1
Abstrak— Tingkat kebisingan pada terminal pesawat udara harus diperhatikan. Terutama pada tempat-tempat umum yang membutuhkan kenyamanan. Seperti tempat ibadah, perumahan, hotel dan lain-lain. Karena dapat menggangu kenyamanan dan dapat mengganggu kesehatan. Pada penelitian ini tempat yang ditinjau adalah tempat peristirahatan atau hotel yang memiliki lokasi disekitar Bandar udara Juanda. Dan bagian yang diteliti pada penelitian ini jalur pembuangan exhaust fan kamar mandi dalam. Kebocoran suara yang dihasilkan dari jalur pembuangan exhaust fan ini sangat mengganggu kenyamanan pengunjung hotel yang sedang beristirahat. Pada jalur pembuangan exhaust fan ini di desain dengan menggunakan material akustik rockwool. Keunggulan dari material ini memiliki nilai koefisien absorpsi yang tinggi dalam menyerap kebisingan. Nilai rata-rata dari koefisien serap rockwool yang telah diukur adalah sebesar 0.92946. Dari nilai itu dapat dikatakan bahwa rockwool adalah jenis material akustik yang sangat baik untuk meredam kebisingan. Dan nilai rata-rata transmission loss yang dihasilkan adalah sebesar 10,81222. Dari nilai rata-rata transmission loss yang dihasilkan dapat dikatakan bahwa desain dari jalur pembuangan exhaust fan ini mereduksi kebisingan dengan baik.
Kata Kunci: Jalur pembuangan, Koefisien absorpsi
material, transmission loss
I. PENDAHULUAN
otel merupakan tempat dimana para plesir beristirahat ketika sedang bepergian atau dalam perjalanan menuju suatu tujuan. Kenyamanan adalah harga yang harus dibayar oleh para plesir untuk mereka dapat beristirahat dengan tenang. Dan agar suatu hotel diminati para plesir harus memiliki poin utama tersebut , yaitu kenyamanan. Dimana kenyamanan adalah suatu parameter yang harus dimiliki setiap Hotel untuk mendapat predikat tempat singgah atau penginapan yang nyaman. Pada umumnya hotel dapat dikatakan nyaman apabila terhindar dari aspek bising (noise).
Bising atau noise adalah suara yang tidak diinginkan yang berasal dari sumber suara, yang merupakan arus energi yang berbentuk gelombang suara dan mempunyai tekanan yang berubah-ubah tergantung pada sumbernya (kebisingan) hingga sampai pada telinga dan merangsang pendengaran Maka bising yang ditimbulkan dari luar atau dari dalam ruangan tidur tersebut harus diminimalisir. Menurut beberapa referensi untuk tempat beristirahat seperti kamar tidur yang diberikan oleh operator hotel internasional
terbesar di Indonesia (Accor) menyatakan bahwa ruangan yang mempunyai nilai LA01 = 30dBA dan nilai LA10 = 25dBA dinyatakan ruangan nyaman (Nugraha, 2013) . Jika dalam suatu kamar tidur belum memiliki nilai sesuai dengan standar tersebut,maka kamar tersebut belum dapat dikatakan memiliki kenyamanan untuk digunakan tidur dan perlu untuk dilakukan perbaikan didalamnya. Sumber bising tersebut dapat berasal dari luar maupun sekitar bangunan hotel tersebut.Bisa juga disebabkan oleh kebocoran suara dari suatu bagian bangunan tersebut. Agar tidak terjadi kebocoran suara pada kamar tidur hotel, diperlukan partisi – partisi yang sesuai dengan kebutuhannya. Pada kasus kamar hotel saat ini adalah adanya sumber kebisingan dari dalam ruangan itu sendiri , yang dapat mengganggu ketenangan kamar tersebut. Yaitu adanya kebocoran suara yang berasal dari exhaust fan kamar mandi dalam. Mengingat lokasi bangunan hotel berada di sekitar terminal pesawat udara dan jalan raya, Upaya yang dapat dilakukan untuk dapat mereduksi kebisingan tersebut adalah dengan mendesain jalan pembuangan (acoustic duct) exhaust fan untuk kamar mandi dalam. Jalur pembuangan exhaust fan yang dimaksud disini adalah jalur pembuangan yang di desain sedemikian rupa dengan mengkombinasikannya menggunakan bahan peredam akustik..
