BAB II

TEORI PENUNJANG

1.1 AKUSTIK DASAR

Suara

Suara bisa didefinisikan sebagai gelombang yang bergerak di udara atau media elastis (stimulus) atau sesuatu yang merangsang mekanisme pendengaran kemudian menghasilkan persepsi suara. Ada berbagai macam suara yang dapat kita dengar di sekitar kita seperti musik, suara percakapan, noise, dan lain-lain.

Suara dapat didengar karena adanya medium yaitu udara, partikel udara berpindah dari kedudukan semula, karena adanya gaya elastis udara maka partikel udara tersebut kembali lagi ke kedudukan semula. Partikel udara yang bergerak ini menggerakkan partikel yang berada disebelahnya kemudian partikel yang berada di sebelah tadi menggerakkan yang disebelahnya lagi dan seterusnya. Suara dapat dirambatkan melalui medium gas, cair, dan padat seperti udara, air, baja, beton dan sebagainya. Kecepatan perambatan suara melalui benda padat lebih besar dari pada melalui udara, misalkan kita berada di pinggir jalan kereta api, kita bisa mendengar suara injakan ban kereta api dengan rail melalui rel yang berada dekat kita walaupun kereta api masih jauh dan mungkin belum terlihat oleh kita. Tanpa medium kita tidak bisa mendengar suara, luar angkasa merupakan contoh ruang yang vakum dan tak ada suara yang dapat dirambatkan.

Kecepatan suara yang berada pada gas ideal adalah:

Dimana gc adalah units conversion factor, gc = 1 kg-m/N-s2 = 32,174 lbm-ft/ lbf -sec2;  g adalah specific heat ratio, g =  cp/cv; R adalah specific gas constant untuk gas, R = 287 J/kg-K = 53,35 ft-lbf /lbm-°R untuk udara; dan T adalah absolute temperature, K or °R.

Kecepatan suara untuk zat cair dirumuskan sebagai berikut:

Dimana B adalah isothermal bulk modulus dan r adalah fluid density.

Untuk medium perambatan zat padat, rumus kecepatan suara adalah sebagai berikut:
Dimana E adalah modulus Young, sedangkan v adalah rasio poisson material. Jika zat padat yang dilewati sangat tipis maka rumus yang dipakai menjadi:

Panjang Gelombang dan Frekuensi

Panjang gelombang merupakan jarak antara 2 puncak gelombang yang terdekat, sedangkan frekuensi adalah jumlah siklus gelombang  per detik. Frekuensi dan panjang gelombang saling berhubungan yang dirumuskan sebagi berikut:

Atau bisa juga ditulis

Tekanan Akustik dan Kecepatan Partikel

Tekanan Akustik didefinisikan sebagai perbedaan antara tekanan lokal (P) dan tekanan ambient (Po) untuk gelombang suara yang melalui material.

Tekanan akustik untuk gelombang suara harmonik sederhana planar yang bergerak sepanjang arah x diprensentasikan dengan rumus:

Dimana kuantitas pmax adalah amplitud gelombang tekanan akustik

Instrumen akustik, seperti sound level meter, umumnya tidak menghitung amplitud gelombang tekanan akustik namun instrumen ini menghitung tekanan rms (root-mean-square)  yang mana proporsional terhadap amplitud. Tekanan rms dihubungkan dengan tekanan amplitud gelombang haromik sederhana dengan rumus:

Untuk menghindari banyaknya penggunaan subscript pada rumus, maka kita akan menggunakan simbol p (tanpa subscript rms) untuk tekanan akustik rms dalam rumus rumus selanjutnya.

Tekanan akustik rms dan kecepatan partikel akustik rms dihubungkan oleh impedance akustik yang dirumuskan:

Dimana u adalah kecepatan partikel akustik dan p adalah tekanan akustik rms.

Impedansi akustik spesifik disebut sebagai impedansi karakteristik yang dirumuskan:

Intensitas Akustik dan Kepadatan Energi Akustik

Intensitas akustik yang terjadi pada gelombang planar seperti pada gambar di bawah ini, diberikan rumus:

I melambangkan intensitas akustik, sedangkan W adalah daya akustik dan S merupakan area (luas)

Untuk gelombang yang merambat secara spherical (disebarkan merata ke segala arah dari sumber dimana area yang dilalui sebesar 4pr2 dan r adalah jarak dari sumber suara, maka intensitas dirumuskan sebagai:

Pada kasus umum dimana suara tidak disebarkan secara uniform ke segala arahnya, maka rumus yang dipakai adalah:

Q adalah faktor direktivitas yang tak berdimensi.

Intensitas suara akan berkurang dengan semakin jauhnya jarak kita dengan sumber bunyi atau suara. Dalam ruang bebas (tidak ada sesuatu yang mempengaruhi sumber bunyi di sekitarnya). Suara dari sumber bunyi dirambatkan secara uniform ke segala arah. Intensitas suara akan berkurang seperti pada gambar____. Daya suara akan semakin kecil melalui A1, A2, A3, dan A4, tetapi luas bidang bertambah. Artinya daya suara per unit area (dibaca: intensitas) berkurang.

LEVEL AND DECIBEL

Jangkauan kuantitas yang ada pada ilmu akustik seperti tekanan akustik, intensitas, daya, kepadatan energi sangatlah besar. Contohnya, telinga manusia yang sehat bisa mendeteksi suara bertekanan sekecil 20mPa dan bisa bertahan selama beberapa menit dengan suara yang bertekanan sebesar 20Pa. Akibat dari besarnya lebar jangkauan nilai tersebut maka dikembangkan skala yang dapat mewakili kuantitas ini dengan cara yang tidak menyusahkan. Dalam perkembangannya, ditemukan bahwa respon telinga manusia terhadap suara lebih bergantung kepada rasio intensitas dua suara yang berbeda dari pada perbedaan dalam intensitas. Dengan alasan ini, skala logaritma atau bisa disebut skala level ditetapkan.

Level kuantitas ditetapkan sebagai logaritma basis 10 dari rasio kuantitas energi dengan nilai kuantitas referensi standard. Walaupun level sebenarnya adalah kuanitas yang tak berdimensi, tetapi diberikan unit bel sebagai penghormatan kepada Alexander Graham Bel. Pada umumnya penggunaannya lebih praktis dengan desibel(dB), dimana 1 desibel nilainya sama dengan 0,1 bel. Level biasanya disimbolkan dengan huruf L dengan huruf subscript disebelah kanannya untuk menunjukkan kuantitas level yang disimbolkan. Sebagai contoh, kuantitas level daya akustik disimbolkan dengan LW. sedangkan rumus untuk LW adalah:

Faktor 10 mengkonversikan dari bel ke desibel. Daya akustik referensi bernilai 10-12 watt atau 1pW.

Level intensitas suara (L) dan level kepadatan energi suara (D) didefinisikan dengan rumus yang sama, yang mana L dan D proporsional terhadap energi.

Nilai kuantitas referensi:

Level tekanan suara (SPL) atau tingkat tekanan bunyi dirumuskan:

Untuk suara yang ditransmisikan langsung dari sumber (sumber spherical dengan DI = 0 atau Q = 1) pada suhu 258°C, tingkat tekanan bunyi dan level daya bunyi dirumuskan oleh:

Kombinasi Sumber Suara

Rumus umum yang mendefinisikan kombinasi dari beberapa kuantitas level adalah:

Sedangkan untuk kombinasi dari tekanan dirumuskan dengan kuadratnya, kuadrat dari tekanan proporsional terhadap energi, jadi rumusnya adalah:

Band Oktaf

Telinga manusia sensitif terhadap suara yang memiliki range frekuensi antara 20Hz sampai 20kHz. Karena tidak praktisnya mengukur masing – masing frekuensi pada range ini maka alat ukur akustik pada umunya mengukur energi akustik pada range kecil frekuensi antara 20Hz sampai 20kHz.

Interval frekuensi yang dibuat alat ukur disebut dengan bandwidth. Bandwidth bisa digambarkan dimana frekuensi paling bawah dari interval (f1) dan frekuensi paling atas (f2). Dalam ilmu akustik, bandwidth ini disebut dengan oktaf, dimana satu oktaf  adalah frekuensi paling atas sama dengan dua kali frekuensi paling bawah.

Pada beberapa kasus, pembagian range frekuensi diperhalus dalam pengukuran, seperti 1/3 oktaf, dimana f2/f1 = 21/3 = 1.260

Frekuensi tengah dari interval band didefinisikan sebagai rata-rata geometris frekuensi atas dan bawah.

Untuk satu band oktaf, hubungan frekuensi atas dan frekuensi bawah dirumuskan:

Untuk 1/3 oktaf,

1.2 HOME RECORDING CONSIDERATION

Setiap musisi sejati pasti berminat untuk merekam hasil karyanya dan mengembangkannya sesuai dengan gaya masing – masing bahkan banyak pula yang berlomba – lomba membuat musik untuk dijual. Saat ini banyak sekali kita temui studio rekaman kecil di sekitar kita baik yang digunakan untuk edukasi, promosi, maupun religi. Studio dibutuhkan untuk produksi multimedia bahan ajar di kampus dan sekolah, seperti Studio Multimedia P3AI – ITS Suarabaya.

Apakah kriteria Studio rekaman yang bagus? Hanya ada satu kriteria yaitu dapat diterimanya rekaman suara oleh pendengarnya. Ada banyak faktor yang mempengaruhi dapat diterimanya studio disamping kualitas suaranya, seperti jenis program dan popularitas penyanyinya, tetapi kualitas studio lah yang sangat vital. Memang, selera pasar tidak boleh dihiraukan dalam membangun studio rekaman agar bisa sukses. Memproduksi rekaman yang sukses, bagaimanapun, melibatkan berbagai macam pertimbangan diantaranya penampilan studio (architech design), alat musik yang bagus, kualitas akustik studio dan lain – lain. Buku tugas akhir ini hanya membahas kualitas akustik studio (sesuai dengan bidang yang penulis dalami) dan yang lainnya lebih memerlukan spesialis yang berbeda dalam bidang masing – masing.

Karakteristik Akustik Studio

Suara yang keluar dari speaker dalam ruangan studio ada yang kita dengar secara langsung maupun tidak secara langsung. Suara yang secara langsung sama dengan apa yang kita dengar di luar ruangan atau tempat yang tidak bergema. Sedangkan suara yang kita dengar secara tidak langsung berasal dari karakteristik efek dari ruang tertutup. Kita juga dapat mengatakan suara yang kita dengar tidak langsung dengan suara yang direfleksikan.

Revereberation Time

Ketika kita mengaktifkan speaker di dalam sebuah ruangan tertutup kemudian kita berbicara melalui microfon yang telah terhubung, kita mendengar bunyi pantul yang masih terdengar meskipun kita sudah berheni bicara. Kasus inilah sering disebut dengan reverberation. Waktu yang diperlukan agar tingkat tekanan suara berkurang dari sebelumnya disebut dengan reverberation time. “Reverberation Time 60” artinya adalah waktu yang diperlukan agar suara berkurang sebesar 60dB.

