Evaluasi kinerja Akustik dari Ruang Kedap Suara pada Laboratorium Rekayasa Akustik dan Fisika Bangunan Teknik Fisika -ITS

(1)

.

Evaluasi kinerja Akustik dari Ruang Kedap Suara

pada Laboratorium Rekayasa Akustik dan Fisika Bangunan

Teknik Fisika -ITS

Ir. Wiratno Argo Asmoro, MSc NIPN. 196002291987011001

(2)

• Akustik Ruang terdefinisi sebagai bentuk dan bahan dalam suatu ruangan yang terkait dengan perubahan bunyi atau suara yang terjadi. Akustik sendiri berarti gejala perubahan suara karena sifat pantul benda atau objek pasif dari alam. Akustik ruang sangat berpengaruh dalam reproduksi suara, misalnya dalam gedung rapat akan sangat memengaruhi artikulasi dan kejelasan pembicara. Akustik ruang banyak dikaitkan dengan dua hal mendasar, yaitu : Perubahan suara karena pemantulan dan Gangguan suara ketembusan suara dari ruang lain.

• Dari keterangan diatas maka penelitian ini yang akan di bahas yaitu mengevaluasi ruang kedap suara pada Ruang Laboratorium Rekayasa Akustik dan Fisika Bangunan Teknik Fisika ITS

• Dan sebagai mana fungsinya maka sumber bunyi dari luar tidak akan masuk ke dalam suatu suang kedap suara dan suara dari dalam tidak boleh sampai ke luar ruangan. Untuk menentukan kualitas rambatan yang sesuai standart dari ruang

semi-anechoic Chamber maka diperlukan perhitungan waktu dengung (RT) dan noise criteria (NC) yang dapat menimbulkan suatu kebisingan dan transmission loss

pada ruang kedap suara

(3)

• Berapakah nilai parameter dari waktu dengung (RT)

pada ruang kedap suara,

• Bagaimana menentukan ruang kedap suara yang dapat

menyebabkan atau menimbulkan kebisingan,

• Bagaimana menentukan nilai dari background noise

dan noise criteria (NC) pada ruang kedap suara yang

menyebabkan atau menimbulkan kebisingan, Dan

• Bagaimana menentukan seberapa besar transmission

loss pada ruang kedap suara.

(4)

• Tujuan dari tugas akhir ini yaitu sebagai

berikut: menentukan parameter akustik dari

transmission loss (TL), kriteria bising (NC) dan

waktu dengung (RT), serta mengevaluasi nilai

dari transmission loss (TL) dan waktu dengung

sehingga memenuhi standart ruang kedap

suara.

(5)

• Beberapa batasan masalah yang terdapat

pada tugas akhir kali ini adalah:

• Sumber suara pada waktu dengung yaitu

berupa diffuse.

• _{Ruang kedap suara yang di gunakan yakni}

ruang small room

• _{Fungsi ruang yang digunakan adalah}

(6)

Akustik ruang merupakan salah satu ilmu rekayasa bunyi

yang mempelajari perilaku suara di dalam suatu ruang.

Akustik ruang berhubungan dengan kualitas suara pada

bangunan, yang dipengaruhi oleh penilaian secara

obyektif maupun subyektif. Saat ini pengetahuan tentang

desain akustik ruang didasarkan pada

riset dan

pengalaman para scientist dalam merancang suatu ruang

beberapa abad yang lalu.

(7)

• Background Noise

didefinisikan sebagai suara yang berasal bukan dari sumber

suara utama atau suara yang tidak diinginkan. Dalam suatu

ruangan tertutup, bising latar belakang dihasilkan oleh

peralatan mekanikal atau elektrikal di dalam ruang seperti

pendingin udara (air conditioning), kipas angin, dan

seterusnya. Demikian pula, kebisingan yang datang dari luar

ruangan, seperti bising kendaraan dan lain-lain.

(8)

• Waktu Dengung (RT)

didefinisikan sebagai waktu yang dibutuhkan suatu energi

suara untuk meluruh hingga sebesar sepersatujuta dari

energi awalnya. RT pada umumnya dipengaruhi oleh

jumlah energi pantulan yang terjadi dalam ruangan.