II. METODOLOGI PENELITIAN A. Objek Pengukuran
Objek yang akan diteliti adalah jalur pembuangan
exhaust fan yang sudah dibuat desainnya dan memerlukan
kualitas insulasi yang baik. Desain jalur pembuangan
exhaust fan yang sudah di rancang pada gambar dibawah
ini.
Gambar 1. Desain jalur pembuangan 2D
Dengan mengacu pada denah ruangan dengan dimensi sebagai berikut :
Panjang ruangan : 4,2 meter Lebar ruangan : 2,5 meter Tinggi ruangan : 2.5 meter Volume ruangan : 26,25 meter
Disertakan pula denah ruangan kamar hotel dikawasan Bandar udara Juanda Sidoarjo pada gambar dibawah ini :
Batara Sakti, Andi Rahmadiansah, ST, MT
Jurusan Teknik Fisika, Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111
E-mail: batarasakti.naga@gmail.com
DESAIN PENGENDALIAN BISING PADA JALUR
PEMBUANGAN EXHAUST FAN KAMAR MANDI
DALAM
Gambar 2 Denah ruangan kamar B. Desain Jalan Pembuangan
Dilakukan desain untuk jalur pembuangan dengan menggunakan software CFD (Computational Fluid Dynamics) program Gambit 2.2.30 . Berikut tampilan dari
desain jalur pembuangan menggunakan program Gambit 2.2.30 :
Gambar 3 Desain jalur pembuangan 3D
C. Tahapan Perancangan Jalan Pembuangan
Sebelum dilakukan perancangan, harus diketahui terlebih dahulu material dari peredam akustik. Material akustik yang dipakai dalam desain jalan pembuangan kamar mandi dalam ini adalah rockwool. Rockwool yang digunakan dengan density 60/50 (0.6 m x 1.20 m). Kemudian setelah ditentukan material yang digunakan, dilakukan peletakan material akustik kedalam pipa. Dilakukan dengan cara membalut pipa dengan ram kawat,kemudian dilapisi dengan rockwool, dan di bungkus kembali dengan ram kawat luar. Setelah itu pipa yang telah terbungkus rockwool dengan kawat ram, dimasukkan kedalam pipa yang ukurannya lebih besar dari pipa pertama. Ditampilkan pada gambar dibawah ini :
Gambar 4 Rangkaian rockwool dengan kawat ram Kemudian pipa yang terbungkus rockwool dengan kawat ram dicabut, sehingga rangkaian rocwool dengan kawat ram tertinggal didalamnya. Setelah bahan peredam akustik dimasukkan kedalam pipa,langkah selanjutnya membentuk pipa disesuaikan dengan desain pada software CFD (Computational Fluid Dynamics).
D. Pengambilan data dan pengolahan data
Setelah bahan dan material di rancang kemudian dilakukan pengukuran koefisien absorpsi dari material
rockwool dan penghitungan Noise Reduction (Nr) , Transmission Lost (Tl) pada jalan pembuangan yang sudah
dirancang. Pengukuran koefisien absorpsi material rockwool menggunakan metode tabung. Alat yang digunakan adalah tabung impedansi yang tersedia di Laboratorium Akustik Fisika Bangunan Jurusan Teknik Fisika. Pengambilan data pada jalan pembuangan dilakukan dengan cara diberikan sumber bunyi tepat didepan outlet dari jalan pembuangan yang sudah di desain. Kemudian dari bagian inlet diukur dengan jarak 10cm . Pengambilan data menggunakan alat ukur SLM (sound level meter ) , dan SLM yang di gunakan adalah merk SOLO 01dB yang merekam selama 6 detik setiap variasi frekuensinya.