Volume Studio

Studio yang memiliki volume kecil rawan sekali dengan resonansi ruangan sebaliknya studio yang besar menghasilkan respon yang lebih halus.

Tabel Dimensi Studio
Rasio Studio Kecil Studio Medium Studio Besar
Tinggi 1,00 8,00 ft 12,00 ft 16,00 ft
Lebar 1,28 10,24 ft 15,36 ft 20,48 ft
Panjang 1,54 12,32 ft 18,48 ft 24,68 ft
Volume 1.000 cu ft 3.400 cu ft 8.000 cu ft
Tabel Resonansi Studio dalam Hz
Studio Kecil Studio Medium Studio Besar
Jml mode axial dibwh 300Hz 18 26 33
Mode axial terendah 45,9 30,6 22,9
Mode sapacing rata rata 14,1 10,4 8,4
Korespon frek ke ruang diagonal 31,6 21,0 15,8
Asumsi reverb, waktu studio, detik 0,3 0,5 0,7
Mode bandwidth (2.2/RT60) 7,3 4,4 3,1

Absorbsi Suara

Hukum kekekalan energi mengatakan bahwa energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan tetapi energi dapat berubah bentuk ke bentuk lainnya. Apabila kita mendapati sebuah ruangan yang full dengan energi suara, bagaimanakah energi bisa berubah bentuk? Suara merupakan energi partikel udara yang bergetar dan energi ini bisa hilang berubah menjadi energi panas.

Ketika ada gelombang suara katakanlah S (seperti pada gambar) mengenai sebuah tembok, apakah yang terjadi? Jika gelombang suara merambat melalui medium udara dan menghantam tembok beton yang dilapisi dengan material akustik, pertama gelombang akan dipantulkan (komponen A) sebelum mengenai tembok dan dipantulkan gelombang suara akan mengalami heat loss E di udara. Sebagian suara menembus material akustik seperti pada gambar. Arah lintasan suara dibiaskan menurun karena material akustik lebih tebal dari pada udara. Hambatan gesekan dari material akustik memebrikan heat loss F terhadap suara yang menembus. Selama perjalanan, suara menjadi melemah karena melalui medium udara, beton, dipantulkan (C) dan dibiaskan (D) dengan heat loss (I, J, dan K) dalam tiga medium yang berbeda.

Koefisien absorbsi adalah ukuran seberapa besar efisiensi permukaan atau material dalam menyerap suara. Jika 55 persen dari energi suara yang terjadi diserap, koefisien absorbsi dikatakan 0,55. Suku kuadrat dari material ini memberikan nilai 0,55 unit serapan (sabin).

Refleksi

Refleksi atau pemantulan bunyi oleh suatu objek penghalang atau bidang atas disebabkan oleh karakteristik penghalang yang memungkinkan terjadinya pemantulan. Secara umum kita mengenal persamaan sudut datang = sudut pantul (terhadap garis normal). Persamaan ini sesungguhnya hanya berlaku ketika bunyi menimpa penghalang yang memiliki permukaan licin sempurna dengan luas permukaan yang jauh lebih besar dari pada panjang gelombang bunyi yang datang. Semakin keras, licin, dan homogen suatu bidang batas, semakin besarlah tingkat pemantulan yang dihasilkan.

Perilaku bunyi di dalam ruang yang sangat tergantung pada karakteristik bidang batas menyebabkan pengukuran dengan cara Sound Pressure Level (SPL) menjadi kurang sahih. Oleh karena itu, diciptakanlah formula tingkat kekerasan bunyi di dalam ruang dengan menggunakan Sound Power Level (PWL) :

Dengan:

SPL   = sound pressure level (dB)

PWL = sound power level (dB)

r        = jarak dari sumber (m)

R       = konstanta ruangan (m2)

R dapat dicari dengan formula:

Dengan:

S       = luas permukaan pembentuk ruang (m2)

a       = rata – rata koefisien absorbsi dari semua

material pembentuk ruang.

Untuk memberikan suasana yang lebih hidup atau ‘live’, sebuah ruangan membutuhkan terjadinya pemantulan. Namun demikian sebagaimana telah diuraikan, pemantulan yang terjadi hendaknya tidak membuat ruangan berada dalam tingkat difus. Oleh karena itu, pemantulan yang berupa echo (gaung atau gema) selayaknya dihindarkan. Echo muncul bila pemantulan terjadi lebih lama 1/20 detik dari bunyi asli pada kecepatan rambat 340 m/det. Waktu tunda pemantulan ini identik dengan selisih jarak antara jarak yang ditempuh bunyi asli dengan jarak yang ditempuh bunyi akibat pemantulan untuk sampai ke titik yang sama, lebih besar atau sama dengan 20,7 m. Echo biasanya muncul pada ruangan yang sangat besar dan dibatasi oleh bidang memantul. Pada ruangan sempit memanjang dibatasi dinding memantul akan terjadi pemantulan berulang – ulang yang disebut dengan flutter echoes atau standing waves. Keadaan ini sebaiknya juga dihindari, karena akan mengurangi kualitas bunyi asli.

Sebagaimana bidang batas yang terbentuk, maka pemantulan yang terjadi bisa berupa pemantulan yang terbesar (bila mengenai bidang batas mendatar atau bidang batas cembung) dan bisa juga pemantulan terfokus (bila mengenai bidang batas cekung). Gambar 6.6 menunjukkan fenomena pemantulan berdasarkan wujud bidang pembatasnya.

Difusi Suara

Difusi atau difus adalah gejala yang terjadinya pemantulan yang menyebar, karena gelombang bunyi menerpa permukaan yang tidak rata. Gejala ini dipakai untuk menghilangkan terjadinya flutter echoes atau pemantulan berulang-ulang ketika bunyi memantul mengikuti hukum sudut pantul = sudut datang.

Noise

Menurut Mc-Graw Hill Dictionary of Scientific  and Technical Terms (Parker, 1994), noise adalah sound which is unwanted (bunyi yang tidak dikehendaki). Sesungguhnya, gangguan yang ditimbulkan noise tidak harus berupa bunyi yang keras. Bagi mereka yang sedajng sakit gigi dan snagat membutuhkan istirahat, bahkan bunyi tetesan air pun dapat menjadi gangguan.

Noise senantiasa dihubungkjan dengan ketidaknyamanan yang diakibatkan olehnya. Belum banyak orang yang menyadari bahwa munculnya noise juga dapat mengakinatkan penurunan kesehatan. Sebagai contoh, orang yang sulit beristirahat karena di sekitar rumahnya selalau ramai dengan bunyi yang tidak dikehendaki, lambat laun dapat menurun tingkat kesehatannya. Selanjutnya, masalah psikologi pun dapat muncul akibat dari istirahat yang kurang mencukupi, seperi cepat lelah dan mudah marah (Nilson, 1991). Noise yang berasal dari bunyi yang keras bahklan dapat secara langsung menurunkan kemampuan organ pendengarabn, meskipun hal itu secara bertahap.

Noise bersifat subjektif, sehingga batasan noise bagi orang yang satu bisa saja berbeda dengan batasan noise bagi orang yang lain. Subjektivitas noise bergantung poada:

  1. Lingkungan dan Keadaan

Jangankan bunyi yang keras, bunyi yang cukup pelan pun dapat mengganggu mereka yang sedang sakit, istirahat, atau harus memusatkan pikiran untuk menghadapi tugas. Sementar itu, bagi ortang yang sedang sehat, bunyi dengan tingkat kekerasan yang sama mungkin tidak menimbulkan gangguan yang berarti. Toleransi manusia terhadap noise juga berbeda bergantung pada lokasi dan kegiatannya. Sebagaimana contoh, meski sama – sama membaca, seseortang yang sedang berada di bengkel kendaraan bermotor masih bisa memusatkan perhatiannya meski berada di tempat yang bising. Namun, tidak demikian halnya ketika dia berpindah ke ruang baca perpustakaan, tingkat kebisingan yang sama tentu dirasakannya sangat mengganggu.

  1. Sosial budaya

Setiap orang memiliki gaya hidup tersendiri. Belum lagi lingkungan budaya asalnya pun berbeda – beda. Hal – hal tersebut akan menyebabkan masing – masing orang memiliki toleransi berbeda terthadap noise. Misalnya, mereka yang dilahirkan dari keluarga yang berbudeaya halus tutur katanya, mungkin akan merasa kurang nyaman bila bercakap – cakap dengan mereka yang diahirkan dari keliuarga yang biasa berbnicarta keras. Gaya bicara individu pada kelompok kedua bisa dianggap noise bagi kelompok pertama.

  1. Kegemaran atau hobi

Kegemaran sekelompok orang akan jenis musik tertentu dapat menjadi noise bagi kelompok leinnya yang kebetulan amat tidak menyukai jenis musik tersebut. Contoh lain, mereka yang memiliki hobi otomotif dan senang mengutak-atik serta mencoba mesin kendaraan, tidak akan merasa terganggu dengan bunyi raungan mesin dibandingkan orang lain yang tidak mengenal hobi tersebut.

Melalaui uraian di atas dioharapkan menjadi jelas, bahwa batasan noise sangat subjektif bagi masing – masing orang. Namun demikian, ada jenis bunyi yang dianggap noise bagi kebanyakan orang yaitu bunyi keras yang muncul mendadak, bunyi keras yang muncul terus -  menerus serta bunyi mesin – mesin, entah mesin pabrik atau mesin sarana angkut (Sanders dan McCormick, 1987). Dalam noise dikenal istilah beckgrond noise (noise latar belakang), noise, dan ambient noise. Background noise adalah bunyi di sekitar kita yang muncul secara tetapa dan stabil pada tingkat tertentu. Background noise yang nyaman berada pada tingkat kekerasan tidak melebihi 40 dB. Yang termasuk dalam kategori noise adalah bunyi yang muncul secara tidak tetap atau seketika dengan tingkat kekerasan melebihi background noise pada daerah tersebut. Sementara noise ambien adalah tingkat kebisingan di sekitar kita, yang merupakan gabungan antara bvackgrounmd noise dan noise.

