1. Pengontrol Kebisingan Sekunder
Untuk mengurangi kebisingan yang berasal dari peralatan rumah tangga dan mesin pabrik sering terkendala masalah non-akustik. Oleh sebab itu untuk mengurangi kebisingan di lingkungan diperlukan adanya suatu tindakan tambahan (sekunder). Usaha ini untuk mencegah penyebaran suara dan memberika rasa nyaman.
a. Pembatas Sumber Bising
Cara yang jelas untuk pengontrol kebisingan sekunder adalah dengan mengelilingi mesin dan sumber bising lainnya dengan kotak isolasi suara. Dalam banyak kasus kotak isolasi ini terbuat dari lembaran logam, atau untuk lebih besar menggunakan batu bata atau beton. Permasalahannya adalah cara ini harus dihadapkan pada kebutuhan akses bangunan. Selain itu pembatas harus diisolasi melawan struktur suara tersimpan yang datang, misalnya melalui lantai. Pengurangan suara yang dicapai dengan batas bergantung pada indeks pengurangan suara dari dinding dan pada keketatan akustik. Jika dirancang dengan baik, pembatas dapat mengurangi tingkat suara 30 dB lebih. Fakta yang lain yang dianggap bahwa suara dihasilkan oleh sumber akan mengalami beberapa refleksi dari dinding, sehingga meningkatan tingkat suara di dalam. Bentuk ini dampak dari energi terdegradasi dari pembatas dan dapat membuat pembatas menjadi berguna. Itu dapat dikurangi atau dicegah dengan menempatkan didalamnya material penyerap suara di pembatas, biasanya dengan melapisi dinding seperti yang dijelaskan di section 13.5. Pelapis khusus adalah lapisan dari wol kaca dari plastik berbusa, yang ditutupi dengan panel berlubang. Jika memungkinkan, frekuensi penyerapan harus disesuaikan dengan spectrum kebisingan. Masalah khususnya adalah pengurangan panas pada mesin dalam kotak isolasi. Keduanya dapat dicapai dengan bagian saluran yang dirancang sebagai peredam disipatif.
b. Pengisolasi Getaran
Banyak perangkat di rumah atau di pabrik yang bergerak misalnya memutar yang merupakan elemen penghasil getaran. Jika getaran menyetuh lantai atau dinding dari bangunan getarannya akan disalurkan ke struktur bangunan dan disebarkan melalui dinding atau lantai dalam bentuk structure-borne sound. Selama getaran ini memancarkan suara udara ke lingkungan maka akan terdengar tidak hanya dibawah atau di belakang dinding tempat alat itu terpasang, tetapi juga di daerah terpencil dari bangunan. Oleh karena itu muncul pertanyaan bagaimana sumber getaran itu dapat diisolasi dari bangunan tempat alat itu terpasang.
Transfer suara structure-borne dari mesin dapat dicegah atau dikurangi secara signifikan dengan menempelkan sumber getaran pada penyangga fleksibel, misalnya pada pegas. Untuk peralatan ringan dengan gabus, karet, dan lain-lain.
Untuk mesin berat dibuat khusus dengan pegas baja dibuat dengan atau tanpa peredam tambahan. dalam beberapa kasus, mesin dan pondasi mempunyai massa m dan pegas mempunyai bentuk penyesuaian system resonansi n, setara rangkaian listrik pada gb. 15.7b. Semua kerugian misalnya elastisitas pegas, direpresentasikan sebagai hambatan r, diasumsikan bahwa lantai hampir kaku, sehingga kita dapat mengabaikan masukannya. Ini terlihat dari kesetaraan rangkaina listrik, bahwa gaya vertikal ditransfer ke lantai ditunjukan oleh
Dimana F adalah gaya alternative yang dihasilkan oleh mesin, ω0 = 1/ √mn adalah frekuensi resonansi dan Q = m ω0/r faktor Q dari system. Kekhawatiran masalah inverse yaitu melindungi peralatan yang ‘sensitif’ dari getaran tanah. Maka ini merupakan contoh umum dari prinsip timbal balik. Yang sudah dijelaskan di subbab 5.2. Isi dari persamaan 15.6 adalah
Gb. 15.7 pengurangan dari suara solid-borne yang ditrasfer oleh sandaran elastis: (a). Pengaturan skematik (b) kesetaraan rangkaian listrik.
