberapa hasil penelitian. Salah satunya adalah penelitian yang dilakukan oleh Faqih dkk (1991). Kemudian dalam buku tulisan Wiryoprawiro (1986) juga disebutkan tipologi bentuk masjid yang ada di Jawa Timur. Dari Hasil dari penelitian-penelitian tersebut dapat disimpulkan beberapa tipologi bentuk masjid antara lain:
• Denah berbangun bujur sangkar
• Denah berbangun 4 persegi panjang dengan sisi terpanjang mengarah ke kiblat • Denah berbangun 4 persegi panjang dengan sisi terpanjang tegak lurus arah kiblat • Atap datar dan kubah
• Atap kombinasi tajug dengan kubah
• Atap yang berkembang, di mana masing-masing dapat berupa tajug, kubah, atau gabungan di antaranya.
• Bentuk ‘javanese vernacular’. Bentuk ini memiliki ciri atap piramida bersusun
Fungsi masjid adalah sebagai tempat ibadah umat muslim, yang mana tujuan utamanya adalah penyampaian suara imam kepada makmum ketika sholat berjamaah atau khotib kepada jamaah ketika berceramah. Penyampaian suara ini harus sampai kepada para jamaah dengan baik untuk menjaga kekhusukan selama beribadah, karena faktor kejelasan suara ini juga mempengaruhi kekhusukan.
Dalam memenuhi tujuan masjid untuk penyampaian suara, maka dibutuhkan ruang dengan akustik yang baik supaya distribusi suara bisa merambat secara merata ke seluruh jamaah. Masjid yang digunakan untuk keperluan percakapan, dalam hal ini ceramah atau khotbah disyaratkan untuk memilki distribusi tingkat tekanan bunyi yang merata di seluruh sudut ruangan agar pendengar dapat menangkap informasi yang dikeluarkan pembicara dengan baik di seluruh titik yang ada dalam ruangan (Satriyo, 2005).
Dari beberapa tipologi masjid, dinding rata-rata berbentuk datar, bentuk cekung biasa ditemui pada plafon kubah, sementara bentuk cembung jarang ditemui di Masjid. Padahal justru bentuk cembung inilah yang memiliki kemampuan untuk menyebarkan suara (Mediastika, 2005). Bentuk-bentuk tersebut juga tidak diatur perletakannya. Hal itu dapat menyebabkan suara tidak dapat terdistribusi secara merata ke seluruh ruangan. Selain itu, pemantulan yang berlebih dan tidak merata yang ditimbulkan dari bentuk-bentuk tersebut dapat menyebabkan gaung.
KAJIAN PUSTAKA
Kondisi bunyi di dalam ruang tertutup bisa dianalisa dalam beberapa sifat yaitu: bunyi langsung, bunyi pantulan, bunyi yang diserap oleh lapisan permukaan, bunyi yang disebar, bunyi yang dibelokkan, bunyi yang ditransmisi, bunyi yang diabsorpsi oleh struktur bangunan, dan bunyi yang merambat pada konstruksi atau struktur bangunan (Suptandar, 2004).
Gambar 1. Sifat Bunyi yang Mengenai Bidang (Mediastika, 2005)
Perambatan gelombang bunyi yang mengenai obyek akan mengalami pemantulan, penyerapan, dan penerusan bunyi, yang karakteristiknya tergantung pada karakteristik obyek. Perambatan gelombang bunyi yang mengenai bidang batas dengan celah akan mengalami defraksi (Mediastika, 2005). Hal inilah yang terjadi pada bunyi pada ruangan yang berlubang.
Refleksi atau pemantulan bunyi oleh suatu obyek penghalang atau bidang batas disebabkan oleh karakteristik penghalang yang memungkinkan terjadinya pemantulan. Pada ruangan yang memiliki bidang batas yang memiliki kemampuan pantul yang besar akan terjadi tingkat pemantulan yang besar, sehingga tingkat kekerasan bunyi pada titik-titik berbeda dalam ruangan tersebut lebih kurang sama. Pada keadaan ini, ruang mengalami difus
Pemantulan suara bisa digambarkan sebagai berikut: pantulan ke fokus, pantulan menyebar, pentulan terkendali (Suptandar, 2004). Dalam ruangan, suara yang memantul akan mempengaruhi kejelasan suara. Terkadang pemantulan suara bisa meningkatkan intensitas suara dan membuat suara menjadi lebih jernih, tapi jika suara itu datang terlambat ke penerima, maka akan menimbulkan gema. Reverberation time merupakan indikator penting untuk ruang pembicaraan.