Selain ditentukan oleh tingkat kebisingan (dB), tingkat gangguan background noise juga ditentukan oleh frekuensi bunyi yang muncul. Oleh karenanya, kedua faktor itu kemudian dipertimbangakan bersama dalam sebuah pengukuran yang disebut Noise kriteria (NC), sebagaimana disajiakn dalam Gambar di bawah ini. Smeua kurva ini menunjukkan tingkat ketenggangan telinga manusia pada bunyi miltifrekuensi yang menjadi background noise. Dari gambar tersebut dapat dipelajari bahwa setiap kurva mewakili nilai NC tertentu, namun pada frekuensi tinggi secara umum nilai SPLnya rendah/menurun. Hal ini menunjukkan bahwa telinga manusia lebih nyaman (tidak merasa nyeri atau sakit) mendengar bunyi berfrekuensi rendah ketimbang mendengar bunyi berfrekuensi tinggi. Spektrum bunyi yang dikeluarkan oleh objek yang menghasilkan background noise idelanya persis seperti tergambar, untuk mencegah munculnya ketidaknyamanan. Pergeseran bentuk kurva dimungkinkan pada posisi sebanyak-banyaknya lebih tinggi 3dB pada salah satu atau dua frekuensi seperti tercantum asalakan dua smapai empat frekuensi yang lain lebih rendah 3 dB dariu kurva tergambar. Sebagaiu contoh, jika sebuah ruang idelanyua memiliki NC 30, maka bunyi multifrekuensi yang terdiri dari frekuensi 63 Hz – memiliki SPL tertinggi pada 50 dB,  frekuensi 125 Hz – SPL 42 dB, frekuensi 250 Hz SPL 35 dB, dan seterusnya. NC 30 masih dapat terjadi ketika pada frekuensi 63 Hz SPL 53 dB dan pada frekuensi 250 Hz SPL 38dB, asal setidaknya pada dua frekuensi yang lain nilai SPLnya 3dB lebih rendah dari yang tergambar. Beberapa penelitian lanjutan justru menemukan bahwa kurva NC masih belum nyaman dipakai untuk menentukan background noise yang sesuai untuk tiap – tiap fungsi ruang, maka diciptakanlah kurva Preferred Noise Criteria (PNC) yang tingkat SPLnya, baik pada frekuensi rendah dan tinggi, lebih rendah dari NC. Persyaratan kenaikan dan penurunan SPLnya pun lebih ketat dibandingkan kurva NC, yaitu hanya boleh lebih tinggi 2 dB pada satu frekuensi saja asalkan frekuensi di kiri-kanannya tidak lebih rendah 1 dB dari SPL yang tercatat pada kurva dimaksud. Pada keadaan tertentu, kehadiran background noise seringkali dibutuhakn untuk menyamarkan bunyi tertentu, agar tidak terdengar oleh orang lain. Sebagai contoh, backgroung noise sengaja diciptakan untuk memperdsengarkan musik pada suatu café. Selan untuk menciptakan suasana tertentu, bunyi musik juga membuat pengunjung merasa lebih nyaman. Percakapan sekelompok pengunjung tidak dapat didengarkan secara jelas oleh kelompok pengunjung yang lain, meskipun percakapan dilakukan secara biasa (tidak berbisik-bisik). Background noise tidak selalu berupa musik, tetapi bisa jadi keramaian lalu lintas, desir angin, kicvau burung dan alunan ombak.

Kebisingan dapat dikateorikan menjadi dua, yaitu: kebisingan tunggal dan kebisingan majemuk. Kebisingan tunggal dihasilkan oleh sumber bunyi berbentuk titik dan kebisingan majemuk dihasilkan oleh sumber berbentuk garis. Tingkat gangguan kebisingan dapat diukur menggunakan skala berdasarkan apa yang dirasakan manusia, seperti: merasakan adanya kebisingan, merasa terusik, merasa terganggu, samapai merasa sangat terganggu atau tidak tahan.

Sampai saat ini, mengatasi kebisingan dengan jalan membatasi atau meniadakan sumber kebisingan belum dapat diterapkan. Sebagai ncontoh, aturan ketat yang membatasi dan menerapkan sanksi kepada mereka yang menghasilkan kebisinganh melebihi bakuan belum diyterapkan di Indonesia. Di sisi lain, membatasi jumlah kendaraan ebermotor yang menghasilkan kebisisngan, juga tidak mudah diterapkan, sebab hal ini sangat berkaitan dengan usaha meningkatkan pertumbuhan ekonomi masyarakat.

Mengukur Kebisingan

Seperti yang kita ketahui bahwa untuk mengukur tingkat kekerasan bunyi, digunakan alat bernama pengukur tingkat bunyi (Sound Level Meter), maka untuk mengukur tingkat kerbisingan pada suatu area juga digunkaan alat yang sama. Untuk mengetahui secara jelas pola kebisingan pada suatu area yang berdekatan dengan objek yang menghasilkan kebisingan, pengukuran dengan SLM tidak dapat sekedar dilakuakan sesaat dalam waktu tertentu. Idealnya pengukuran dilakuakan selama beberapa saat dalam suatu periode ternetu. Cara ini penting untuk mendapatkan gambaran pasti terhadap pola kebisingan sesungguhnya, terutama kebisingan yang muncul secara fluktuatif, seperti kebisingan di jalan raya akibat lalu lalangnya kendaraan bermotor.

Pengukuarn kebisingan di jalan raya idealnya dilakuakan 24 jam selama beberapa hari, dibedakan antara hariu kerja dan hari libur (weekdays dan weekend) serta antara jam sibuk (peak hour) dan jam tidak sibuk. Pengukuran yang dilakukan sedikitnya tiga minggu berturut-turut akan menunjukkan pola yang lebih pasti terhdap hari yang berbeda (setiap hari yang berbeda diukur selama tiga kali).

Namun, apabila karena keterbatasan peralatan, pengukuran selamna 24 jam tidak dapat dilakuakan secara terus menerus selama tigas minggu, maka pengukuran dapat dilakukan selama 18 jam per hari. Lama pengukuran ini akan memungkinakan alat untuk beristirahat. Pengukuran selama 18 jam per hari dapat dilakukan dengan menggunakan asumsi bahwa pada setiap area, umumnya terdapat enam jam tenang dalam satu harinya. Pada saat itu, hanya kebisingan latar belakang saja yang ada. Keadaan ini umumnya terjadi pada malam hari. Meskipun demikian, setiap daerah memiliki enam jam tenang pada waktu-waktu yang berbeda. Sebagai contoh, di lingkungan perumahan, enam jam tenang berawal pada pukul 23.00 dan berakhir pukul 05.00, sementara pada daerah yang berdekatan dengan pasar sayur mayur, enam jam tenang adalah dari pukul 18.00 hinghga 24.00.

Akumulasi Tingkat Kebisingan

Dalam teori dikenal kemungkinan munculnya sumber bunyi berbentuk titik atau bersifat tunggal. Dalam kehidupan sehari-hari, sangat jarang kita hanya mendengar satu bunyi saja. Sesungguhnya pada umumnya sumber bunyi berbentuk garis (gemaris, linier) dan berasal dari sumber majemuk. Jadi, kita sebenarnya mendengarkan tumpukan beberapa bunyi dengan tingkat kebisingan yang berbeda-beda. Ada cara sederhana yang dapat kita gunakan untuk menghitung beberpa tumpukan kebisingan yang terjadi dengan melakukan pengelompokan berdasarkan frekuensinya, misalnya:rendah, sedang, dan tnggi. Untuk bunyi semacam ini, terdapat pedoman yang dijadikan acuan untuk menghitung tumpukan bunyi yang terjadi, sebagaimana disajikan pada Tabel di bawah ini.

Tabel. Pedoman menghitung penumpukan bunyi (Egan, 1976)
Perbedaan tingkat kekerasan bunyi(dalam dB) Tambahkan pada bunyi yang lebih tinggi (dalam dB)
0 – 1 3
2 – 3 2
4 – 8 1
³ 9 0

Penghitungan tumpukan kebisingan secara sederhana seperti di atas tidak selalu memberikan hasil yang mengecewakan. Terbukti bahwa tingkat simpangannya selalu lebih rendah daripada 1 dB.

Sebagai contoh, menurut cara penghitungan di atas, ketika muncul dua bunyi dengan tingkat kekuatan 60 dB dan 62 dB, didapatkan bahwa kekuatan tumpukan dari kedua bunyi tersebut adalah 64 dB. Bila dihitung dengan rumus sesungguhnya, hasilnya adalah 64,4 dB. Kesalahan penghitungan sebesar 0,4 dB dianggap tidak penting karena selisih bunyi 0,4 dB tidak memebrikan perbedaan yang berarti pada indera dengar manusia. Bila yang hendak dihiutng tumpukannya berasal dari lebih dari dua bunyi, maka kita dapat menghitungnya dua demi dua, menurut urutan yang ditetapkan sendiri. Penghitungan dengan urutan yang berbeda umunya memberikan hasil akhir yang sama. Andaikan dijumpai selisih, pasti sebanyak-banyaknya hanya 1 dB dan ini dapat diabaikan.

Penumpukan tingkat kebisingan yang dihasilkan oleh bunyi dalam frekuensi yang sama persis (dengan tingkat kekerasan yang juga sama) dapat dihitung secara sederhana dengan persamaan:

Dengan:

TBtumpukan = tingkat kebisingan tumpukan

TBtunggal = tingkat kebisingan tunggal

n          = jumlah sumber bunyi

sebagai contoh, sebuha terompet yang sama dibunyikan bersama-sama. Bila sebuah terompet menghasilkan kebisingan 70 dB, maka tumpukan kebisingan dari 10 terompet tersebut adalah sebagai beerikut:

Cara penghitungan logaritmik di atas menunjukkan bahwa tumpukan kebisingan dikalkukasi dengan cara yang berbeda yang dibayangkan kebanyakan orang. Kalau sebuah terompet menghasilkanbunyi 70 dB, maka umunya orang membayangkan bahwa tingkat kebisingan tumpukan 10 terompet akan menajdi 10 kali lebih keras dari kebisingan tunggalnya. Ternyata setelah dihitung, kebisingannya hanya lebih tinggi 10 dB daripada bunyi tunggalnya yang artinya cuma dua kali lebih keras.

Pengukuran Tingkat Kebisingan engan Angka Petunjuk

Pengukuran memakai angka penunjuk (indeks) dengan Sound Level Meter (SLM) yang dipasang pada posisi angka penunjuk dapat memudahkan pengguna dalam memahami pola kebisingan pada area tersebut. Meskipun SLM dipasang cukup lama untuk terus mencatat tingkat kebisingan yang muncul secara fluktuatif, bila dipasang dengan sistem angka penunjuk, maka hanya akan memunculkan hasil angka tunggal pada SLM pada akhir pengukuran. Tanpa sistem angka penunjuk, pada pengukuran selama 18 jam misalnya, akan muncul beribu0ribu angka. Data ini tentu menyulitkan orang awam untuk memahaminya, seingga pemakaian angka penunjuk lebih disukai. Di negara maju, bakuan yang ditetapkan umumnya menggunakan sistem angka penunjuk dari hasil pengukuran selama beberapa saat, bukan sesaat.

Sistem angka penunjuk dilambangkan dengan Lx, dimana L menunjukkan tingkat kebisingan yang tercatat dan x menunjukkan karakteristik pengukuran. Sebelum kita mempelajari lebih jauh pengukuran dengan sistem angka petunjuk ini, perlu kiranya kita pahami beberapa istlah berikut:

  1. Kebisingan Ambien: total kebisingan yang terjadi pada suatu area, yakni hasil kompilasi kebisingan yang sumbernya dekat maupun jauh.
  2. Kebisingan atar belakang (bisa disebut juga noise latar belakang): tingkat kebisingan pada suatu area, tanpa adanya sumber noise yang muncul secara menonjol. Kebisingan latar belakang yang dapat diterima tanpa menimbulkan gangguan berarti umumnya berada pada tingkat maksimum 40 dB
  3. Kebisingan tetap: tingkat kebisngan berfluktuasi 6 dB dalam kondisi SLM yang dipasang slow response. Rata-rata pengukurannya dapat terbaca pada SLM yang dipasang pada posisi slow response setelah pengukuran selama 10 detik.