Semakin banyak energi pantulan, semakin panjang RT

ruangan, dan sebaliknya. Jumlah energi pantulan dalam

ruangan berkaitan dengan karakteristik permukaan yang

menyusun ruangan tersebut.

(9)

Metode Eyring

Penggunaan metode ini yaitu untuk ruangan yang

tersusun dari bidang batas yang sangat menyerap,

seperti umumnya terjadi pada ruang studio atau ruang

kedap suara, sehingga perlu pendekatan perhitungan

dengan menggunakan metode ini.

RT =

dimana V adalah volume ruang,

S adalah luas permukaan penutup, dan α adalah koefisien absorbs dari bahan

(10)

• Transmission Loss

merupakan jumlah energi bunyi yang berkurang (lewat

udara) pada suatu partisi, dinding atau jendela yang

dinyatakan dalam decibel. Rugi transmisi sama dengan

jumlah decibel, berkurangnya energi bunyi datang pada

partisi bila melewati struktur

(11)

• rumus transmission loss

TL = L

₁

– L

₂

+ 10 log S/A

₂

Dimana: L

₁

= Tingkat tekanan bunyi sumber suara (dB)

L

₂

= Tingkat tekanan bunyi sumber penerima (dB)

A

₂

= Penyerapan total ruang penerima

(12)

Metodologi penelitian

• pengukuran waktu dengung (RT)

•Pengambilan data untuk RT dilakukan di titik – titik pada gambar samping dimana pengambilannya secara diagonal.

• untuk simber bunyi memakai metode “balloon burst” yakni sumber bunyi dengan suara letusan balon.

(13)

Peletakan titik-titik pengukuran waktu dengung (RT)

Terdapat 3 titik pengukuran waktu dengung yakni 2 titik terdapat pada pojok kanan dan kiri (dinding yang behadapan lansung dengan ruang asisten) dan 1 titik terdapat di tengah.

Pengambilan : selama 10 detik sebelum letusan dan mencatat 10 detik data pengukuran setelah ledakan

(14)

• Pengukuran Transmission Loss

• Untuk gambar di samping yakni penentuan titik – titik pengukuran dimana titik sumber bunyi sejajar dengan sumber penerima.

•Banyaknya titik di samping sebanyak 5 titik • sumber bunyi berupa sunyi suara tone yang di kuatkan dengan amplifier dan dikeluarkan oleh Sound.

(15)

Peletakan titik-titik pengukuran Transmission Loss

Pengukuran dan penentuan titik-titik obyek pada TL (Transmission Loss) ruang kedap suara terdapat lima titik dimana setiap titiknya berjarak kurang lebih 1 meter dari dinding dan dua meter untuk jarak antar titik. Hal ini bertujuan untuk memberikan perbedaan pada nilai saat pengambilan data.

Dimana pengambilan datanya yaitu sumber suara berupa tone suara berdurasi 10 detik yang di keraskan oleh sound system dan pengukuran diambil pada saat suara di bunyikan.

(16)

Volume ruangan

Panjang = 6.62 m

Lebar = 3.15 m

Tinggi = 2.58 m

Ditanya : Volume ?

Jawab : V = P x L x T

= 3.62 x 3.15 x 2.58

= 29.419 m

3

(17)

• Komposisi Material Dari ruang kedap

Elemen Bahan

Dinding depan

Plester batu bata, Glaswool, yumen Kaca

Dinding belakang Plester batu bata, glaswool, yumen Dinding kanan Plester batu bata,

glaswool, yumen Dinding kiri Plester batu bata,

Glaswool, yumen Lantai Marmer, karpet

Pintu Kayu, kaca

Langit-langit Beton, glaswool, yumen

Meja 1 kayu

Meja 2 Kayu

Alat mesin pompa berbentuk kotak

(18)

• Background Noise

Titik Pengukuran ke Background Noise (dB) 125 Hz 250 Hz 500 Hz 1000 Hz 2000 Hz 4000 Hz 1 25.93 30.37 33.19 31.42 31.54 30.82 2 26.51 30.82 35.27 33.18 31.46 30.45 3 29.82 32.23 34.21 32.15 30.47 30.35 Noise Criteria 125 Hz 250 Hz 500 Hz 1000 Hz 2000 Hz 4000Hz 44.45 dBA 40.16 dBA 36.85 dBA 32.16 dBA 29.80 dBA 29.48 dBA

(19)

Gambar disamping merupakan hasil plot

dari nilai tabel noise criteria dimana

ruang kedap suara memiliki noise criteria

25 dBA. Hasil nilai tersebut tidak sesuai

dengan standard criteria kebisingan

sebesar 15-20 dBA.