Gb. 15.8 suara Structure-borne diisolasi oleh sandaran elastis. Parameter faktor-Q.
Ditunjukkan dalam gambar 15.8 dimana yang plot kuantitas 20 log10 |F’/F| sebagai fungsi dari kecepatan sudut dengan faktor Q sebagai parameter. Isolasi hanya diperbolehkan hanya pada rentang diatas frekuensi resonansi, dimana itu mungkin cukup besar. Untuk frekuensi resonansi dari sistem mengikuti aturan praktis yang mungkin membantu : jika m menyebabkan beban kompresi statis pegas 1 mm, frekuensi resonansi sistem sekitar 16 Hz. Titik kritis adalah puncak resonansi, jika jumlah putaran per detik sesuai dengan frekuensi resonansi mesin bersama dengan pondasi yang akan mencapai amplitudo getaran yang berlebihan. Oleh karena itu penting untuk melewati rentang kritis secepat mungkin saat mesin dimulai atau dihentikan. Dengan menyediakan untuk peredaman bagus puncak resonansi dapat diratakan atau dihapus. Namun, ini harus dibayar oleh degradasi isolasi getaran yang dicapai.
c. Penghalang bising
Suara akan bertambah atau berkurang kekuatannya jika melewati hambatan yang panjang, misalnya pada dinding atau penghalang suatau bangunan. Oleh karena itu penghalang bising yang sering dilihat di sepanjang jalan raya yang padat atau disepanjang rel kereta api mempunyai efek terbatas tapi sangat berguna. Dalam situasi praktis pendekatan bentuk gelombang suara adalah tidak datar seperti yang diasumsikan pada bab 7, tetapi berbentuk gelombang bola yang berasal
dari titik atau daerah yang terbatas. Tingkat reduksi ΔL disebabkan oleh penghalang lurus (tinggi konstan dan panjang tak terbatas) dapat dikalkulasikan dengan tingkat akurasi yang memadai dengan menggunakan rumus semi-empiris Kurze dan Anderson:
pers. 15.7 Kuantitas N pada rumus berikut adalah parameter frekuensi.
pers. 15.8 Arti dari panjang a1, a2, dan b dapat dilihat pada gambar 15.9a. Jelas, ekspresi dalam kurung adalah penyimpangan yang terkena penghalang di jalan yang menghubungkan sumber suara dengan titik pengamatan. Kurva solid pada gambar 15.9b menunjukkan tingkat reduksi setelah persamaan 15.7 tergantung oleh parameter N. Persamaan 15.7 dapat digunakan untuk menentukan tingkat reduksi dari penghalang terhadap kebisingan dari jalan raya dengan lalu lintas yang padat. Yang dapat dianggap sebagai sumber yang berupa garis lurus. Karena mengeluarkan suara dengan variasi panjang elemen yang tidak koheren hasil dari emisi bising dapat diperoleh dengan menambah intensitas. Tentu saja perbedaan nilai dari parameter N harus diperhitungkan, maksimum Nmax diukur untuk panjang elemen yang berlawanan dengan titik pengamatan. Kurva pada gb. 15.9b menunjukan hasil akhir (integrasi). Kuatitas absis adalah Nmax. jelas bahwa penghalang kurang efektif untuk sumber berupa garis daripada sumber berupa titik.
Kurva ini hanya berlaku selama isolasi suara airborne dari dinding itu secara signifikan lebih besar dari tingkat perbedaan yang disebabkan oleh penyaringan. Kondisi ini dengan mudah terpenuhi dengan menyediakan yang tertutup rapat, yaitu yang bebas dari celah atau bukaan lainnya. Itu berarti bahwa pagar rapat yang terkenal dikalangan pemilik kebun dapat melindungi mereka dari dilihat dari luar tetapi tidak cocok untuk menjadi penghalang kebisingan.