Pegnukura dengan sistem angka penunjuk yang paling banyak digunakan adalah angka penunjuk ekuivalen (equivalentn index (Leq)). Angka penunjuk ekuivalen adlah tingkat kebisingan yang berubah-ubah (fluktuatif) yang diukur selam waktu tertentu, yang besarnya setaa dengan tingkat kebisingan tunak (steady) yang diukur pada selang waktu yang sama. Apalagi rentang waktu pengukuran diperpendek, maka angka penunjuk ekuivalen yang dperoleh lebih tinggi dari pada saat pengukuran dilakukan dalam rntang waktu yang lebih panjang. Sebagai contoh, digunakan tiga SLM untuk mengukur kebsiingan dalam rentang waktu berbeda. SLM pertama digunakan untukn pengukruan selama 8 jam dan pada akhir pengukruan terbaca 90 dB, SLM kedua untuk pengukuran selama 4 jam dan ia menunjukkan angka akhir 93 dB, SLM ketiga untuk pengukuran selama 1 jam dan ia menunjukkan angka akhir 99 dB. Meskipun menunjukkan hsil yang berbeda, sesungguhnya total energi sumber bunyi dari ketiga pengukuaran tersebut sama. Pada pengukuran tingkat kebisingan selama 18 jam dengan SLM terpasang pada angka pennjuk kebisingan ekuivalen, maka angka akhir yang terbaca setelah 18 jam dituliskan sebgai Leq,18.

Sistem angka penunjuk lain yang bnayak dipakai adalah angka penunjuk presentase (precentile index). Sistem pengukuran ini menghasilkan angka tunggal yang menunjukkan presentase tertentu dari tingkat kebisingan yang muncul selama waktu tersebut. Angka penunjuk ini menjadi penting karena selama periode pengukuran tertentu, tingkat kebisingannya fluktuatif, sehingga penting kiranya kita mengetahui berapa dB tingkat kebisingan mayoritas, minortitas atau titik tenganya. Presentase yang mewakili tingkat kebsiingan minoritas adalah kebisingan yang muncul 10% dari keseluruhan data (L10) dan tingkat kebisingan mayoritas yang muncul adalah 90% dari data selama pengukuran (L90). Presentase tengah (L50) umumnya identik dengan kebisingan rata-rata selama periode pengukuran L90 disebut kebisingan buangan atau sisa dan L10 adalah tingkat kebisingan yang umunya menimbulkan gangguan. Khusus untuk tingkat kebisingan di jalan raya, L90 akan menunjukkan kebisingan latar belakang dan L10 menunjukkan perkiraan tingkat kebsingan maksimum. Oelh karena itu, dalam setiap usaha penanggulangan kebisingan pada suatu area, L10 adalah sistem pengukruan angka penunjuk yang harus benar-benar diperhatikan. L10 dan Leq dijadikan acuan untuk dibandingkan dengan bakuan yang berlaku, sementara L90 dapat diabaikan karena umunya tidak selisih jauh dengan bakuan.

Pengukuran dengan sistem angka pnunjuk dapat dengan mudah dilakukan menggunakan SLM yang dilekngkapi dengan sistem angka penunjuk. Namun demikian, saat ini masih dijumpai pula SLM sangat sederhana yang tidak memiliki sistem angka penunjuk, sehingga data yang dihasilkan terpaksa harus dicatat satu per satu untuk selnjutnya dilakukan penghutiungan angka penunjuk persentasenya secara manual. Sebagai contoh: akan dilakuakan pengukuran pada suatu lokasi selama satu jam. Direncanakan kebisingan yang muncul akan dicatat setiap detik secara manual. Maka selama masa pengukuran tersebut akan diperoleh 3600 angka tingkat kebisingan. Selanjutnya jumlah angka yang muncul diurutkan menurut kecil-besarnya nilai. Dengan menggunakan metode statistik biasa, dapat dihitung tingkat kebisingan yang mncul sebanyak 10%, 50% atau 90%.

Dengan menggunakan SLM sederhana yang menyebabkan pemakai harus menghitung secara manual angka penunjuk presentasenya, tentu tidak mudah untuk mengitung angka penunjuk ekuivalennya. Namun demkian untuk kebisingan dari kendaraan bermotor (jalan raya), angka penunjuk ekuivalennya dapat dihitung menggunakan persamaan sebagai berikut (Chanif, 1997):

Dengan:

Leq = tingkat kebisingan ekuivalen

L50 = angka penunjuk kebisingan 50%

L1 = angka penunjuk kebsiingan 1%

Sumber Kebisingan Potensial

Kebisingan yang terjadi di sekitar kita dapat beasal dari bebagai sumber. Sumber ini dibedakan menjadi sumber yang diam dan sumber yang bergerak. Contoh dari sumber yang diam adalah industri/pabrik dan mesin-mesin konstruksi. Sedangkan contoh dari sumber yang bergerak misalnya kendaraan bermotor, kereta api, dan pesawat terbang.

Kebisingan Industri/Pabrik

Industri moern yang telah menggunakan peralatanperalatan bermesin merupakan sumber kebisingan diam yang sangat potesial. Kebisingan yang dihasilkan oleh mesin-mesin di dalam pabrik juga dapat merambat ke luar bangunan pabrik, sehingga selain dirasakan secara langsung oleh pekerja pabrik, kebisingan itu juga dirasaan oleh amsayarakat yang tinggal di seitar pabrik. Mesin-mesin pabrik umumnya menghasilkan bunyi berfrekuensi rendah, sehingga selain menghasilkan bunyi bising, mesin-mesin tersebut juga menghasilkan getaran. Oleh karena itu, idelanya bangunan pabrik dirancang sebagai bangunan yang mampu meredam getaran agar tidak merambat ke luar, sehingga bangunan di sekitar pabrik cukup dideain untuk menahan kebisingan saja. Sementara itu, para pekerja pabrik selalu berdekatan dengan mesinmesin berbunyi keras, sebaknya menggunakan ear protection saat bekerja.

Kebisingan Kereta Api

Kebisingan dari kereta api juga memiliki wujud ganda berupa bunyi dan etaran akibat adanya gesekan roda kereta api dari bahan keras dengan rel kereta api yang juga terbuat dari bahan keras. Kebisingan yang muncul datang dari emsin kereta pai, klakson, dan gesekan antara roda dan rel yang seringkali menghasilkan bunyi berdesit. Kebisingan dari kereta api dirsakan oleh mereka yang berada dalam stasiun kereta api dan banunan yang dibangun di sekitar jalur kereta api. Oleh karen itu, idelanya, bangunan di sepanjang jalur kereta api didesain dengan redaman yang baik untuk mengurangi masuknya getaran ke dalam ruangan.

Kebisingan Pesawat Terbang

Bunyi-bunyi yang muncul pada pesawat terbang memiliki bobot yang berbeda dengan bunyi mesin-mesin lain yaitu pada boot D, sebagaimana yang telah dijelaskan sebelumnya. Kebsiingan yang terjadi dari pesawat terbang umumnya diderita oleh bangunan yang berlokasi dekat dengan pelabunhan udara dan beberapa ratsu meter dari pelabuhan udara tersebut (ketika peswat tinggal landas dan mendarat, serta saat pesawat terbang pada ketinggina yang rendah). Ketika pesawat telah mencapai posisinya pada ketinggian tertentu, maka kebisingan yang dihasilkan sepanjang jalur perjalanannya tidak akan mengganggu bangunan di bawhanya karena jaraaknya snagat jauh. Redaman kebisingan melalui dinding dan atap bangunan yang dibuat sedemikian rupa dapat mengurangi kebisingan pesawat saat tinggal landas, mendarat, dan terbang rendah.

Kebisingan Jalan Raya

Kebisingan jalan raya disebabkan oleh pemakaina kendaraan bertor, baik yang beroda dua, yang broda empat, maupun yang beroda lebih dari empat. Dengan begitu banyaknya sumber kebisingan di atas permukaan jalan raya, maka jalan raya pun ditetapkan sebagai sumber kebisingan utama dewasa ini. Setiap jenis kendaraan bermotor  memiliki frkeuensi terntentu. Menurut White dan Walker (1982) kendaraan bermotor umunya memiliki tingkat kebsiingan maksimum pada frekuensi antara 100 Hz sampai 7000 Hz. Sumebr kebisingan kendaraan bermotor berasal dari emsin, transmisi rem, kalkson, knalpot, dan gesekan ban dengan jalan (White dan Walker 1982). Karena gesekan yang terjdi antara ban dengan jalan adalah gesekan antara benda lunak dan keras, dan berat kendaraan pada umunya jauh di bawah berat kereta api dan peswat terbang, maka kebsiingan dari jalan umunya berupa bunyi an hanya sedikit yang berupa bunyi dan getaran. Oleh karena itu, idelanya, bangunan di tepi jalan cukup didesain untuk meredam masuknya bunyi ke dalam bangunan.

1.3 KEBISINGAN JALAN RAYA

Kebisisngan jalan raya mendpatkan porsi khusus untuk dibahas secara tersendiri. Hal ini disebabkan karena dalam kenyataan dewasa ini, kebisingan yang mengganggu kehidupan kita sehari-hari terutama berasal dari jalan raya. Manusia, baik yang beraktivitas di luar maupun di dalam bangunan pada area yang berdekatan dengan jalan raya, sangat potensial menjadi korban kebisingan. Di mana ada bangunan yang berdiri, pasti ada akses yang dibuat menuju bangunan tersebut. Artinya, keberadaan bangunan tidak dapat dipisahkan dari keberadaan jalan. Maka, semua bangunan berpotensi menjadi korban kebisingan yang bersumber dari jalan raya.

Kebisingan dari Kendaraan Bermotor

Secara umum, kendaraan yang beroperasi di jalan raya dapat dikelompokkan ke dalam beberapa kategori. Menurut sistem pengoperasiannya, kendaraan dibedakan menjadi kendaraan bermotor beroda dua, empat, dan lebih dari empat. Kendaraan kebroda empat dan lebih dari empat, masih dapat dikategorikan sebagai kendaraan komersial berat, komersial ringan, angkutan umum, mobil dengan kapasitas atau cc (sentimeter kubik, volume ruang bakar dalam mesin kendaraan) kecil, kapasitas besar dan mobil mewah (White dan Walker, 1982). Klasifikasi ini sebenarnya menunjukkan bahwa masing-masing kategori kendaraan menghasilkan spektrum bunyi yang berbeda (White dan Walker, 1982). Pada kelompok kendaraan kendaraan tidak bermotor, kita membedakannya menjadi yang beroda dua, seperti sepeda; dan yang beroda lebih dari dua, seperti becak, dokar, sado dan sejenisnya. Kendaraan tidak bermotor dapat dipastikan tidak menghasilkan kebisingan secara langsung, namun sangat mungkin bahwa, penggunaan kendaraan tidak bermotor yang cenderung berjalan lebih lambat dapat meningkatkan kebisingan secara tidak langsung. Sebagai contoh, lambatnya laju kendaraan tidak bermotor pada jalan dengan lebar terbatas akan menahan laju kendaraan bermotor. Hal ini meningkatkan kebsiingan, karena kendaraan bermotor terkumpul pada satu titik, yaitu di belakang kendaraan tidak bermotor yang lambat tersebut.