Dalam akustik lingkungan unsur-unsur berikut dapat menunjang penyerapan bunyi: 1. Lapisan permukaan dinding, lantai, atau atap
2. Isi ruang seperti penonton, bahan tirai, tempat duduk dengan lapisan lunak, dan karpet
3. Udara dalam ruang
Efisiensi penyerapan bunyi suatu bahan pada suatu frekuensi tertentu dinyatakan oleh koefisiensi penyerapan bunyi. Koefisiensi penyerapan bunyi suatu permukaan adalah bagian energi bunyi yang datang yang diserap, atau tidak dipantulkan oleh permukaan. Koefisiensi ini dinyatakan dalam huruf greek á. Nilai á dapat berada antara 0 dan 1 (Doelle, 1972).
Difusi bunyi atau penyebaran bunyi terjadi dalam ruang. Difusi bunyi yang cukup adalah ciri akustik yang diperlukan pada jenis-jenis ruang tertentu, karena ruang-ruang itu membutuhkan distribusi bunyi yang merata dan menghalangi terjadinya cacat akustik yang tidak diinginkan (Doelle, 1972).
Difraksi adalah gejala akustik yang menyebabkan gelombang bunyi dibelokkan atau dihamburkan sekitar penghalang seperti sudut, kolom, tembok, dan balok. Difraksi di sekeliling penghalang, lebih nyata pada frekuensi rendah daripada frekuensi tinggi.
Refraksi adalah membeloknya gelombang bunyi karena melewati atau memasuki medium perambatan yang memiliki kerapatan molekul berbeda (Mediastika, 2005).
Bentuk merupakan unsur yang ikut mendukung pengkondisian akustik suatu ruang sebagai elemen nonstruktural, tapi bisa juga sebagai elemen struktural.
1. Bentuk cekung
Bentuk ini bersifat pemusatan suara yang tidak menyebar dan bentuk tersebut merupakan kebalikan dari fungsi reflektor. Bentuk cekung menimbulkan efek focal
point atau sebagai pusat arah pantulan suara, disebut whispering gallery atau gema
yang merambat. Bentuk cekung bila diolah menurut rambatan suara akan lebih mendukung kondisi akustik. Bentuk cekung yang memiliki permukaan datar atau rata dapat berfungsi sebagai akustik bila diletakkan dengan kemiringan agar memiliki arah pantulan. Bentuk akustik datar dapat diolah untuk mengarahkan suara ke daerah penerima yang luasnya ditentukan oleh besar kemiringan atau sudut datang gelombang agar mampu meningkatkan jumlah pantulan dan mengurangi cacat bunyi berupa gema melalui TDG (Perbedaan jarak dengung) (Suptandar, 2004).
2. Bentuk cembung
Bentuk cembung merupakan bentuk pemantul suara yang baik karena memiliki sifat penyebar gelombang suara yang ikut mendukung kondisi difusi akustik ruang. Bentuk cembung bisa menciptakan kejelasan suara dari berbagai arah yang cukup luas dan menyebar. Bentuk akustik datar sifatnya paling sederhana dan jelas. Bentuk akustik datar dengan teknik geometri akan memberikan suara yang jelas kepada para penonton yang duduk di deret paling belakang tanpa cacat dan perbedaan tempo penerimaan (Suptandar, 2004).
Gambar 3 Pemantulan yang Terjadi pada Bidang Batas Cembung, Datar, dan Cekung (Mediastika, 2005)
Menurut Mehta dkk (1999), Desain akustik ruang untuk pembicaraan dipengaruhi oleh lima faktor:
1. memberikan reverberation time optimum 2. mengeliminasi cacat akustik
3. memaksimalkan kekerasan
5. menyediakan sistem buatan di tempat yang dibutuhkan
Pada prinsipnya akustik ruang dipengaruhi oleh nilai Tingkat Tekanan Bunyi (TTB) atau Sound Pressure Level (SPL), Reverberation Time (RT), Early Decay Time (EDT), Clarity atau
Early-to-late sound, Early Energy Fraction, dan Total Sound Level.
Formula pengukuran tingkat kekerasan bunyi di dalam ruang dengan menggunakan Tingkat Tekanan Bunyi atau Sound Pressure Level (SPL).