Pada jarak yang lebih besar tingkat reduksi ditunjukkan dalam Gambar 15.9b harus dianggap sebagai petunjuk kasar hanya karena kelengkungan sinar suara oleh gradien suhu dan kecepatan angin terasa dapat memodifikasi propagasi (lihat Bagian 6.2). Untuk menghindari beberapa refleksi antara hambatan dan kereta rel
kereta api, hambatan sering dilapisi dengan beberapa material serap suara, yang tentu saja, weather-proof.
Gb. 15.9 Efek dari penghalang bising : (a) lokasi sumber bunyi S dan pengamat di titik P, (b) tingkat reduksi untuk sumber titik (garis hitam) dan untuk sumber garis (garis
putus-putus). N = (2/λ) . (a1 + a2 - b).
d. Perlindungan Bising dengan Tumbuhan
Lebih efisien menggunakan penghalang bising (noise barrier) menggunakan pohon, semak, dll. Efek penyaring suara dinilai orang awam terlalu tinggi. Jadi sebuah pagar yang rapat dapat memberikan perlindungan yang sangat baik dari
pandangan; efek reduksi bising dipengaruhi oleh hal itu, Alasan untuk ini harus jelas: deretan tanaman hampir ditembus oleh suara karena suara tidak seperti cahaya dapat melewati daun dan terdifraksi oleh cabang. Namun sebagian kecil dari energi suara mungkin hilang saat mengalami serapan dan hamburan.
Hal yang sama berlaku pada hutan yang luas. Di sini redaman dari gelombang suara dipengaruhi oleh jenis pohon; hal itu jelas bahwa hutan konifer mempengaruhi penetrasi terhadap suara dengan cara yang berbeda kayu dengan daun yang gugur di musim panas yang diselingi dengan semak yang berbeda ketinggiannya. Dengan demikian data yang dipublikasikan dalam literature tersebar dengan jangkauan yang luas. Setidaknya nilai rata-rata dapat disaring dari semua data yang diukur: untuk lalu lintas dibawah lintasan pesawat kita bisa memperhitungkan besar redaman tambahan sekitar 10 dB/m disebabkan oleh hutan.
e. Pengontrol Bising dengan Penyerapan
Di ruangan tertutup penurunan tingkat kebisingan secara signifikan sering dicapai oleh penyerap bunyi pada lapisan dinding dan permukaan langit-langit. Kita menganggap mengeluarkan suara dari satu titik dengan sumber daya P. Persamaan dasar adalah persamaan (13.9) yang diulangi disini disajikan dalam bentuk yang agak berbeda.
Dimana wtot adalah rapat energi pada jarak r dari sumber bising, dan A menunjukkan daerah searapan di ruangan. Karena suku yang terakhir hanya dipengaruhi peningkatan A maka lebih efisien jika jarak pengamat dengan sumber semakin besar. Pada kasus tertentu jarak yang sangat besar dua kali lipat besarnya dari daerah penyerapan mengurangi tingkat kebisingan 3 dB. Jika ada banyak sumber suara yang terdistribusi di seluruh ruangan hamper setiap titik terletak di daerah sumber. Sehingga tingkat reduksi menurut persamaan (15.9) tidak begitu baik. Namun demikian, perawatan penyerap bunyi akan membuat langit-langit tidak bising karena refleksinya tereleminasi.
f. Peredam Reaktif
Peredam suara atau muffler digunakan untuk mencegah penyebaran kebisingan pada saluran atau pipa tempat gas atau cairan dialirkan. Aplikasi utama adalah pipa knalpot pembakaran mesin, dan pendingin udara dimana udara diatur penyebaranya oleh kipas dan disebarkan ke ruangan-ruangan. Selanjutnya cukup peredam yang berukuran besar yang digunakan di pabrik-pabrik industri.
Bergantung pada prinsip alat-alat itu didasarkan pada perbedaan antara peredam reaktif dan peredam disipatif. Wujudnya adalah penghalang parsial yang transparan. Sehingga untuk berbicara, yang dipantulkan bagian dari energi suara. yang terakhir peredam terdiri dari saluran dilapisi dengan material penyerap suara yang mengubah energi suara menjadi panas.
