2. LANDASAN TEORI
2.1. Bunyi
Bunyi adalah bentuk energi yang selalu merambat ke segala arah yang berupa gelombang longitudinal. Bunyi hanya bisa merambat apabila di dalam ruang ada medium atau zat yang dapat menghantarkan bunyi. Bunyi dapat didengar apabila ada sumber bunyi, medium atau perantara untuk merambat, serta objek untuk mendengarkan / yang digunakan untuk menangkap isyarat bunyi tersebut (Wikipedia, 2011).
Dalam klarifikasi bunyi berdasarkan frekuensi, bunyi dapat dibagi menjadi tiga golongan, yaitu:
Infrasonik, yaitu bunyi yang memiliki frekuensi kurang dari 20 Hz. Bunyi infrasonik ini tidak dapat didengar oleh manusia, beberapa hewan saja dapat mendengar bunyi infrasonik, seperti anjing dan jangkrik.
Audiosonik, yaitu bunyi yang memiliki frekuensi antara 20 Hz – 20.000 Hz. Bunyi audiosonik adalah gelombang bunyi yang dapat didengar oleh telinga manusia.
Ultrasonik, yaitu bunyi yang memiliki frekuensi lebih dari 20.000 Hz. Bunyi ini tidak dapat didengar oleh telinga manusia, bunyi ini dapat didengar oleh beberapa hewan saja, seperti lumba – lumba dan kelelawar. Bunyi ultrasonik ini juga sering digunakan oleh manusia pada aplikasi radar untuk mendeteksi kedalaman laut dan objek tertentu, serta dapat digunakan untuk mengukur panjang gua dan ketebalan logam di industri.
Berdasarkan keteraturan frekuensinya, bunyi itu dapat dibagi menjadi tiga golongan, yaitu :
Nada, yaitu bunyi yang memiliki frekuensi yang teratur. Contohnya seperti bunyi alat musik.
Dentum, yaitu bunyi desah yang sangat keras dan dapat mengagetkan pendengaran. Contohnya seperti bunyi bom, ledakan, atau halilintar.
Kebanyakan bunyi merupakan gabungan dari berbagai sinyal, tetapi suara murni secara teoritis dapat dijelaskan dengan kecepatan osilasi atau frekuensi yang diukur dalam Hertz (Hz) dan amplitudo atau intensitas bunyi yang dapat diukur dengan pengukuran dalam desibel (dB). (wikipedia, 2011)
2.2. Gelombang Bunyi
Gelombang bunyi terdiri dari molekul – molekul udara yang bergetar maju mundur.Tiap saat, molekul – molekul itu berdesakan di beberapa tempat, sehingga menghasilkan wilayah tekanan tinggi, tapi di temp at lain merenggang, sehingga menghasilkan wilayah tekanan rendah.Gelombang bertekanan tinggi dan rendah secara bergantian bergerak di udara, menyebar dari sumber bunyi. Gelombang bunyi ini menghantarkan bunyi ke telinga manusia. Gelombang bunyi tersebut adalah gelombang longitudinal. (wikipedia, 2011)
2.3. Kecepatan Bunyi
Kecepatan gelombang suara tergantung pada properti fisik media perambatannya ketika gelombang suara tersebut dirambat. Untuk media perambatannya melalui udara, kecepatan suara dapat dihitung melalui aplikasi rumus umum termodinamika sebagai berikut :
dimana : c = Kecepatan suara ( m/s )
= Rasio panas specifik pada tekanan konstan dengan panas specifik pada volume konstan ( 1,4 untuk udara ) G = Gas konstan ( 8317 m2/s2K )
Sedangkan kecepatan suara pada media perambatan yang solid sebanding akar kuadrat dari rasio modulus elastisitasnya dengan kepadatan materialnya.Pada table 2.3 menunjukkan kecepatan suara pada media perambat yang umum. Bunyi yang dirambat oleh suatu media dapat dibedakan dalam 2 jenis yaitu ;
Airborne Sound
Structure-Borne Sound (Hemond, 1983)
Tabel 2.3. Speed of sound
Material ft/s m/s Air (at STP) 1100 335 Lead 3700 1128 Water (fresh) 4500 1385 Concrete 10200 3109 Wood ( soft) 11100 3417 Glass 15500 4771 Steel 16000 4925 Sumber : Hemond (1983, p.12 ) 2.4. Frekuensi