Pada sisi lain kemiringan jalan juga mempengaruhi kebisingan. Pada jalan emnanjak, dibutuhkan torsi (momen puntir) yang lebih besar dibandingkan saat jalan rata, agar kendaraan dapat bergerak. Untuk menghasilkan torsi yang lebih besar dibutuhkan posisi mesin kendaraan pada gigi atau perseneling rendah dengan putaran mesin per menit yang tinggi.

Jenis Kendaraan Bermotor

Jenis kendaraan bermotor dapat dibedakan menurut beberapa klasifikasi. Menurut bahan bakar yang digunakannya, kendaraan bermotor dibedakan menjadi kendaraan berbahan bakar  bensin, solar, gas, atau cahaya matahari. Jenis kendaraan juga bisa dibedakan menurut jumlah roda, yang biasanya berhubungan dengan kapasitas mesin kendaraan (diukur dalam cc). Kendaraan roda dua (sepeda motor) menghasilkan jenis kebisingan yang lebih kecil dibandingkan dengan kendaraan roda empat atau kendaraan beroda lebih dari empat.

Menurut fungsinya kendaraan bermotor  juga dapat dibedakan menjadi kendaraan umum/niaga dan kendaraan pribadi. Rasio pemakaian kendaraan bermotor pribadi dibandingkan kendaraan umum dan komersial angkutan barang, serta rasio pemakaian kendaraan bermotor roda dua dibandingkan kednaraan roda empat telah membuat karakterisitik kebisingan jalan raya di Indonesia sangat berbeda dengan di negara maju.

Faktor Penentu Tingkat Kebisingan Kendaraan Bermotor

Karakteristik kebisingan suatu jalan berbeda dengan karakteristik kebisingan di jalan yang lain. Perbedaan ini terjaid karena tingkat kebisingan di jalan raya ditentukan oleh banyak faktor. Faktor yang pertama adalah kendaraan bermotor yang melewatinya, meliputi: jumlah kendaraan total per jam, rasio dari jenis-jenis kendaraan bermotor yang melewati, dan kecepatan rata-rata kendaraan. Fakor kedua adalah karakteristik jalan, yaitu kelas jalan (yang umumnya meliputi lebar da panjang jalan), jumlah jalur (kapasitas), serta kualitas permukaan jalan), kemiringan jalan, penataan arus lalu lintas jalan dimaksud (misalnya jalan searah dengan tanpa jalur lambat, jalan dua arah dengan tanpa jalur lambat, berdekatan dengan zebra-cross, berdekatan traffic-light, dan sebagainya). Faktor ketiga adalah kondisi-kondisi lain di sekitar jalan, seperti bangunan di sisi jalan dan kesibukan informal di sepanjang tepi jalan, misalnya pedagang kaki lima, tempat parkir, dan sebagainya.

Karakteristik Kebisingan dari Kendaraan Bermotor

Dengan metode sound wighting, karakteristik kebisingan bermotor masuk dalam bobot A, sehingga ketika mendata tingkat kebisingan di jalan raya menggunakan Sound Level Meter (SLM) maka alat tersebut di setting pada bobot A. hasil yang termuat dibaca sebagai dBA. Oleh karena kebisingan yang terjadi di jalan raya umumnya muncul dalam rentang waktu tertentu, misalnya dari pukul 06.00 sampai dengan 24.00, maka pengukuran tingkat kebisingan suatu jalan perlu dilakukan selama periode sibuk tersebut. Guna menyajikan hasil akhir yang lebih mudah dipahami dari hasil pengukuran tingkat kebisingan di jalan yang umumnya sangat fluktuatif, disarankan penggunaan metode pendataan dengan metode penunjuk atau indekz ekuivalen (Leq). Melalui penunjuk ekuivalen, tingkat kebisingan yang muncul terdata semua, namun penyajian akhirnya cukup terdiri satu angka yang mudah dipahami.

Untuk menentukan apaah suatu kebisingan yang muncul di jalan raya telah memasuki tahap polusi kebisingan, maka kebisingan yang muncul dapat diukur dengan penunjuk atau indeks polusi kebisingan (LNP). Persamaan untuk menentukan LNP dikembangkan oleh Robinson (dalam Yultanto dan Reliantoro, 1995) di mana:

Dengan s adalah standar deviasi (ditentukan secara statistik dari semua data yang muncul).

Oleh karena Indonesia belum memiliki acuan untuk LNP, maka acuan yang disampaikan pada Tabel di bawah ini adalah menurut US Departement of Housing and Urban Development (dalam Yulianto dan Reliantoro, 1995).

Tabel tersebut menunjukkan bahwa batas maksimum tingkat polusi kebisingan yang masih dapat diterima seseorang adalah 74 dB. Itu berarti bahwa kebisingan yang muncul sampai 74 dB masih dapat ditolerir dengan normal tanpa mengganggu aktivitas yang dikerjakan orang tersebut.

Tabel 3.4 Standar LNP menurut US Department of Housing and Urban Development
LNP Kriteria penerimaan masyarakat
< 58 dB Dapat diterima
58 dB £ LNP £ 74 dB Masih dapat diterima
74 dB £ LNP £ 88 dB Umumnya tidak dapat diterima
> 88 dB Sangat tidak dapat diterima

Khusus untuk kebisingan yang muncul dari jalan, tingkat kebisingannya dapat ditentukan melalui indeks kebisingan lalu lintas (LTNI). TNI adalah kependekan dari Traffic Noise Index.

Penentuan batas penunjuk kebisingan lalu lintas yang dapat diterima masyarakat ternyata setara dengan tingkat polusi kebisingan, yaitu 74 dB.

1.4 STUDIO

Studio merupakan ruang bengkel atau tempat seseorang beraktivitas untuk menghasilkan karya. Adapaun studio yang hendak dibahas lebih mendalam dalam tugas akhir ini adalah studio yang menampung aktivitas berkaitan dengan bunyi (audio), seperti studio musik (tempat berlatih ataupun rekaman bagi group band), studio siaan televisi dan radio, laboratorium bahasa, dan ruang-ruang sejenis lainnya.

Akustik Luar Ruangan

Pengendalian kebisingan adalah kunci utama keberhasilan sebuag ruang studio. Pengendalian ini ditinjau daru dua hal, yaitu (1) menahan masuknya kebisingan dari luar dan (2) menahan keluarnya kebisingan dari dalam, terutama pada studio-studio yang menghasilkan kebisingan tinggi seperti studio untuk musik.

Penyelesaian akustik di luar bangunan studio dapat dilakukan dengan:

  • menjauhkan bangunan studio dari sumber kebisingan (pada bangunan yang memiliki lahan cukup luas). Studio dapat didesain berada pada lahan bagian belakang. Sisa lahan bagian depan dapat dengan sengaja dimanfaatkan untuk area parkir.
  • Bila kebisingan dari jalan raya cukup tinggi, seyogyanyalah dibangun penghalang atau barrier dalam wujud yang tidak mengganggu fasad bangunan secara kesuluruhan. Agar penghlang yang dibangun tidak terlamapu tinggi, kita menyiasati dengan menempatkan ruangan studio pada ketinggian yang lebih rendah daripada permukaan jalan. Untuk bangunan studio yang berdiri pada lahan terbatas dan berbatasan langsung dengan dinding tetangga, penataan layout bangunan tertentu dan penempatan penghalang seringkali tidak dimungkinkan. Oleh karena, elemen bangunan yang secara langsung berfungsi sebagai penghalang adalah elemen vertikal bangunan, baik yang menghadap ke jalan maupun yang berbatasan dengan dinding tetangga. Dengan demikian elemen ini perlu didesain secara khusus.
  • Selanjutnya, khusus untuk ruang studio, perlu kita konstruksi bangunan dari bahan yang memiliki tingkat insulasi tinggi. Karena kebutuhan akan tingkat ketenangan sangat tinggi, maka ruang studio bisanya dirancang masif (tertutup) dengan menggunakan sistm ventilasi buatan. Namun demikian, bila studio tersebut tidak memiliki sumber listrik sendiri, maka perlu kiranya diantisipasi sebelumnya akan adanya lubang-lubang yang dapat dibuka saat aliran listrik terputus dan dapat dimanfaatkan untuk memasukkan cahaya. Penempatan dan bahan lubang seyogyanya dipilih untuk mengurangi kemungkinan masuknya kebisingan ke dalam studio. Khusus ruang studio, perlu didesain dengan sistem lantai ganda (raised floor) yang akan mengurangi masuknya getaran dan kebisingan dari luar ke dalam studio dan sebaliknya meminimalkan getaran dari dalam ruangan ke arah luar. Kebisingan dari luar dapat berasal dari luar bangunan, misalnya dari jalan, atau bisa juga dari dalam bangunan sendiri, tetapi dari ruang lain selain ruang studio. Sistem struktur yang diskontinu dan berlemen ganda (dinding dan lantai ganda serta plafon gantung) akan meningkatkan nilai insulasi ruang, sehingga kebisingan di dalam studio dapat dijaga serendah mungkin.

Akustika dalam Ruangan

Ruang studio adalah inti dari sebuah bangunan studio. Namun deminkian, untuk memperlancar aktivitas dalam studio, bangunan ini biasanya didukung beberapa ruang lain, yaitu:

  1. Ruang utama, yang meliputi ruang studio dan ruang operator.
  2. Ruang pendukung, yang meliputi ruang administrasi, dapur kering (pantry), kamar mandi, dan lain-lain.
  3. Ruang servis, yang meliputi ruang generator set, set alat/gedung, dan lain-lain.

Dari ketiga kelompok ruang yang ada pada bangunan studio, ruang yang membutuhkan tingkat penyelesaian akustik yang cermat adalah ruang studio dan ruang operator. Sedangkan ruang-ruang lainnya dapat dirancang terpisah dari bangunan induk (studio). Bila akibat keterbatasan ruang, pemisahan ini tidak dimungkinkan, kita dapat membuat lantai basement dengan dinding kedap bunyi. Ruang-ruang yang tidak membutuhkan penyelesaian akustik secara cermat dapat diletakkan berdekatan dengan sumber kebisingan yang sekiranya mengganggu aktivitas di dalam studio, sehingga sekaligus dapat menjadi ruang antara yang menahan masuknya kebisingan dari jalan ke dalam studio. Pada kondisi semacam ini, studio sangat mungkin menjadi ruang yang berada di dalam ruang lainnya. Bila hal ini diterapkan, maka lubang ventilasi darurat dan cahaya alami diletakkan pada bagian atas dinding studio yang sengaja ditinggikan atau pada bagian atap.