Peredam reaktif yang paling sederhana adalah perubahan luas penampang tabung secara tiba-tiba dari S1 dan S2 (lihat Gb. 8.3a). Faktor refleksinya setelah persamaan 8.15 :
Dimana faktor transmisinya adalah T = 1 + R. Namun, isolasi suara dicapai oleh ekspansi tunggal atau penyempitan yang sangat sederhana. Sebuah yang lebih efektif adalah kombinasi dari ekspansi dengan penyempitan berikutnya seperti yang ditunjukkan pada Gambar 8.3b atau 15.6b. Namun, sekarang kami tidak mendiskusikan pencegahan pembentukan shock tapi propagasi suara linier melalui semacam ruang ekspansi. Oleh karena itu, kami mempertimbangkan gelombang sinus dengan frekuensi sudut ω = ck. Berbeda dengan diskusi pada subbab 8.3.2 panjang l dari ruangan tidak dianggap kecil dibandingkan dengan panjang gelombang λ. Namun, dimensi lateral, misalnya, diameter saluran, yang seperti sebelumnya seharusnya lebih kecil dari λ. Pada awalnya, tekanan suara pi dari gelombang suara yang memasuki ruangan dari kiri direduksi oleh faktor transmisi gelombang T. Kemudian gelombang dipantulkan berulang kali antara kedua ujung ruangan. Selama bolak-balik amplitudonya berubah karena faktor R2 dan oleh faktor fase exp (-j2kl) karena telah melewati panjang l ruangan sebanyak dua kali. Akhirnya, bagian gelombang meninggalkan ruangan dikalikan dengan faktor transmisi T’ = 1 –R dari ujung kanan. Oleh karena itu tekanan suara di belakang ruangan adalah
Gambar 15.10 mewakili sepuluh kali lipat logaritma dari jumlah ini untuk beberapa rasio S2/S1 dari tempat yang bersilangan sebagai fungsi dari kl. Karena bagian gelombang yang berbeda saling mengganggu isolasi peredam suara sangat bergantung pada frekuensi. Secara khusus, itu hilang ketika kl adalah integral ganda dari π, yaitu, setiap panjang l dari ruangan adalah integral ganda dari setengah panjang gelombang λ = 2π/k. Hal ini mudah dimengerti karena peredam ini adalah resonator garis seperti yang dijelaskan dalam Pasal 9.1 dengan perbedaan bahwa garis dibatasi pada kedua ujung-ujungnya tidak kaku atau dengan nol impedansi.
Gb. 15.10 tingkat reduksi oleh peredam reaktif setelah gb. 15.6b sebagai fungsi dari parameter frekuensi kl (l = panjang peredam). Parameter S2/S1. Tetapi dengan impedansi
z0 S2/S1. Untuk frekuensi sedang bergantung dari redaman di dalam ruangan yang dapat dibagi oleh diagfragma asimetri yang dimasukkan ke dalamnya. Knalpot praktis seperti yang digunakan dalam unit mobil atau truk pada umumnya strukturnya lebih canggih dan
Bagian pipa yang lunak atau hampir lunak, artinya bahwa dengan dinding impedansi menghilang, juga dapat dihitung sebagai bagian dari peredam reaktif. Seperti pandu gelombang atau pipa tidak dapat dibuat untuk media gas. Namun untuk cairan sebagai contoh air, mereka dapat diperlakukan oleh selang lunak seperti karet. Menurut subbab 8.5 tidak ada gelombang dasar pada kasus ini yaitu, frekuensi cut-off terendah tidak nol tetapi memiliki nilai terbatas.
g. Peredam disipatif
Sebuah peredam disipatif pada prinsipnya terdiri dari bagian saluran sebuah dinding yang sebagian atau seluruhnya dilapisi dengan material penyerap suara
Gb. 15.11 skema peredam didipatif. Vn : komponen normal dari kecepatan partikel, Z : impedansi dari dinding.