Frekuensi adalah ukuran jumlah putaran ulang per peristiwa dalam selang waktu yang diberikan. Untuk memperhitungkan frekuensi, seseorang menetapkan jarak waktu, menghitung jumlah kejadian peristiwa, dan membagi hitungan ini dengan panjang jarak waktu.Sehingga pada suara frekuensi dapat diartikan sebagai tingkat pengulangan dari gelombang suara yang diukur dalam siklus per detik. Hasil perhitungan ini dinyatakan dalam satuan hertz (Hz) yaitu nama pakar fisika Jerman Heinrich Rudolf Hertz yang menemukan fenomena ini pertama kali. Frekuensi sebesar 1 Hz menyatakan peristiwa yang terjadi satu kali tiap detik.Frekuensi sebesar 100 Hz menyatakan peristiwa yang terjadi seratus kali tiap detik. Frekuensi juga dapat diukur dengan cara mengukur waktu antara dua buah kejadian / peristiwa (dan menyebutnya sebagai periode), lalu memperhitungkan frekuensi ( f ) sebagai hasil kebalikan dari periode ( T ), seperti pada rumus : (wikipedia, 2011)
Tabel 2.4. Range of frequencies Sources Frequency Range ( Hz) Receivers Frequency Range ( Hz) Human 85-5000 Human 20-20000 Dog 450-1080 Dog 15-50000 Cat 780-1520 Cat 60-65000 Piano 30-4100 Bat 1000-120000
Standard Musical Pitch 440 Cricket 100-15000
Trumpet 190-990 Robin 250-21000
Kettle Drum 95-180 Porpoise 150-150000
Bat 10000-120000 Cricket 7000-100000 Robin 2000-13000 Porpoise 7000-120000 Jet engine 5-50000 Automobile 15-30000 Sumber : Hemond (1983, p.5 )
2.5. Sound Pressure Level ( SPL )
Sound pressure level (SPL) adalah level pengukuran logaritma dari suatu tekanan intensitas efektif bunyi yang terjadi terhadap suatu nilai titik referensinya, yang diukur dalam satuan decibel (dB). SPL dapat diukur menggunakan alat ukur Sound-level Meter. (Hemond, 1983)
Tabel 2.5. Tingkat Intensitas Beberapa Sumber Bunyi
Sumber : New York Product Testing & Services Inc. (2011)
2.6. Noise Criterion ( NC )
Noise Criterion adalah rating kriteria kenyamanan suatu ruangan akan kebisingan. Dalam menentukan kriteria ini terdapat 2 variabel yang berpengaruh, yaitu Sound Pressure Level dan frekuensi yang bisa didapatkan kriteria tersebut dari Noise Rating Curve. (noise criterion, 2011)
Tabel 2.6. Type of Recommended NC Level Room Type of Room - Space Type Recommended NC Level
NC Curve Residences Apartment Houses 25-35 Assembly Halls 25-30 Churches 30-35 Courtrooms 30-40 Factories 40-65
Private Homes, rural and suburban 20-30
Private Homes, urban 25-30
Hotels/Motels
Individual rooms or suites 25-35
Meeting or banquet rooms 25-35
Service and Support Areas 40-45
Halls, corridors, lobbies 35-40
Offices
Conference rooms 25-30
Private 30-35
Open-plan areas 35-40
Business machines/computers 40-45
Hospitals and Clinics
Private rooms 25-30 Operating rooms 25-30 Wards 30-35 Laboratories 35-40 Corridors 30-35 Public areas 35-40 Schools
Lecture and classrooms 25-30
Open-plan classrooms 35-40
Movie motion picture theaters 30-35
Libraries 35-40 Legitimate theaters 20-25 Private Residences 25-35 Restaurants 40-45 TV Broadcast studies 15-25 Recording Studios 15-20
Concert and recital halls 15-20
Sport Coliseums 45-55
Sound broadcasting 15-20
2.7. Absorption
Konsep absorption dalam akustik dapat diartikan sebagai hilangnya energi yang terjadi ketika gelombang suara datang dan memantul pada permukaan. Energi gelombang suara yang hilang tersebut diserap oleh material pada permukaannya dan energy tersebut berubah menjadi panas. Besarnya nilai koefisien absorption pada suatu material bergantung pada banyak energi suara yang terserap oleh permukaan material tersebut. Besarnya nilai tersebut berkisar dari 0.0 sampai 1.0, jika nilai koefisien tersebut 0.0 berarti tidak ada energi suara yang tereserap . Pada keadaan seperti ini dapat dikatakan dalam akustik material tersebut “hard”, sehingga semua energi suara yang terjadi sama dengan energi suara yang direfleksikan kembali. Apabila koefisien tersebut 1.0 maka material itu secara akustik dapat disebut sebagai material “soft“.
