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

Transkripsi

1 Evaluasi kinerja Akustik dari Ruang Kedap Suara pada Laboratorium Rekayasa Akustik dan Fisika Bangunan Teknik Fisika -ITS Ir. Wiratno Argo Asmoro, MSc. NIPN

2 Latar Belakang 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 Permasalahan 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 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 semianechoic Chamber.

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 penutup

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 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 S = Luas partisi (m 2 )

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 = m 3

17 Komposisi Material Dari ruang kedap Elemen Dinding depan Dinding belakang Dinding kanan Dinding kiri Lantai Pintu Langit-langit Meja 1 Meja 2 Alat mesin pompa berbentuk kotak Bahan Plester batu bata, Glaswool, yumen Kaca Plester batu bata, glaswool, yumen Plester batu bata, glaswool, yumen Plester batu bata, Glaswool, yumen Marmer, karpet Kayu, kaca Beton, glaswool, yumen kayu Kayu Steel

18 Background Noise Titik Pengukuran ke Background Noise (db) 125 Hz 250 Hz 500 Hz 1000 Hz 2000 Hz 4000 Hz Noise Criteria 125 Hz 250 Hz 500 Hz 1000 Hz 2000 Hz 4000Hz dba dba dba dba dba 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 dba.

20 Transmission Loss Titik Frekuensi Pengukuran ke 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 (m 2 ) TL (db) 500 Hz τ = antilog (-TL/10) τ x S 1 Batu bata Pintu Kayu Kaca τ komposit = (τ S)/(S) TL Komposit = 10 Log (1/ τ komposit ) 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 db, hal ini berarti kebocoran pada dinding barat sebesar 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 (m 2 ) TL (db) 500 Hz Pengukuran τ = antilog (-TL/10) 1 Batu bata Pintu Kayu Kaca Penambahan bahan τ x S rangka kayu 2/4 jarak 16ʺ ditutup papan gypsum setebal 1/2ʺ di kedua sisinya τ komposit = (τ S)/(S) TL Komposit = 10 Log (1/ τ komposit ) (db) Dari tabel 4.7 menunjukkan bahwa transmission loss komposit yang semula dari pengkuran sebesar 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 db menjadi db

23 Transmission loss komposit dinding selatan No Bagian partisi Luasan dimensi S (m 2 ) TL (db) 500 Hz τ = antilog (-TL/10) τ x S 1 Batu bata Kayu Kaca τ komposit = (τ S)/(S) TL Komposit = 10 Log (1/ τ komposit ) (db) Tabel diatas mengalami perbedaan yang sangat tinggi pada pengukuran dinding timur yakni sebesar db, hal ini berarti dinding barat mengalami sebesar db.

24 Penambahan bahan TL komposit pada dinding selatan No Bagian partisi Luasan dimensi S (m 2 ) TL (db) 500 Hz Pengukuran τ = antilog (-TL/10) τ x S 1 Batu bata Pintu Kayu Kaca Penambahan bahan timah lembaran tebal 1/32ʺ τ komposit = (τ S)/(S) TL Komposit = 10 Log (1/ τ komposit ) (db) Dari tabel diatas menunjukkan bahwa transmission loss komposit yang semula dari pengkuran sebesar 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 db menjadi db dan dengan ini bahwa penambahan bahan tersebut dengan menaikkan db sebesar 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 rata-rata 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 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 Perhitungan waktu dengung dengan menggunakan metode eyring

27 HASIL SIMULASI Hasil simulasi pada titik pertama Hasil simulasi pada titik kedua

28 Hasil simulasi pada titik ketiga Hasil waktu dengung dari simulasi Titik ke- α Rata-rata (detik) 0.48

29 Hasil Perhitungan Waktu Dengung Ruang kedap suara dengan pengurangan luasan pada kaca. Frekuensi luasan pada kaca dinding depan yang semula 0.9 m 2 menjadi m 2 Dari hasil pengurangan luasan ini di dapat waktu dengung detik Hz. Bila di bandingkan dengan perhitungan sebelumnya dapat menurunkan sebesar detik.

30 Hasil perhitungan waktu dengung ruang kedap suara dengan penggantian ketebalan bahan serapan yumen 50 mm Frekuensi dengan mengubah ketebalan yumen yakni dinding terluar dari dinding lapisan dalam ruang kedap suara, memberikan pengurangan peluruhan waktu dengung sebesar detik.

31 Hasil pengukuran menunjukkan nilai krteria bising (NC) sebesar 25 db, waktu dengung 0.92 detik dan transmission loss pada dinding barat 9.92 db, dinding timur db, dinding utara db dan dinding selatan db. Dari semua pengukuran tersebut menunjukkan bahwa tidak sesuai dengan standart dari ruang kedap suara. Hasil perhitungan dengan penambahan bahan rangka kayu 2/4 jarak 16ʺ ditutup papan gipsum setebal 1/2ʺ di kedua sisinya di dinding sebelah barat meningkatkan transmission loss sebesar db menjadi db. Penambahan bahan timah lembaran tebal 1/32ʺ di dinding sebelah selatan meningkatkan transmission loss sebesar db menjadi db. Hasil perhitungan didapat waktu dengung sebesar 0.4 detik. Dengan mengurangi luasan pada jendela menunjukkan waktu dengung sebesar detik. Dengan mengganti ketebalan sebesar 50 mm atau 5 cm menunjukkan waktu dengung sebesar detik. hasil simulasi menunjukkan bahwa bahan serapan yang digunakan pada ruang kedap suara mempunyai waktu dengung sebesar 0.48 detik pada frekuensi 500 Hz. Perbedaan antara pengukuran dan perhitungan transmission loss menunjukkan rendahnya transmission loss di akibatkan dan dipengaruhi oleh partisi setiap dindingnya sehingga suara dapat masuk ke setiap celah partisi dinding.

32 Terima Kasih