Konsep akustik ruang studio dan audiotorium cukup berbeda. Bila pada auditorium dibutuhkan beberapa pemantulan untuk meningkatkan kualitas bunyi, maka pada ruang studio pemantulan sama sekali tidak diperlukan. Sebuah auditorium sangat mungkin tidak menggunakan bantuan peralatan listrik pada suatu penyajian, namun sebaliknya, aktivitas di dalam studio umumnya selalau membutuhkan bantuan peralatan listrik, seperti halnya studio siaran televisi/radio, studio latihan dan rekaman band maupun laboratorium bahasa.

Pada ruang studio, penikmat atau penonton adalah penyaji atau pelakunya sendiri jumlahnya cukup terbatas, sehingga pemantulan untuk memperkuat bunyi jarang diperlukan. Untuk menjaga kualitas produk yang dihasilkan, ruangan justru harus didesain untuk menyerap bunyi. Bila sekiranya, dibutuhkan dengung untuk menambah keindahan produk yang dihasilkan, kita dapat menambahkannya dengan bantuan alat elektronik yang digunakan (melalui kontrol/mixer). Bunyi dengung yang dihasilkan oleh pantulan elemen pembentuk ruang justru tidak dapat dikontrol sesuai tingkat yang dibutuhkan dan seringkali menimbulkan bunyi bias. Namun demikian, dapat pula dijumpai sebuah studio berukuran cukup besar untuk keperluan latihan dan rekaman kelompok musik lengkap, yang terdiri dari permainan alat musik tiup (trompet), tekan (piano), petik (gitar), dan lain-lain. Pada studio semacam ini, dapat pula dibutuhkan bagian ruangan yang memantulkan bunyi, bukan untuk menyebarkan bunyi, namun lebih untuk memberikan dinamika dan detil pada alat musik yang dimainkan. Adapun alat musik yang idealnya dimainkan pada ruangan dengan pemantulan cukup misalnya adalah jenis alat musik berdawai (seperti: gitar, harpa, biola, cello, dan lain-lain) dan alat musik tiup (seperti: trompet, trombon, klarinet, dan lain-lain). Sedangkan alat musik yang akan menghasilkan bunyi lebih baik ketika dimainkan pada ruangan yang menyerap bunyi adalah: drum, bass, gendang. Perbedaan kebutuhan pemantulan dan penyerapan ini dapat disediakan dalam ruang terpisah. Namun, penyelesaian semacam ini mengurangi terjadinya komunikasi yang baik antara para pemain musik, baik pada saat latihan atau rekaman secara bersama-sama. Oleh karenanya, dapatlah kita desain sebuah studio besar yang terdiri dari live area pada suatu sudut dan dead area pada sudut yang lain. Live area adalah sudut ruang yang memantulkan bunyi dan dead area adlaah sudut ruang yang menyerap bunyi.

Penyelesaian Akustik Lantai Ruang Studio dan Operator

Untuk mengurangi masuk dan keluarnya getaran dari luar dan dari dalam studio, lantai studio sebaiknya dirancang dengan model lantai ganda (raised-floor). Sistem lantai ganda ini idealnya terbuat dari material yang berbeda agar getaran tidak mudah diteruskan. Sebagai contoh, lantai utama dipilih dari materil beton cor, kemudian lantai kedua disusun dari rangka besi atau kayu, dan ditutup dengan papan kayu atau papan multipleks tebal. Faktor lainnya, peletakan kedua lantai tersebut juga disusun tidak menempel satu dengan yang lain (ada ruang yang di antara keduanya yang berisi udara), sehingga peredaman getaran lebih maksimal. Di dalam rongga antara ini dapat diletakkan selimut akustik. Selimut akustik yang banyak dijual di pasaran terbuat dari bahan glass-wool.

Sebelumnya telah diuraikan bahwa secara umum ruang studio dirancang sebagai ruang yang tidak memantulkan bunyi kecuali studio musik yang lengkap, maka lantai studio seyogyanya dilapisi dengan karpet tebal. Selain untuk meredam getaran, karpet tebal juga sangat efektif meredam bunyi di atas lantai yang tidak dikehendaki, seperti langkah kaki. Pada studio untuk permainan alat musik lengkap, lantai pada sudut ruang yang memantulkan bunyi sebaiknya terbuat dari papan kayu halus.

Penyelesaian Akustik Plafon untuk Ruang Studio dan Operator

Untuk mengurangi getaran, konstruksi plafon ruang studio idealnya tidak dipasang menempel pada rangka atap, namun dipasang menggantung. Rangka plafon dapat dibangun memakai bahan yang umum dipergunakan sepeti baja, alumunium, atau kayu. Selanjutnya rangka ini ditutup papan kayu atau multipleks, dan dilapisi acoustic tile. Selain dilapisi acoustic tile yang secara umum hanya baik untuk menyerap bunyi berfrekuensi tinggi, untuk menyerap bunyi berfrekuensi rendah dapat pula dipasang papan penyerap dengan posisi sejajar dinding (tegak lurus plafon). Papan penyerap ini bisa jadi berupa panel-panel mendatar atau berbentuk bola-bola bersegi banyak seperti lampion.

Selain bahan-bahan yang telah disebutkan di atas, untuk pelapis plafon juga dapat dipakai bahan sederhana yang terbuat dari karton olahan yang banyak dipergunakan sebagai tempat telur atau tempat buah. Bahan semacam ini memang tidak memberikan hasil penyerapan bunyi yang maksimal, namun pada kondisi terbatas, bahan ini masih dapat dipergunakan sebagai pelapis yang mampu meminimalkan pantulan.

Khusus untuk plafon ruang operator, seandainya tidak secara keseluruhan dirancang dari bahan yang menyerap bunyi, maka perlu ditata/dibentuk sedemikian rupa agar tidak memberikan pantulan ke arah operator secara langsung. Pemantulan semacam ini dapat menyebabkan penilaian operator terhadap kualitas bunyi dari ruang rekam menjadi tidak sahih. Operator bertugas sebagai pengontrol kualitas bunyi hasil aktivitas di dalam ruang studio dengan bantuan peralatan loud speaker atau speaker dan meja kontrol/mixer. Kualitas bunyi yang didengar operator idealnya murni datang dari speaker dan tidak bercampur dengan pantulan oleh bidang batas ruang operator, sehingga tindakan yang diambil pada meja kontrol menjadi sesuai dengan kebutuhan, misalnya harus menambahkan bass, treble, atau reverberation.

Penyelseaian Akustik Dinding Ruang Studio

Seperti halnya lantai, untuk mengurangi getaran, idealnya dinding studio dirancang sebagai dinding ganda dari bahan yang berbeda, dengan rongga antara berisi udara. Untuk meningkatkan kemampuan peredaman getarannya, maka dalam rongga udara juga dapat diletakkan glass-wool. Selanjutnya finishing dinding dilakukan dengan bahan lunak yang menyerap bunyi, seperti acoustic tile, softboard, ataupun karpet yang ditempelkan pada dinding.

Bagian kritis pada dinding adalah jendela dan pintu. Dimensi ruang studio yang tidak terlalu besar, biasanya memungkinkan studio diselesaikan dengan sistem pengudaraan buatan. Pemasangan pengudaraan buatan pada ruang studio dan ruang operator perlu diatur dengan menggunakan peralatan yang terpisah antara unit indoor dan unit outdoornya (AC Split). Unit outdoor yang menghasilkan kebisingan cukup keras seyogyanya diletakkan sejauh mungkin dari ruangan. Sementara unti indoornya tetap diletakkan dalam ruang studio dengan posisi setinggi mungkin atau sejauh mungkin dari mikrofon, agar angin yang dihembuskan tidak langsung menuju pada mikrofon.

Namun demikian, sebagai akibat dari besarnya kemungkinan putusnya aliran listrik sewaktu-waktu, maka peletakan lubang ventilasi ada kalanya diperlukan. Idealnya, lubang ini diletakkan pada plafon menerus ke atap, agar perambatan kebisingan dapat diminimalkan. Sedangkan untuk pencahayaan alami, sekiranya diperlukan, dapat diperoleh dari jendela dengan model kaca mati yang dipergunakan untuk saling berkomunikasi antara si pelaku aktivitas di ruang studio dengan si pelaku aktivitas di ruang operator. Komunikasi yang berlangsung seringkali hanya berupa gerakan (tanpa suara) untuk menginformasikan apakah suara yang dihasilkan pelaku pada ruang studio kurang tinggi dan sebaliknya atau untuk menghentikan aktivitas di dalam ruang studio. Jendela kaca untuk berkomunikasi ini sebaiknya juga terbuat dengan model kaca ganda, agar kebisingan dari ruang operator yang masuk ke ruang studio dapat ditekan sampai angka minimal.

Pintu ruang studio adalah bagian yang paling rawan sebab pintu itu kemungkinan senantiasa diperlukan untuk dibuka-tutup. Agar aktivitas di dalam studio dapat terus berlangsung meski pintu dalam keadaan dibuka-tutup, maka pintu studio tidak cukup hanya diselesaikan dengan material tebal-berat-masif, namun harus berupa pintu ganda dengan ruang antara di tengah keduanya. Ruang antara ini dibuat dalam luasan yang cukup bagi orang untuk tinggal sementara di dalamnya, sebelum akhirnya membuka pintu beikutnya. Ruang antara idelanya tidak dibuat terlampau besar, agar tidak menjadi tempat berkumpulnya beberapa orang yang kemungkinan justru menimbulkan kebisingan.

Karena tingkat ketenangan yang dibutuhkan hampir sama, maka pintu ganda ruang studio dan operator dapat disatukan.

1.5 KEBISINGAN PADA BANGUNAN  DAN ASAS PENANGGUANGANNYA

Dewasa ini jalan raya adalah sumber utama kebisingan. Pemakaian kendaraan bermotore yang bertambah terlalu pesat tanpa diikuti dengan penambahan lebar dan panjang ruas jalan, adalah akar permasalahan kebisingan di jalan raya. Ketika kita menyadari bawa bangunan di sepanjang tepi jalan sangat potensial menderita kebisingan, penting kiranya dipikirkan cara-cara penaggulangannya. Mungkin saja sekarang ini suatu bangunan berdiri di tepi jalan yang belum tentu ramai. Namun seiring perkembangan jaman, dalam rentang waktu singkat jalan tersebut akan semakin ramai. Cobalah kita ingat kembali bagaimana keramaian lalu lintas di depan rumah kita (atau di jalan raya di depan gang menuju ke rumah) sekitar sepuluh tahun yang lalu.