Lihat gb. 15.11). Alasan untuk atenuasi yang dialami oleh gelombang suara adalah bahwa komponen normal kecepatan partikel adalah tidak nol karenaakan berada dalam saluran berdinding kaku tetapi mengasumsikan nilai terbatas. lapisan terus menarik energi dari komponen itu dan dari gelombang suara. Pertimbangan ini memberitahu kita, dengan cara, bahwa gelombang suara di saluran tidak dapat diarahkan tetapi harus memiliki struktur yang lebih rumit, jika tidak, hanya komponen kecepatan akan menjadi gelombang longitudinal. Untuk menentukan bidang suara kita bisa memecahkan persamaan gelombang (3.25) memperhitungkan geometri saluran dan kondisi batas yang diberlakukan oleh lapisan dinding tertentu. Melakukan satu ini menemukan banyak solusi tak terhingga masing-masing sesuai untuk satu jenis gelombang yang sama dengan yang dijelaskan dalam Bagian 8.5. Namun, jumlah sudut gelombang tidak dapat diwakili oleh rumus tertutup. Tentu saja, sangat kompleks pada umumnya yang hanya apa yang kita inginkan karena bagian-bagian imajiner mereka sebanding dengan redaman per satuan panjang. Dari semua jenis gelombang hanya gelombang dasar yang menarik karena dapat diperbanyak di semua frekuensi termasuk yang terendah. Pada saat yang sama, jenis ini memiliki redaman terendah dan karenanya sangat cocok untuk menilai kinerja keseluruhan peredam. Oleh karena itu kita menahan diri dari pendekatan ini agak bertele-tele dan membatasi diri pada dasar,
Namun, penurunan kurang tepat dari atenuasi konstan. Agar sedehana diasumsikan bahwa saluran sama, lokal bereaksi dengan lapisan dinding impedansi Z. Misalkan P adalah kekuatan suara diangkut dengan saluran. Dalam perjalanan propagasi akan berkurang sesuai dengan
Oleh karena itu dP / dx =-mP. Di sisi lain -dP/dx adalah energi yang diserap per satuan waktu dan panjang. Hal ini sama dengan InU dengan U yang menunjukkan lingkar saluran, Dalam = Re pv (n *) / 2 adalah komponen intensitas diarahkan menuju lapisan. Akhirnya, kami mengucapkan vn oleh pw / Z mana pw adalah tekanan suara pada permukaan lapisan menyerap. Jadi menyamakan mP untuk menghasilkan InU sebagai hasil
jika impedansi tidak terlalu kecil tekanan suara dapat diharapkan hampir konstan selama penampang saluran. Lalu kami memiliki p pw ≈ dan
(S = luas penampang). Dengan menggabungkan ekspresi ini dengan eq. (15,13) kita memperoleh:
Sayangnya, penurunan ini tidak menceritakan apa-apa tentang berbagai validitas. Namun, derivasi lebih tepat disebutkan sebelumnya menunjukkan bahwa eq. (15,14) adalah pendekatan berguna dalam rentang frekuensi yang diberikan oleh
Kondisi ini hanya berarti jika impedansi Z dinding jauh lebih besar daripada dengan impedansi karakteristik Z0 udara. Berdasarkan preposisi ekspresi Re (Z0 / Z) = Re (1 / ζ) = ξ / | ζ | 2 di eq. (15,14) dapat diganti dengan α / 4 (lihat persamaan (6,23.) Dengan θ = 0) di mana α adalah koefisien absorpsi lapisan. Kemudian kita
memperoleh dari eq. (15,14) m = αU/4S dan untuk redaman per meter D = 10m • log 10 e = 4.34m:
asumsi yang telah dibuat dalam derivatnya. Pokoknya pembahasan sebelumnya berlaku untuk saluran panjang tak terhingga. Karena setiap peredam sebenarnya adalah panjang terbatas, tambahan kerugian terjadi di pintu masuk dan keluar. Menurut pers. (15,14) dan (15.16), redaman menjadi lebih besar jika semakin kecil daerah tersebut dan semakin besar keliling penampang silang. Oleh karena itu penampang paling menguntungkan adalah yang melingkar. Khususnya silencer menunjukkan kinerja yang baik dengan baffle menyerap tambahan diatur sejajar dengan dinding saluran seperti digambarkan dalam Gambar 15.12a. membingungkan kadang-kadang dapat digunakan untuk meningkatkan redaman dari saluran yang ada.