Gambar 2.7.1. Reflection of sound energy off a plane surface Sumber : Hemond (1983, p. 46)
Sehingga total gelombang energi suara yang terjadi dapat ditunjukkan melalui persamaan Absorption coefficient (α) + transmission coefficient ( tc ) = 1
Besarnya nilai Absorption coefficient juga dipengaruhi frekuensi gelombang suara. Panjang gelombang yang lebih pendek ( frekuensi lebih tinggi ) akan mempunyai karakteristik yang lebih mudah menembus penghalang ( barrier ) dan dikonversikan ke energi panas dibanding dengan gelombang suara yang mempunyai frekuensi lebih rendah. Sehingga hubungan α dan frekuensi dapat ditunjukkan oleh grafik berikut :
Gambar 2.7.2. Grafik Range of Absorption Coefficients Sumber : Hemond (1983, p. 47)
Sedangkan pada material absorption atau yang disebut absorber koefisien absorption nya juga dipengaruh oleh frekuensi dan bentuk karakteristik material tersebut. Sehingga masing- masing jenis memliki karakteriktik dalam penyerapan bunyi ( pada frekuensi tertentu lebih efektif ) yang dapat ditunjukkan pada grafik berikut : (Egan, 1972)
Gambar 2.7.3. Grafik Absorder Response Curves Sumber : Egan (1972)
2.8. Transmission Loss ( TL ) dan Noise Reduction ( NR )
Transmission Loss ( TL ) dan Noise Reduction ( NR ) antar ruangan adalah dua konsep dasar dari semua permasalahan akan kebisingan. Noise Reduction ( NR ) adalah perbedaan level intesitas bunyi antara ruangan yang menjadi sumber bunyi dengan ruangan penerima bunyi yang dipisahkan oleh suatu media, seperti dinding partisi. Sedangkan besarnya nilai isolasi bunyi dari suatu bahan partisi pada berbagai frekuensi dinyatakan sebagai Transmission Loss ( TL ) yang dinyatakan dalam dB. Sehingga NR dan TL dalam isolasi kebisingan sangat berkaitan satu sama lain. Sehingga hubungan keduanya dapat dinyata dalam rumus sebagai berikut :
NR = SPL1-SPL2 TL = NR + 10 A = α. L Dimana :
NR = Noise Reduction ( dB )
SPL1 = SPL rata-rata ruang sumber bunyi ( dB ) SPL2 = SPL rata-rata ruang penerima bunyi ( dB ) TL = Transmission Loss ( dB )
S = Luas bidang partisi ( m2 )
A = Tingkat absorpsi ruang penerima (m2.Sabins ) α = Koefisien absorpsi material pada ruang penerima L = Luasan bidang pada ruang penerima ( m2 ) (Egan, 1972)
2.9. Noise Control
Pada noise control ini terdapat tiga elemen dasar bising yang penting dalam pengontrolan bising, yaitu sumber bunyi, media rambat dan penerimanya. Dan dari ketiga elemen tersebut kita akan mengontrol kebisingan dengan tiga langkah, yaitu :
a. Kontrol/atenuasi bising pada sumbernya b. Kontrol/atenuasi bising pada media rambatnya
2.10. Damen (Jerami)
Damen (jerami) merupakan salah satu bahan yang begtu dekat dengan kehidupan masyarakat, terutama masyarakat Indonesia. Jerami merupakan bahan sisa dari tanaman padi, dimana ketika dipanen, yang kemudian diambil adalah padi yang nantinya akan dipisahkan dari kulit padi dan menjadi beras. Batang padi inilah yang kemudian disebut jerami.
2.11. Serabut Kelapa
Serabut kelapa merupakan bagian yang cukup besar dari buah kelapa, yaitu 35% dari berat keseluruhan buah. Serabut kelapa terdiri dari serat dan gabus yang menghubungkan satu serat dengan serat yang lainnya. Serat adalah bagian yang berharga sabut. Setiap butir kelapa mengandung serat 525 gram (75% dari sabut), dan gabus 175 gram (25% dari gabus).
2.12. Dinding Bata
Bata terbuat dari tanah liat yang dibakar sampai merah tanpa campuran bahan lain. Dinding bata terbuat dari suatu susunan bata yang direkatkan satu sama lain dengan menggunakan suatu perekat yang berupa suatu campuran mortar yang disebut luluh. Dinding bata memiliki ketebalan yang berbeda-beda.