Kebisingan  dari Jalan dan Bangunan

Kebisingan di jalan yang masuk ke lahan di sekitar bangunan  dan ke dalam bangunanya sendiri, dipengaruhi oleh tiga faktor, yaitu:

  1. Sumber Kebisingan, yang meliputi: jarak sumber kebisingan dari bangunan, tingkat kebisingan sumber, frekuensi, durasi munculnya kebisingan, dan waktu munculnya kebisingan.
  2. Medium yag dilalui kebisingan yang meliputi: kondisi udara, jarak tempuh gelombang bunyi kebisingan (berhubungan dengan jarak sumber kebisingan terhadap bangunan), dan ada tidaknya objek dalam medium (yang memungknkan terjadinya pembelokan perambatan atau pemantulan gelombang bunyi).
  3. Bangunan sebagai penerima, yang meliputi tingkat kerapatan elemen bangunan secara keseluruhan (berupa dinding, lanati, plafon, dan atap) serta yang dapat dilindungi dari kebisingan.

Kebisingan oleh bangunan yang terletak di tepi jalan, terutama memang disebabkan oleh kebisingan dari jalan, namun tidak tertutup juga kemungkinan kebisingan berasal dari titik lain di sekitar bangunan. Adapun kebisingan yang diderita oleh suatu bangunan dapat berasal dari:

  • Luar lahan (kjapling) bangunan, misalnya dari jalan atau dari titik lain di luar lahan seperti lahan atau bangunan sebelah.
  • Dalam lahan tetapi di luar bangunan, misalnya dari area parkir bangunan itu sendiri, serta peralatan bangunan seperti pompa air dan mesin generator yang diletakkan di halaman.
  • Dalam bangunan sendiri, misalnya ada ruang dalam bangunan yang menimbulkan kebisingan, seperti kantin, yang dapat mengganggu ruang kelas di sebelahnya, atau peralatan bangunan seperti pompa dan mesin generator yang diletakkan di dalam bangunan.
  • Dalam ruangan sendiri, seperti misalnyadi dalam kelas ketika nsiswa semestinya tenang sewaktu guru menrengkan materi namun siswa ternyata justru asyik berdiskusi sendiri-sendiri.

Letak sumber kebisingan yang berbeda-beda sebagaimana dijelaskan di atas membutuhkan solusi yang juga berbeda-beda agar kita dapat memperoleh kualitas akustik yang baik dalam ruangan yang menderita kebisingan pada bangunan tersebut.

Perambatan Kebisingan ke Dalam Bangunan

Menurut asalnya, kebisingan yang terjadi dalam bangunan dapat berasal dari berbagai titik, namun demikian kebisingan yang berasal dari dalam lahan atau dari dalam bangunan sendiri lebih dapat dikotrol ketimbang kebisingan yang berasal darui luar lahan. Kebvisingan dari jalan adalah kebisingan yang berada di luar konmtrol pemilik bangunan. Oleh karenba itu, pentinglah kiranya kita pelajari kemungkinan  permabatan atau transfer kebisingan dari luar ke dalam bangunan.

Jenis perambatan kebisingan dapat dibedakan menurut medium yang dilalui gelombang bunyi, yaitu:

  1. Airborne Sound, adalah perambatan gelombang bunyi melalui medium udara.
  2. Structureborne Sound, adalah istilah yang secara umum dipakai untuk proses perambatan bunyi melalui benda padat.

Bunyi yang merambat secara airborne dapat berubah menjadi structureborne ketika terjadi resonansi pada elemen bangunan yang disebabkan oleh dua kemungkinan, yaitu kalau elemen bangunan memiliki frekuensi yang sama atau hampir sama dengan frekuensi bunyi yang merambat atau kalau sumber bunyi memiliki frekuensi amat rendah yang memilki getaran sangat hebat. Resonansi yang hebat memungkinkan perambatyan berubah lagi secara airborne.

Pada keadaan tertentu, structureborne sound disebut juga impact sound ketika sumber bunyi terjadi secara langsung pada elemen bangunan (seperti pukulan pada dinding, hempasan pintu dan jendela, atau hentakan kaki pada lantai). Ketika pukulan, hempasan, atau hentakan cukup kuat mengenai elemen, perambatannya mungkin juga akan berubah secara airborne untuk didengar manusia tanpa perlu menempelkan telinganya pada elemen yang terkena kebisingan secara langsung tersebut.

Siasat desain akustik yang tepat dapat diterapkan ketika kita mengetahui secara pasti medium perambatan sumber bunyi, namun hal ini tidak mudah dilakukan, karena pada kenyataannya sebuah sumber bunyi dapat mengalami perubahan sistem perambatan. Oleh karena itu, secara praktis siasat desain yang mampu meredam perambatan baik secara airborne maupun structutureborne lebih ideal untuk diterapkan.

Pada perambatan bunyi secara structureborne dimungkinakan juga terjadinya perambatan secara flanking transmission, yaitu perambatan bunyi dari suatu ruang melalui celah pada dinding samping, menerus sampai ke dinding samping ruangan di sebelahnya dan akhirnya masuk ke ruangan lain.

Perilaku Bunyi Ketika Mengenai Objek

Ketika sebuah objek sumber bunyi bergetar dan tidak ada objek lain yang menghalanginya, gelombang bunyi tersebut akan merambat ke segala arah, menempuh jarakl tertentu, melemah, dan kemudian menghilang. Namun demikian, dalam kehidupan sehari-hari, selalu saja akan ada objek yang kemungkinan menghalangi jalannya gelombang bunyi.

Dalam beberapa segi, gelombang bunyi memilki sifat yang hampir sama dengan gelombang cahaya, yaitu memantul dengan posisi sudut datang sama dengan sudut pantul bila mengenai objek yang licin sempurna dan memiliki luasan yang melebihi dimensi gelombang bunyi yang datang, memantul ke arah tidak beraturan bila mengenai objek dengan permukaan tidak teratur, serta terserap dan diteruskan atau ditransmisikan saat mengenai objek yang terbuat dari material tertentu. Ketika mengenai objek yang memiliki retak atau celah, gelombang cahaya maupun bunyi akan berusaha menerobosnya. Perbedaannya: pada cahaya, masuknya sinar melalui celah, lubang atau retak yang amat kecil akan sangat mengurangi kekuatannya atau menjadi amat lemah. Namun pada bunyi, keberadaan celah, lubang, atau retak kecil pada objek penghalang justru dapat menyebabkan terjadinuya duplikasi sumber. Hal ini akan mengakibatkan bunyi yang menerobos melalui celah memiliki kekeuatan yang cukup untuk bisa terdengar cukup jelas dari balik dinding retak tersebut.

Peristiwa lain yang sangat mungkin terjadi ketika gelombang bunyi mengenai objek adalah kemungkinan terjadinya resonansi. Resonansi terjadi akibat adanya kesamaan (sama persis atau mendekati sama) frekuensi antara sumber bunyi dengan objek, sumber bunyi memiliki kekuatan yang hebat (menghasilkan getaran ayng hebat), jarak antara sumber bunyi  dengan objek terlalu dekat, objek terlalu titpis/ringan, atau karena objek tidak dipasang secara permanen. Selain munculnya resonansi, ketika objek yang menghalangi memiliki dimensi yang tidak terlalu besar, gelombang bunyi bisa berbelok menuju ke belakang objek.

Dari uraian di atas, dapat dipahami bahwa dalam menghalangi perambatan bunyi, pemakaian objek sebagai penghalang harus dipilih yang cukup besar, tebal, berat, rapat/tanpa cacat dan dipasang secara permanen. Hal ini dimaksudnkan agar fungsi objek sebagai penghalang dapat membuahkan hasil yang maksimal.

Mengatasi Bising yang Merambat Secara Airborne

Meski mengatasi kebisingan dengan jalan meniadakan sumber kebisingan adalah cara yang paling efektif, hal ini sungguh sangat tidak mudah diterapkan. Demikian pula cara melindungi korban kebisingan dengan mewajibkan penggunaan ear protection, umumnya tidak selalu memungkinkan. Hal yang paling mungkin untuk diterapkan adalah membatasi atau menghalangi perambatan gelombang bunyi.

Sebagaimana yang telah diuaikan bahwa gelombang bunyi mampu menembus lubang, celah, atau retak yang ada pada objek penghalang, maka sangatlah ideal pemakaian objek penghalang yang tebal, berat, dan memiliki permukaan sempurna tanpa cacat.

Mengatasi Kebisingan yang Merambat secara Structureborne

Perambatan gelombang bunyi secara structureborne melalui metode flanking transmission dapat diatasi dengan sistem struktur diskontinu atau struktur terputus. Metode struktur diskntinu biasanya diterapkan pada sudut atau titik pertemuan bidang, dengan menempatkan material yang berada di tengah material yang telah digunakan. Penggunaan materia yang mampu menjadi selimut akustik (lunak, menyerap, dan menahan getaran) seperti glass-wool atau bahan softboard, sangatlah disarankan. Selain dengan sistem diskontinu, perambatan secara structureborne juga dapat diminimakan dengan penggunaan elemen pembatas ruangan yang disusun berganda, seperti misalnya dinding ganda, lantai ganda, atau plafon gantung.

Refleksi, Absorbsi dan Insulasi

Pada keadaan tertentu, memantulkan (merefleksikan) kembali gelombang bunyi yang mengenai objek dapat mengurangi penyebaran kebisingan ke balik objek. Namun, cara ini tidak selamanya baik untuk menguangi kebsisingan, terutama ketika pemasangan objek tidak tepat, sehingga justru memanulkan bunyi ke arah yang tidak dikehendaki. Ketika di sepanjang jalan kanan-kiri jalan dipasang objek pemantul untuk mengurangi masuknya kebisingan ke dalam area bangunan, yang terjadi justru adalah perkuatan sumber kebisingan karena bunyi terus dipantulkan berulang-ulangoleh dua objek berhdapan yang membentuk lorong (flutter echoes atau standing waves).

Prinsip penyerapan (absorbsi) juga dapat dipakai untuk mengurangi penyebaran kebisingan. Namun karena penyerapan sesungguhnya hanya terjadi secara efektif pada permukaan objek saja, maka cara ini umumnya kurang efektif untuk menahan kebisingan dari bunyi berfrekuensi rendah dengan kekuatan getar yang hebat. Pemakaian objek yang mampu menyerap bunyi, secara umum lebih tepat digunakan untuk menngkatkan kualitas bunyi di dalam ruang dengan jalan menyerap kebisingan yang muncul dari dalam ruangan itu sendiri. Pada proses absorbsi, energi bunyi yang merambat melalui gelombang bunyi tereduksi sebagian karena diserap oleh permukaan objek tempat jatuhnya bunyi.

Cara yang tepat untuk menanggulangi kebisingan adalah dengan cara insulasi. Prinsip ini merupakan penggabungan dari refleksi, absorbsi, dan peredaman getaran yang mengikuti kebisingan. Pada prinsip insulasi terjadi penyebaran gelombang bunyi yang jauh lebih besar dari pada proses absorbsi. Prinsip insulasi sangat baik diterapkan untuk mengatasi kebisingan yang merambat secara airborne maupun structureborne. Objek yang akan bertugas sebagai insulator harus memenuhi persyaratan sebagai berikut:

  • Berat – material berat mampu meredam getaran ayng menimpanya berkat beratnya sendiri.
  • Keutuhan matrial – keutuhan material bergantung pada kerapatan bahan dan keseragaman material sehingga akan memiliki tingkat insulasi yang tetap dan stabil.
  • Elastisitas – elastisitas akan mengurangi timbulnya resonansi. Namun kurang cocok dipakai sebagai konstruksi bangunan yang kuat.
  • Prinsip isolasi – sangat bermanfaat untuk memperoleh tingkat insulasi yang tinggi.