Kami menyimpulkan bagian ini dengan melirik pada kisaran frekuensi tinggi. Dalam hal ini lapisan dinding hanya akan berpengaruh sedikit terhadap distribusi lateral dari tekanan suara, dan jenis gelombang tidak akan sangat berbeda dengan menyebarkan dalam saluran berdinding kaku. Pernyataan yang sama berlaku untuk bilangan gelombang sudut yang, untuk saluran yang terdiri dari dua pelat kaku paralel, diberikan oleh Pers. (8,46). (Dalam konteks ini m menunjukkan urutan jenis gelombang, yaitu sebuah integer.) Pada frekuensi sudut tinggi dan m moderat akar di eq. (8,46) hanya sedikit lebih kecil dari kesatuan, dengan demikian, φ sudut pada Gambar 8.12 sangat kecil. Di sisi lain, di hampir kejadian merumput lapisan memiliki penyerapan yang sangat rendah (lihat Bagian 6.4), dan hal yang sama berlaku untuk atenuasi dalam saluran. Satu dapat menangkal ini 'formasi jet' oleh terkemuka aliran melalui saluran bengkok atau bergelombang di dalam lapisan menyerap. Sebuah peredam semacam ini digambarkan pada Gambar 15.12b.
2. Perlindungan pendengaran pribadi
Ketika alat kontrol kebisingan primer atau sekunder yang tidak layak atau tidak cukup untuk memberikan perlindungan kebisingan memuaskan pertolongan terakhir adalah perangkat yang digunakan oleh orang-orang yang terancam dalam rangka mengurangi efek kebisingan yang berbahaya atau mengganggu. Tujuan
mereka adalah untuk menutup saluran masuk telinga sampai titik tertentu. Efisiensi dari tindakan tersebut dibatasi oleh konduksi tulang yang membentuk bypass dan tidak dipengaruhi oleh perangkat tersebut, mungkin, dari helm.
Mungkin perlindungan yang paling terkenal adalah penutup telinga bahan formable yang dibawa dalam bentuk yang sesuai oleh pengguna sendiri dan dimasukkan ke dalam lubang telinga. Mereka biasanya terbuat dari kombinasi dari kapas dan lilin atau vaseline, atau dempul silikon. Demikian juga, sumbat telinga dari PVC atau busa poliuretan sedang digunakan. Sebelum digunakan mereka digulung dan ditekan sampai mereka cocok dengan bentuk lubang setelah dimasukkan. Alternatif adalah penutup telinga custommoulded yang diproduksi dari tayangan lubang telinga. Selanjutnya, sumbat telinga premoulded juga digunakan; terbuat dari bahan lembut dan fleksibel, mereka tersedia dalam berbagai ukuran dan cocok lebih atau kurang ke dalam liang telinga.
Gb. 15.13 Penurunan tingkat kebisingan oleh berbagai jenis pelindung pendengaran.
Dalam penggunaan yang sangat luas adalah penutup telinga. ni adalah cangkir plastik yang sepenuhnya melampirkan pinna dan yang berjajar dalam dengan beberapa serap berpori untuk menyerap suara frekuensi tinggi dan dengan demikian untuk meningkatkan kinerja. Mereka disimpan di tempat dengan ikat kepala, seperti earphone. itu penting bahwa tepi cangkir cocok erat dengan kepala pengguna yang dicapai oleh bantal diisi dengan busa plastik atau cairan kental.
Akhirnya, perlindungan bising di helm bekerja. Mereka melampirkan sebagian besar kepala dan sering mengandung wadah tambahan melampirkan pinnae tersebut. Berbeda dengan perangkat yang disebutkan sebelumnya yang hanya menutup saluran telinga mereka menghalangi pendengaran oleh konduksi tulang sampai batas tertentu.
Dalam Gambar 15,13 pengurangan tingkat dicapai dengan pelindung pendengaran yang diplot sebagai fungsi dari frekuensi suara. Karena reproducibility pengukuran tersebut tidak terlalu tinggi hasil ini harus dianggap sebagai rata-rata. Perbandingan ini menunjukkan bahwa kinerja penutup telinga baik, terutama pada frekuensi rendah. Perlindungan bising oleh helm terbukti sangat berguna pada frekuensi tinggi.