(20)

Titik Pengukuran ke-Frekuensi 125 250 500 1000 2000 4000 1 12.21 14.64 11.81 42.68 13.01 21.38 2 13.25 15.73 19.114 45.61 3.82 26.90 3 12.77 15.94 19.27 59.31 17.97 28.87 4 7.81 9.84 10.87 59.56 17.305 24.09 5 6.341 8.98 9.920 56.75 16.279 25.62 Transmission Loss

Keterangan diatas yaitu : Tabel diatas merupakan nilai dari transmission loss

dari setiap titik pengukuran. Untuk titik pengukuran 1 dan 2

yaitu

transmission loss pada dinding selatan (yang terdapat jendela). Untuk titik

pengukuran 3 yaitu transmission loss

pada dinding timur (dekat ruang

asisten). Untuk titik pengukuran ke-4 dinding utara dan dinding barat untuk

titik pengukuran ke-5. Dan terendah pada dinding barathal ini di sebabkan

oleh koefisien serapan dinding yang rendah dan identifikasikan terdapat losses

suara sehingga serapan dinding pada dinding barat menjadi rendah.

(21)

Transmission loss komposit dinding barat No Bagian partisi Luasan dimensi S (m2₎ TL (dB) 500 Hz τ = antilog (-TL/10) τ x S 1 Batu bata 6.167 40 0.0001 0.000617 2 Pintu Kayu 1.82 31 0.000794 0.001446 3 Kaca 0.135 26 0.002512 0.000339 τkomposit = (τ × S)/(S) 0.000296

TLKomposit= 10 Log (1/ τkomposit) 35.29

Tabel diatas bertujuan untuk mengetahui seberapa besar perbedaan antara pengukuran dan perhitungan transmission loss dengan asumsi semua partisi pada dinding barat tertutup. Dari tabel diatas ternyata mengalami perbedaan yang sangat tinggi pada pengukuran dinding barat yakni sebesar 25.37 dB, hal ini berarti kebocoran pada dinding barat sebesar 25.37 dB. Ini membuktikan bahwa dinding sebelah barat mengalami losses suara. dengan asumsi semua partisi pada dinding barat tertutup

(22)

Penambahan bahan TL komposit pada dinding barat No Bagian partisi Luasan dimensi S (m2₎ TL (dB) 500 Hz τ = antilog (-TL/10) τ x S Pengukuran 1 _{Batu bata} _6.167 ₁₁ _0.0001 _0.000617 2 _{Pintu Kayu} _1.82 ₈ _0.000794 _0.001446 3 _Kaca _0.135 ₅ _0.002512 _0.000339 Penambahan bahan

rangka kayu 2/4 jarak 16ʺ ditutup papan gypsum setebal 1/2ʺ di kedua sisinya

6.167 33 0.000501 0.003090822 τkomposit = (τ × S)/(S) 0.000296

TLKomposit= 10 Log (1/ τkomposit) (dB) 34.196

Dari tabel 4.7 menunjukkan bahwa transmission loss komposit yang semula dari pengkuran sebesar 9.920 dB dengan ditambah dari bahan rangka kayu 2/4 jarak 16ʺ ditutup papan gipsum setebal 1/2ʺ di kedua sisinya yang memiliki transmission loss bahan sebesar 33 dB mampu meningkatkan TL komposit dinding barat sebesar 24. 28 dB menjadi 34.196 dB

(23)

Transmission loss komposit dinding selatan No Bagian partisi Luasan dimensi S (m2₎ TL (dB) 500 Hz τ = antilog (-TL/10) τ x S 1 Batu bata 8.61 40 0.0001 0.000861 2 _Kayu _0.162 ₂₂ _0.00631 _0.001022 3 _Kaca _0.73 ₂₆ _0.002512 _0.001834 τ_{komposit =}(τ × S)/(S) _0.000398 TLKomposit= 10 Log (1/ τkomposit) (dB) 33.99

Tabel diatas mengalami perbedaan yang sangat tinggi pada pengukuran dinding timur yakni sebesar 14.87 dB, hal ini berarti dinding barat mengalami sebesar 14.87 dB.