Gambar 5 Pengukuran nilai koefisien absorpsi material
III. HASILDANPEMBHASAN
A. MENGUKUR KOEFISIEN ABSORPSI MATERIAL
AKUSTIK
Pada desain jalan pembuangan exhaust fan ini material akustik yang digunakan adalah rockwool. Rockwool memiliki bahan dasar dari campuran batuan vulkanik. Untuk itu dibutuhkan koefisien absorpsi dari rockwool untuk mengetahui seberapa besar daya serap bunyi yang dimilikinya. Pengukuran koefisien absorpsi dari material ini menggunakan tabung impedansi. Maka dari itu didapatkan data hasil pengukuran sebagai berikut :
Tabel 1 Pengukuran koefisien absorpsi rockwool Frekuensi(Hz) SPLmin(dB) SPLmax(dB
125 59.5 62.7 160 60.1 68.6 200 62.2 65.8 250 61.4 69.6 315 67.3 70.7 400 71.2 73.3 500 72.2 76.05 630 74.8 82.6 800 77.4 82.8 1000 79.37 81.26 1250 81.32 85.34 1600 83.67 86.25 2000 86.65 88.71
Tabel 2 Lanjutan
Frekuensi(Hz) SPLmin(dB) SPLmax(dB
2500 89.21 92.33
3150 87.81 92.87
4000 89.66 94.58
Data yang didapatkan di atas adalah level tertinggi dan terendah dari Sound Pressure Level (dB). Langkah selanjutnya Untuk mendapat nilai koefisien absorpsi rockwool adalah mendapatkan nilai dari SWR (standing wave ratio) atau rasio gelombang berdiri yang dapat di definisikan sebagai,
𝑃 = 10𝑆𝑃𝐿/20
𝑠 =|𝑃max| |𝑃min|
Dimana :
s = rasio gelombang berdiri (standing wave ratio) P = tekanan suara (pascal)
SPL = nilai sound pressure level tiap frekuensi
Maka didapatkan nilai dari SWR (standing wave ratio) dari tiap-tiap frekuensi yang diberikan sebagai berikut : Tabel 3 Nilai SWR (standing wave ratio)
Frekuensi Pmin Pmax S
125 944.0609 1364.583 1.44544 160 1011.579 2691.535 2.660725 200 1288.25 1949.845 1.513561 250 1174.898 3019.952 2.570396 315 2317.395 3427.678 1.479108 400 3630.781 4623.81 1.273503 500 4073.803 6345.999 1.557758 630 5495.409 13489.63 2.454709 Tabel 4 Lanjutan
Frekuensi Pmin Pmax S
800 7413.102 13803.84 1.862087 1000 9300.365 11561.12 1.243083 1250 11641.26 18492.69 1.588547 1600 15258.08 20535.25 1.34586 2000 21503.05 27258.38 1.267652 2500 28873.54 41352.33 1.432188 3150 24575.37 44004.79 1.790606 4000 30408.85 53579.67 1.761976 Setelah didapatkan nilai SWR (standing wave ratio) langkah selanjutnya adalah mendapatkan nilai factor refleksi (𝑟) dan dapat di definisikan sebagai ,
|𝑟| = 𝑠 − 1 𝑠 + 1
Dimana :
|𝑟| = factor refleksi
s = rasio gelombang berdiri (standing wave ratio)
Maka didapatkan nilai dari faktor refleksi (𝑟 ) sebagai berikut:
Tabel 5 Nilai factor refleksi (𝑟 )
Setelah didapatkan nilai faktor refleksi didapatkan langkah selanjutnya adalah memasukkan nilai – nilai factor refleksi tersebut kedalam persamaan ,
𝛼 = 1 − |𝑟|2 Dimana :
α = koefisien serap bunyi | r | = factor refleksi
Dan didapatkan nilai koefisien absorpsi dari masing – masing frekuensi yang diberikan adalah :
Tabel 6 Nilai Koefisien Absorpsi rockwool Frekuensi alpha 800 0.909273 1000 0.988256 1250 0.948305 1600 0.978263 2000 0.986069 2500 0.968424 3150 0.919736 4000 0.92389
Dan rata – rata nilai koefisien absorpsi pada tiap frekuensinya adalah sebesar 0.929459. Dapat dikatakan bahwa bahan rockwool memiliki daya serap yang baik.