+ + = R pr PWL SPL 4 4 1 log 10 2 (2.1) Di mana:
SPL : sound pressure level (dB) PWL : sound power level (dB) r : jarak dari sumber (m) R : konstana ruangan (m2)
R dapat dicari dengan formula : α α − = 1 S R (2.2) Di mana:
S : total luas permukaan pembentuk ruang (m2)
á : rata-rata koefisien absorpsi dari semua material pembentuk ruang
Bila sumber bunyi telah berhenti, suatu waktu yang cukup lama akan berlalu sebelum bunyi hilang dan tak dapat didengar. Bunyi yang berkepanjangan ini sebagai akibat pemantulan yang berturut-turut dalam ruang tertutup setelah sumber bunyi dihentikan disebut dengung (Doelle, 1972).
Pentingnya pengendalian dengung dalam rancangan akustik auditorium telah mengharuskan masuknya besaran standar yang relevan, yaitu waktu dengung (RT). Ini adalah waktu agar Tingkat Tekanan Bunyi dalam ruang berkurang 60 dB setelah bunyi dihentikan. Rumus perhitungan RT adalah
xV A V RT + = 0.16 (2.3) Di mana:
RT : waktu dengung, detik V : volume ruang, meter kubik
A : penyerapan ruang total, sabin meter persegi x : koefisien penyerapan udara
Penyerapan suatu permukaan diperoleh dengan mengalikan luasnya S dengan koefisien penyerapan á, dan penyerapan ruang total A diperoleh dengan menjumlahkan perkalian-perkalian ini dengan mengikutsertakan penyerapan yang dilakukan oleh jemaah dan benda-benda lain dalam ruang (karpet, tirai, dan lain-lain). Jadi
A = S1á1+ S2á2+...+Snán (2.4)
Nilai koefisien penyerapan udara x yang diperhatikan hanya pada dan di atas 1000 Hz (Doelle, 1972).
Gambar 4. Nilai RT yang Disarankan Untuk Masjid (Kayili, 2005)
Early Decay Time (EDT) merupakan ukuran tingkatan kehilangan suara,
diekspresikan dengan cara yang sama seperti Reverberation Time, berdasarkan pada 10 dB pertama dari kehilangan suara (Barron, 1993). Objective Clarity atau early-to-late sound index berhubungan dengan keseimbangan antara kejelasan dan gaung yang dirasakan.
ectSound
msAfterDir
ving
EnergyArri
Sound
msOfDirect
vingWithin
EnergyArri
larity
ObjectiveC
80
80
log
10
=
(2.5) dB dt t p dt t p C =∫
∫
∞ 08 , 0 2 08 , 0 0 2 ) ( ) ( 80 (2.6)Energi antara 80 ms dari suara langsung termasuk suara langsung dan pemantulan awal. Ukuran ini memiliki persamaan langsung dalam pembicaraan (Barron, 1993).
Objective envelopment atau early lateral energy fraction berhubungan dengan sebagian
pengaruh yang dirasakan seperti yang digambarkan di atas.
Sound
msOfDirect
yArriving
TotalEnerg
Sound
msOfDirect
llyWithin
vingLatera
EnergyArri
nvelopment
ObjectiveE
80
80
=
(2.7)∫
∫
∞ = 0 2 05 , 0 0 2 ) ( ) ( , dt t p dt t p D yFraction EarlyEnerg (2.8)Total Sound Level untuk sumber suara standart berhubungan dengan penilaian
kekerasan (Barron, 1993).
dB
dt
t
p
dt
t
p
G
A
=
∫
∫
∞ ∞ 0 2 0 2)
(
)
(
log
10
(2.9)Dalam kebisingan dikenal istilah background noise, noise, dan ambient noise.
Background noise adalah bunyi di sekitar kita yang muncul secara tetap dan stabil pada tingkat
tertentu. Bising latar belakang yang nyaman berada pada tingkat kekerasan tidak melebihi 40 dB. Yang masuk dalam kategori nois adalah bunyi yang muncul secara tidak tetap atau seketika dengan tingkat kekerasan melebihi background noise. Ambient noise adalah tingkat kebisingan di sekitar kita yang merupakan gabungan antara background noise dan noise (Mediastika, 2005). Kriteria bising latar belakang yang diperbolehkan di tempat ibadah adalah 25-30 bilangan NC (Doelle, 1972).