(24)

Penambahan bahan TL komposit pada dinding selatan No Bagian partisi Luasan dimensi S (m2₎ TL (dB) 500 Hz τ = antilog (-TL/10) τ x S Pengukuran 1 _{Batu bata} _8.61 ₂₇ _0.001995 0.017179 2 _{Pintu Kayu} _0.162 ₁₅ _0.031623 0.005123 3 _Kaca _0.73 ₉ _0.125893 0.091902 Penambahan bahan timah lembaran tebal 1/32ʺ 8.61 27 0.001995 0.017179 τkomposit = (τ × S)/(S) 0.001841

TLKomposit= 10 Log (1/ τkomposit) (dB) 32.78

Dari tabel diatas menunjukkan bahwa transmission loss komposit yang semula dari pengkuran sebesar 19.114 dB dengan ditambah dari bahan timah lembaran tebal 1/32ʺ yang memiliki transmission loss bahan sebesar 27 dB mampu meningkatkan TL komposit dinding timur sebesar 13.66 dB menjadi 32.78 dB dan dengan ini bahwa penambahan bahan tersebut dengan menaikkan dB sebesar 32.78 dB bila di bandingkan dengan TL komposit sebenarnya dari bahan dinding barat telah memenuhi TL yang diinginkan dengan kenaikan sebesar 15 dB. Dengan asumsi semua sisi-sisi partisi tertutup.

(25)

Pengukuran waktu dengung (RT)

Titik Pengukuran Frekuensi 125 250 500 1000 2000 4000 1 0.65 0.81 0.81 0.81 0.81 0.81 2 0.58 0.87 0.98 0.87 0.87 0.87 3 0.84 0.84 1.03 0.94 0.94 0.94 rata-rata 0.745 0.825 0.92 0.875 0.875 0.875

Pada tabel diatas menunjukkan RT rata-rata sebesar 0.92 detik pada frekuensi 500 Hz. Dengan hasil tersebut tidak sesuai dengan waktu dengung yang di rekomendasikan atau yang disarankan 0.3 -0.5 detik dan dengan hasil tersebut maka ruang kedap tersebut terdapat cacat akustik berupa kebocoran suara dimana kebocoran suara pada dinding ruang kedap, kebocoran suara ini dapat mengganggu kualitas akustik dari ruangan kedap suara.

(26)

(27)

Hasil simulasi pada titik pertama

Hasil simulasi pada titik kedua

HASIL SIMULASI

(28)

Hasil simulasi pada titik ketiga Titik ke- α₅₀₀ 1 0.40 2 0.51 3 0.53 Rata-rata (detik) 0.48

(29)

Frekuensi

125 250 500 1000 2000 4000

0.10 0.087 0.223 0.081 0.14 0.39

Hasil Perhitungan Waktu Dengung Ruang kedap suara dengan

pengurangan luasan pada kaca.

luasan pada kaca dinding depan yang semula 0.9 m2_{menjadi 0.285 m}2_{Dari hasil}

pengurangan luasan ini di dapat waktu dengung 0.223 detik Hz. Bila di bandingkan dengan perhitungan sebelumnya dapat menurunkan sebesar 0.177 detik.

(30)

Hasil perhitungan waktu dengung ruang kedap suara dengan penggantian

ketebalan bahan serapan yumen 50 mm

Frekuensi

125 250 500 1000 2000 4000

0.2 0.134 0.156 0.1 0.10 0.09

dengan mengubah ketebalan yumen yakni dinding terluar dari dinding lapisan dalam ruang kedap suara, memberikan pengurangan peluruhan waktu dengung sebesar 0.156 detik.