B. Transmission Loss
Setelah nilai koefisien absorpsi material rata-rata telah didapatkan maka untuk mencari nilai Transmission Loss pada rancang jalan pembuangan exhaust fan sudah bisa dilakukan. Nilai TL dapat didefinisikan sebagai:
𝐿𝑤𝑖𝑜= 𝐿𝑤𝑖− ∆𝐿𝑇𝐿𝑖𝑜+ 10 log 𝑃𝑙
𝑆 + 𝐷
(4.4) Dimana :
Lwio = tingkat tekanan bunyi pada ruang input (dB) Lwi = tingkat tekanan bunyi pada ruang output (dB) ΔLTLio = Transmission Loss (dB)
P = perimeter dari jalur pembuangan (m) l = panjang dari jalur pembuangan (m)
S = luas permukaan dalam jalur pembuangan (m2)
Frekuensi
r
125
0.182151
160
0.45366
200
0.204316
250
0.439838
315
0.193258
400
0.1203
500
0.218065
630
0.42108
Frekuensi Alpha 125 0.966821 160 0.794192 200 0.958255 250 0.806543 315 0.962651 400 0.985528 500 0.952448 630 0.822692Parameter D, di dapatkan dengan cara : 𝐷 = 10 log {1 − 𝑒 −(𝜏+2𝛽)𝑙 (𝜏 + 2𝛽)𝑙 } Dimana : β = ∆𝐿𝑑𝑢𝑐𝑡 8.68 ( Nepers / ft or Nepers / m) ΔLduct = Koefisien Absorpsi atau α τ= 𝑃
𝑆10
−0.1∆𝐿𝑇𝐿𝑖𝑜
Untuk mencari nilai Transmission Loss pada jalur pembuangan (pencarian akar-akar persamaan dari fungsi), dilakukan dengan cara metode pendekatan numeric,yaitu dengan metode Newton Raphson.
Dengan mendefinisikan fungsi f yaitu : 𝑓(𝑥) = −𝐿𝑤𝑖𝑜+ 𝐿𝑤𝑖− 𝑥 + 10𝑙𝑜𝑔
𝑃. 𝑙
𝑆 + 𝐷(𝑥) Dengan :
𝑥 = ∆𝐿𝑇𝐿𝑖𝑜
Dan dari persamaan diatas nilai dari D(x) adalah :
𝐷(𝑥) = 10 log {1 − 𝑒 −(𝜏+2𝛽)𝑙 (𝜏 + 2𝛽)𝑙 }
Adapun data yang di dapatkan dari hasil pengukuran tingkat tekanan bunyi pada jalur pembuangan yang telah di desain, sebagai berikut :
Tabel 7 Tingkat Tekanan bunyi pada jalur pembuangan Frekuensi (Hz) Linput (dB) Loutput (dB) 125 102.6 102 160 106.5 106.2 200 109.6 106.1 250 112.2 105.2 315 114.1 109.2 400 115.7 107.8 500 115.1 97.7 Tabel 8 Lanjutan Frekuensi (Hz) Linput (dB) Loutput (dB) 800 114.4 79 1000 113.8 52.5 1250 110.7 44.2 1600 109.5 46.1 2000 111.6 34.9 2500 110.7 35 3150 112.8 33 4000 115.9 35.1
Dari tabel diatas didapatkan nilai Lwi dan Lwio untuk dimasukkan kedalam persamaan (4.6) dan persamaan (4.7). Kemudian untuk mendapatkan nilai P pada persamaan (4.6) dapat dilakukan dengan rumus keliling lingkaran dan untuk mendapatkan nilai S dilakukan dengan rumus luas permukaan dalam tabung , yaitu :
Keliling lingkaran = 2𝜋𝑟 Luas permukaan dalam tabung = 2𝜋𝑟𝑡 Dimana :
π = 3.14 r = 0.046m
t = 4m , 0.5m , 0.2m , 0.15m
Sehingga di dapatkan hasil dari P dan S seperti pada tabel dibawah ini : Tabel 9 Parameter S , P panjang (m) diameter (m) luas selimut dlm (m²) Pipa 4meter 4 0.046 1.156106097 Pipa 50cm 0.5 0.046 0.144513262 Pipa 20cm 0.2 0.046 0.057805305 2 elbow (siku) 0.15 0.046 0.043353979 Stotal (m2) P 1.445132621 0.289026524 Setelah semua parameter yang di perlukan pada persamaan (4.6) dan persamaan (4.7) didapatkan maka di lakukan perhitungan dengan menggunakan software matLab, dan hasil transmission loss yang di dapatkan dapat dilihat pada tabel dibawah ini:
Tabel 10 Hasil Transmission Loss Frekuensi (Hz) Lwi (dB) Lwio (dB) ΔLTLio (dB) 125 102.6 102 -4.16758 160 106.5 106.2 -4.23717 200 109.6 106.1 -0.48817 250 112.2 105.2 4.274361 315 114.1 109.2 1.271782 400 115.7 107.8 5.010312 500 115.1 97.7 17.09188 800 114.4 79 40.01963 1000 113.8 52.5 72.37218 1250 110.7 44.2 79.17636 1600 109.5 46.1 75.08023 2000 111.6 34.9 91.81514 Tabel 11 Lanjutan Frekuensi (Hz) Lwi (dB) Lwio (dB) ΔLTLio (dB) 2500 110.7 35 90.67162 3150 112.8 33 96.19166 4000 115.9 35.1 97.42812
Gambar 6 Grafik transmission loss
Pada grafik diatas dapat terlihat bahwa terdapat nilai minus pada frekuensi 125Hz – 200Hz. Namun pada frekuensi 250Hz – 4000Hz memiliki nilai positif. Dapat di katakan bahwa desain jalur pembuangan ini kurang baik meredam kebisingan pada frekuensi rendah,namun pada frekuensi diatas 800Hz desain jalur pembuangan ini mampu meredam kebisingan dengan baik. Batasan dari silencer
passive adalah memiliki atenuasi yang kurang baik pada
frekuensi rendah (Leventhall, 2006). Pada 1/3 oktaf untuk
round duct sangat sulit untuk memprediksi transmission loss
yang ada pada round duct (Long, 2006).
IV. KESIMPULAN
Dari penelitian yang telah dilakukan, maka dapat disimpulkan bahwa:
Untuk mendapatkan hasil redaman yang baik,
diperlukan material akustik berbahan yang
baik pula untuk mencegah kebocoran suara
dari luar masuk ke dalam ruangan.
Hasil pengukuran koefisien absorpsi material
akustik yang dipakai memiliki nilai sebesar
0.92946 dengan parameter nilai baik sebesar 1
dan parameter nilai buruk dibawah 0.2 . Dapat
di katakan bahwa rockwool adalah material
akustik yang baik dalam meredam kebisingan.
Dari hasil analisa nilai transmission loss yang
telah dilakukan dapat terlihat bahwa desain
jalur pembuangan kamar mandi dalam ini
dapat berfungsi dengan baik. Namun terdapat
kekurangan pada frekuensi rendah, kurang
mampu menyerap suara dengan baik pada
frekuensi rendah.
Pada pengukuran tingkat tekanan bunyi
sebaiknya menggunakan pita 1/1 oktaf sesuai
dengan
yang
direkomendasikan
oleh
SMACNA HVAC System Duct Design.
DAFTARPUSTAKA
Fitri, W. G. (2013). Pengaruh Kebisingan Terhadap
Kesehatan. Padang: Fakultas Kesehatan Masyarakat
Universitas Andalas.
Leventhall, G. (2006). Noise Control in HVAC Active
Passive or None. United Kingdom.
Long, M. (2006). Architectural Acoustics. San Diego,
California 92101-4495 USA: Elsevier Academic Press.
Mediastika, C. E. (2005). Akustika Bangunan. Jakarta:
Erlangga.
Nugraha, B. A. (2013). Peningkatan Insulasi Akustik
Dinding Luar Kamar Hotel Studi Kasus Didalam
Bandar Udara. Surabaya: Teknik Fisika FTI-ITS.
Saputra, A. J. (2007). Analisis Kebisingan Peralatan
Pabrik Dalam Upaya Peningkatan Penataan
Peraturan Keselamatan dan Kesehatan Kerja di PT.
Pupuk Kaltim. Semarang: Universitas Diponegoro.
SMACNA Duct Design Committee. (1990-Third Edition).
HVAC System Duct Design. Virginia: LAFAYETTE
CENTER DRIVE. Biodata Penulis :
Nama : Batara Sakti
TTL : Jakarta, 01 Oktober 1990 Alamat : Klampis Semolo Tengah I F20 Email : batarasakti.naga@gmail.com Pendidikan :
- SD Mardiyuana (1996-2002) - SMP Mardiyuana (2002-2005) - SMA Negeri 1 Serang (2005-2008) - S1-Reguler Teknik Fisika ITS (2008-sekarang) -50 0 50 100 150 0 2000 4000 6000 ΔL TL io (dB ) Frekuensi (Hz)