PEMBAHASAN
Terdapat beberapa penelitian yang meneliti akustik pada bangunan masjid. Penelitian tersebut antara lain dilakukan oleh Adel A.Abdou (2003) dengan judul ‘Comparison Of The
Acoustical Performance Of Mosque Geometry Using Computer Model Studies’, kemudian dilakukan
oleh Icha, dkk (2005) dengan judul ‘Study on the Effects of Ceiling Shape to the Acoustics
Condition of Masjid by Means of Computer Simulation’, dan ada pula yang dilakukan oleh Satriyo
(2005) dengan judul ‘Analisis Kejelasan Percakapan pada Bangunan Masjid dengan Menerapkan Metode Nisbah Energi Akustik’, dan yang terakhir dilakukan oleh Basuki (2005) dengan judul ‘Penentuan Kualitas Akustik Ruang pada Masjid Berdimensi Joglo dengan Menerapkan Pengukuran Berbasis Monaural’.
Penelitian yang dilakukan oleh Abdou (2003) dan Icha, dkk (2005) sama-sama membandingkan nilai kualitas akustik dari bentuk-bentuk arsitektural masjid yang berbeda. Tetapi bentuk arsitektural yang diteliti berbeda. Penelitian Abdou (2003) hanya membandingkan bentuk geometri denah masjid saja, sementara elemen arsitektural yang lain dianggap sama. Sedangkan pada penelitian Icha, dkk (2005), yang dibandingkan hanya bentuk plafon saja, sementara bentuk yang lain diasumsikan sama.
Abdou (2003) menggunakan metode penelitian simulasi komputer dengan bantuan software Odeon. Data input yang dimasukkan hanya berupa bentuk geometri denah masjid.
Sementara variabel yang lain yaitu dimensi, material, dan nilai NC diasumsikan sama, karena tujuan penelitiannya memang hanya ingin membandingkan bentuk geometri denah saja. Macam geometri yang dibandingkan adalah persegi panjang, trapesium, bujur sangkar, segi enam, dan segi delapan. Asumsi dimensi dapat dilihat di tabel 1. Sedangkan asumsi material dapat dilihat pada tabel 2.
Tabel 1. Asumsi dimensi pada beberapa macam geometri masjid yang digunakan sebagai obyek penelitian (Abdou, 2005)
Tabel 2. Asumsi materal pada beberapa macam geometri masjid yang digunakan sebagai obyek penelitian (Abdou, 2005)
Penelitian yang dilakukan oleh Abdou (2005) tersebut menghasilkan bentuk geometri masjid yang memiliki nilai akustik yang paling baik dilihat dari nilai STInya. Dari kelima bentuk yang dibandingkan oleh Abdou (2005) tersebut, yang memiliki nilai STI yang paling baik adalah masjid yang berbentuk bujursangkar. Hal ini tidak sesuai dengan filosofi masjid yang mengutamakan banyak jamaah berada di saf terdepan yang bisa dipenuhi oleh denah yang berbentuk persegi panjang dengan sisi terpanjang tegak lurus kiblat. Selain itu penelitian ini sama sekali tidak memperhitungkan masalah bukaan karena penelitian ini tidak dilakukan di negara tropis.
Icha dkk (2005) menggunakan dua cara dalam penelitiannya, antara lain yaitu pengukuran di lapangan dan simulasi komputer CATTv7.2. Penelitiannya bertujuan untuk membandingkan ketiga bentuk plafon masjid, yaitu datar, kubah, dan tajuk. Untuk penelitian lapangan, masjid yang digunakan sebagai obyek penelitian adalah tiga masjid di Bandung yaitu Masjid Istiqomah yang beratap datar, Masjid Al-Ukhuwah yang beratap tajuk, dan Masjid Baitul Makmur yang beratap kubah. Dari penelitian tersebut dihasilkan bentuk plafon masjid
yang menghasilkan nilai akustik yang paling baik. Hasil penelitiannya mengatakan bahwa bentuk plafon datarlah yang menghasilkan nilai akustik yang paling baik, dan bentuk kubahlah yang menghasilkan nilai akustik yang paling buruk. Nilai-nilai tersebut bisa dilihat dari nilai RT, SPL, D50, G10, dan RASTI. Hasil tersebut sesuai dengan teori bunyi yang menyebutkan bahwa bentuk cekung akan memusatkan suara, sehingga suara tidak terdistribusi merata ke seluruh ruangan. Tetapi, hasil penelitian ini belum tentu sesuai apabila faktor yang lain ikut diperhitungkan. Faktor lain yang dimaksud yaitu faktor denah dan bukaan. Selain itu, ketiga masjid yang dijadikan sampel penelitian tersebut, tidak memiliki kesamaan pada variabel-variabel yang lain. Seperti misalnya pada Masjid Al-Ukhuwah yang memiliki volume paling besar, dan Masjid Istiqomah berada di atas ruang yang digunakan untuk Sekolah Dasar sehingga akan menghasilkan nilai bising latar belakang yang berbeda. Dari perbedaan-perbadaan yang ada pada variabel-variabel tersebut bisa menyebabkan nilai kualitas akustiknya jadi berbeda meskipun tanpa memperhatikan efek perbedaan bentuk plafon. Karena itulah pada metoda kedua pada saat dilaksanakannya simulasi, variabel-variabel yang berbeda tersebut disederhanakan. Hasil simulasinya juga mengatakan bahwa plafon datar memiliki nilai kualitas akustik yang paling baik.