Ketika sebuah objek dipasang untuk menjadi insulator, maka untuk mengukur tingkat kemampuannya sebagai insulator, dipakai kriteria yang disebut Sound Reduction Index (SRI). SRI sksn menunjukkan tingkat kebisingan yang dapat diredam oleh objek tersebut.

Selain diukur menggunakan sister SRI, kemampuan insulasi suatu material juga diukur dalam sistem Sound Transmission Class (STC). STC suatu material adalah kemampuan material dalam meredam bunyi (sound proof) ketika digunakan sebagai konstruksi.

Insulasi Material Kombinasi

Selain akibat adanya perbedaan kemampuan sesuai frekuensi, yang menyebabkan berubah-ubahnya nilai insulasi suatu material, dalam praktek sehari-hari umumnya dipakai juga material kombinasi. Sebagai contoh, pada dinding, selain tembok umunya dijumpai pula elemen-elemen lain, seperti lubang angin, jendela, atau pintu. Walau didnidng terbuat dari batu bata, tentu tidak demikian halnya lubang angin, jendela, atau pintunya. Ketiga elemen ini umumnya dibuat material yang lebih ringan, dan mungkin lebih tipis, serta tansparan. Hal ini dimaksudkan agar fungsinya terpenuhi dan pengoperasiannya mudah (misalnya untuk dibuka/ditutup). Oleh karenanya, pada dinding umumnya dipakai dua material yang berbeda, yang secraa garis besar dapat dibedakan menajdi material tebal dan masif (yaitu dinding itu sendiri) dan material tipis serta transparan.

Adapun langkah-langkah yang ditempuh untuk menghitung nilai insulasi kombinasi antara dua material tebal-berat-masif dengan material tipis-ringan-transparan adalah sebagai berikut:

  1. Menentukan nilai insulasi dari material yang berkarakteristik tebal-berat-masif. Tabel 4.1 bisa digunakan.
  2. Menentukan nilai insulasi dari material tipis-ringan-transparan. Tabel 4.2 dapat membantu kita menentukan nilai nsulasi material dimaksud.
  3. Melalui langkah pertama dan kedua, selisih nilai insulasi dua material tersebut dapat dihitung. Selanjutnya selisih ini akan digunakan dalam kurva hitungan.
  4. Menentukan rasio luas elemen yang diselesaikan dengan material tipis-ringan-transparan berbanding luas elemen yang diselesaikan dengan material tebal-berat-masif. Diperlukan ketelitian agar peletakan rasio ini tidak terbalik.
  5. Mengunakan bagan pada gambar 4.17 untuk menentukan nilai insulasi yang hilang dari material tebal-berat-masif dengan cara meletakkan rasio yang telah ditemukan pada lajur kiri dan selisih nilai insulasi pada salah satu lengkungan kurva. Seandainya nilai rasio dan selisih insulasi tidak terdapat dlam gambar, maka dengan foto-copy pembesaran, nilai-nilai itu dapat kita letakkan/gambarkan sendiri secara proporsional di antara nilai-nilai yang sudah tercantum. Dari titik pertemuan garis rasio dan kurva, tarik garis ke bawah untuk menentukan nilai insulasi yang hilang. Kurangkan nilai ini pada nilai insulasi material tebal-berat-masif yang telah ditentukan pada langkah pertama. Nilai akhir ini menunjukkan nilai insulasi kombinasi dari kedua material yang dikombinasikan tersebut.

Sebagai contoh, sebuah jendela terbuka dengan luas 1 m2 dan nilai insulasi 12 dB digabungkan dengan dinding seluas 2 m2 yang memiliki insulasi 42 dB. Dengan demikian, rasionya adalah 1:2 dan selisihnya adalah 30 dB. Menggunakan gambar 4.17 nilai insulasi yang hilang adalah 25 dB, sehingga nilai insulasi kombnasi dua material tersebut menjadi 42 dB – 25 dB = 17 dB.

ABSORBER DAN DIFFUSOR

Suara yang kita dengar pada dasarnya adalah kombinasi dari suara langsung dan suara yang terpantul dari permukaan dan objek lainnya. Dalam akustik Ruang, baik suara langsung dan suara terpantul adalah kunci menentukan kualitas akustik. Contoh lain, di luar ruangan misalnya, pantulan oleh tanah bisa mereduksi kebisingan pada frekuensi rendah. Oleh karena itu, salah satu topik utama dalam Ilmu Akustik adalah bagaimana memanipulasi pantulan ini sehingga mempengaruhi jalan sebaran gelombang suara dan pada akhirnya dapat diterima.

Suara yang membentur permukaan akan ditransmisikan, diserap atau dipantulkan. Jumlah energi untuk transmisi, absorbsi, dan refleksi tergantung pada properties akustik permukaan yang dibentur. Suara terpantul bisa dialihkan arahnya oleh permukaan datar yang luas (specular reflected) atau dihamburkan oleh permukaan difus. Ketika porsi yang suara pantul tersebar secara leluasa dan sementara, ini dinamakan refleksi difusi, dan permukaan yang terlibat seringkali disebut diffusor. Gambar 0.1 mengilustrasikan karakteristik absorbsi permukaan spasial, spekular, dan difus. Dari yang ditunjukkan pada gambar, ada juga yang disebut permukaan hibrid, yang bisa menyerap dan mendifus dengan berbagai sudut.

Selama 100 tahun, sejak munculnya wacana akustik arsitektur oleh Sabin, ada usaha yang bisa dipertimbangkan secara khusus dalam mempelajari absorbsi permukaan. Untuk mengontrol noise, fokus perhatiannya tertuju pada absorber untuk menghapus energy, bagaimanapun, dalam akustik arsitektur, baik absorber maupun difusor punya peranan dalam menciptakan kondisi akustik yang baik.

Desain akustika bangunan yang baik memerlukan volume ruangan yang benar, memberikan perlakuan permukaan dan bentuk ruang yang benar, pemanfaatan kombinasi dan penempatan absorber, difusor, dan permukaan datar yang tepat. Ruang akustik bangunan bisa saja dibagi menjadi  sound production, sound reproduction, dan noise control environments.

Contoh dari sound production adalah fasilitas pertunjukan seni, seperti hall konser untuk musik klasik atau teater untuk pidato. Akustik ruang sangat perlu diperhatikan untuk memperoleh kualitas suara musik atau pidato yang diinginkan.

Sebaliknya, akustik ruang untuk sound reproduction, seperti studio rekaman dan home teater, harus netral. Seluruh informasi spektrum, timbre, dan spasial direkam dulu pada media, dan ruang reproduksi hanya digunakan untuk mendengarkan apa yang telah direkam. Di dalam ruang sound reproduciton, absorbsi dan refleksi difus memiliki pernan penting, dan refleksi secara spekular kontribusinya cuma sedikit. Hal seperti ini digambarkan pada gambar 0.3. absorbsi dan difusi digunakan untuk mengkontrol pewarnaan yang mungkin terjadi dalam ruang dari refleksi yang datang dan mode frekuensi rendah.

Baik absorber dan difuser keduanya bisa digunakan untuk mencegah distorsi akustik. Contohnya, terjadinya echo yang disebabkan oleh refleksi yang kuat.

Apakah Absorber dan difusor itu bagus tergantung pada derajat yang dapat dipertimbangkan pada faktor akustik lain, pertama pada pengurangan reverberation atau level suara yang diinginkan. Jika dinding menyebabkan masalah echo atau pewarnaan, dan seorang desainer menginginkan nilai reverberation time nya dan energi suaranya tetap maka difusor adalah pilihan yang tepat. Difusor ditempatkan pada dinding untuk menyebarkan refleksi dan mengurangi distorsi tanpa menghilangkan energi suara dari ruang. Untuk alasan ini, dalam hall konser, dimana energi akustik berada pada tingkat premium, difusor lebih diutamakan. Dalam ruang kecil, katakanlah teater untuk ceramah, dimana kejelasan adalah yang penting, keseimbangan harus dicapai pada absorbsi yang mana yang digunakan untuk mengadjust reverberation time dan level, dan difusor digunakan untuk memastikan refleksi awal, yang bisa mensupport pidato, tidak menghasilkan distorsi. Ketika refleksi tidak bisa digunakan untuk meningkatkan kejelasan, maka refleksi ini harus di absorb, jika masih belum membuat ruang kedap, atau terdifus, maka dilakukan penngkatan ambiance dan coverage.

Dalam ruang ceramah, gabungan absorber dan difusor digunakan untuk mengkontrol akustik dari ruang. Tretmen ditempatkan untuk mengkontrol refleksi awal. Material manakah yang baik, absorber ataukah difusor, yang digunakan untuk  solusi akustik sesuai selera. Jika seluruh treatmen adalah absorbsi, maka ruang akan menjadi kedap. Ruang yang kedap cocok sekali untuk mixing audio, tapi kalau untuk yang lain tidak, dan untuk ruang ceramah yang terlalu kedap tidaklah bagus. Jika rasa “live” ruang dipertahankan, maka kombinasi absorbsi dan difusor harus digunakan. Untuk memberikan kontrol modal frekuensi rendah, baik absorber maupun difusor punya pertimbangan yang matang untuk dikerjakan, dan kedalaman treatment akustik yang dilakukan seringkali terbatas karena ruang yang tidak leluasa dan harga. Maka dari itulah, absorber resonan memerlukan kedalaman yang sering kali digunakan untuk mengatasi masalah yang berhubungan dengan ruang. Dalam ruang ceramah, absorber resonan memberikan kontrol frekuensi rendah yang efektif ketika ditempatkan pada lokasi pojok yan memiliki tekanan tinggi. Misalnya, absorber membran digunakan. Kecepatan suara pada absorber porous lebih rendah dari pada di udara, secara konsekuen memberikan ketebalan absorber bisa bekerja pada frekuensi rendah dari pada ketebalan yang sama pada difusor. Untuk alasan ini, parsial difusor yang bersifat absorb, atau absorber resonan biasanya menyokong mengkontrol frekuensi rendah pada ruang.

Difusor memiliki keuntungan umum lebih kuat dari pada absorber. Sebagian besar teknologi absorber terlibat dalam material berserat, yang mana tidak bisa bertahan baik terhadap efek angin, hujan dan lingkungan yang toxic. Misalnya, stasiun kereta api atau jalan yag=ng seringkali menghasilkan polusi, yang setiap saat bisa menyumbat pori dari absorber berserat (fiber). Ada resiko besar pada instalasi outdoor yang mana absorber fiber akan menyapu setiap waktu.

Baik absorber maupun difusor memiliki peranan penting dalam desain akutik yang baik. Keduanya memiliki fungsi yang saling melengkapi, yang artinya ketika keduanya digunakan sewajarnya, akutik yang baik akan tercapai.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s