Sedangkan pada penelitian yang dilakukan oleh Satriyo (2005), hanya menilai kejelasan akustik pada masjid dengan membandingkan tiga buah masjid yang terdapat di Surabaya. Masjid-masjid yang digunakan sebagai obyek penelitiannya antara lain Masjid Al-Mabrur Asrama Haji, Masjid Unmuh Gresik, Masjid Sunan Ampel. Penelitian ini menghasilkan nilai akustik pada ketiga masjid tersebut. Masjid Al-Mabrur memiliki nilai yang buruk untuk
Noise Criteria, distribusi TTB rendah, RT terlalu panjang, D50 dan C50 buruk. Masjid Unmuh
Gresik memiliki nilai akustik NC buruk, distribusi TTB rendah, RT terlalu panjang, D50 dan
C50cukup baik. Masjid Sunan Ampel memiliki nilai NC buruk tapi paling baik di antara ketiga
sampel, TTB rendah, RT sangat buruk, D50cukup, dan C50buruk. Sayangnya dalam penelitian
ini tidak dibahas mengenai variabel apa yang menyebabkan nilai-nilai akustik tersebut. Selain itu sebenarnya ketiga masjid ini kurang tepat untuk diperbandingkan secara akustik karena ketiganya berada di lingkungan yang memiliki karakter kebisingan yang berbeda.
Metode yang dilakukan oleh Satriyo (2005) adalah dengan pengukuran lapangan. Pengukurannya menggunakan alat SLM Rion NL-31, Sound Power Source B&K 4205,
Loudspeaker B&K HP 1001, Sonic Fondry Sound Forge ver. 6.0,dan Sample Champion Pro ver 3.0.
Metode yang sama juga dilakukan oleh Basuki (2005).
Penelitian yang dilakukan oleh Basuki (2005) menilai kualitas akustik pada dua masjid yaitu Masjid Al-Mabrur Asrama Haji dan Masjid Nurul Jannah Petrokimia Gresik. Penelitian ini menghasilkan fenomena yang menarik bahwa tepat di bawah joglo suara yang dihasilkan adalah yang paling keras dan di dekat sumber bunyi dihasilkan nilai C50yang bernilai
tinggi. Karena penelitian tersebut hanya fokus kepada bentuk joglo, maka belum diketahui apakah fenomena ini juga terjadi pada bentuk yang lain. Tetapi fenomena ini juga membuktikan teori pemantulan bunyi. Yaitu bunyi akan memantul dengan sudut pantul yang sama dengan sudut datang. Pada kasus bentuk joglo, permukaan-permukaan yang datar berhadapan dan bertemu dalam satu sudut yang menyebabkan suara akan terpantul-pantul di tengah atap joglo sehingga daerah di bawahnya akan mengalami pengerasan suara akibat pantulan-pantulan tersebut.
PENUTUP
Dari berbagai studi mengenai bentuk masjid dan kualitas akustiknya tersebut, dapat disimpulkan bentuk masjid yang paling baik dari segi akustiknya. Untuk geometri bentuk denah dapat dilihat dari penelitian yang dilakukan oleh Abdou (2005) yang menghasilkan bentuk bujursangkar sebagai bantuk masjid yang berakustik paling baik. Untuk bentuk plafon bisa dilihat dari penelitian Icha (2005) yang menghasilkan bentuk plafon datar menghasilkan akustik yang paling baik. Tetapi penelitian-penelitian tersebut melupakan variabel lain yang sangat berpengaruh terhadap akustik. Variabel tersebut adalah bukaan, baik itu berupa pintu, jendela, atau angin-angin. Sementara masjid-masjid di Indonesia yang beriklim tropis, harus memiliki bukaan untuk mengatasi masalah peghawaan. Tentunya hal ini bertentangan dengan persyaratan ruang akustik. Untuk itu diperlukan penelitian lebih lanjut yang mempertimbangkan variabel ini.
