Akustik Ruang Kecil [PDF]

Citation preview

KD 3.10 MERENCANAKAN SISTEM AKUSTIK RUANG KECIL



 Fenomena Akustik Dalam Ruang Tertutup Dalam sebuah ruangan tertutup,jalur perlambatan energi akustik adalah ruangan itu sendiri. Oleh karena itu, pengetahuan tentang fenomena suara yang terjadi dalam ruangan sangat menentukan pada saat di perlukan pengendalian kondisi mendengar pada ruangan tersebut sesuai dengan fungsinya. Fenomena suara dalam ruangan dapat di gambarkan pada sketsa berikut



Dari sketsa tersebut, dapat di lihat bahwa pada setiap titik pengamatan atau titik di mana orang menikmati suara (pendengar)akan di pengaruhi oleh dua komponen suara,yaitu komponen suara langsung dan komponen suara pantul. Komponen suara langsung adalah komponen suara yang sampai ke telinga pendengar langsung dari suara sumber. Besarnya energi suara yang sampai ke telinga dari komponen suara ini di pengaruhi oleh jarak pendengar ke sumber suara dan pengaruh penyerapan energi oleh udara. Komponen suara pantul merupakan komponen suara yang sampai ke telinga pendengar setelah suara berinteraksi dengan permukaan ruangan di sekitar pendengar (dinding,lantai dan langit langit).Total energi yang sampai ke telinga pendengar dalam persepsi pendengar terhadap suara yang di dengrnya tentu saja akan di pengaruhi kedua komponen itu. Itu sebabnya kedua komponen suara pantul akan sangat berperan dalam pembentukan persepsi mendengar atau bias juga di sebuutkan karakteristik akustik permukaan dalam ruangan akan sangat mempengaruhi kondisi dan persepsi mendengar yang di alami oleh pendengar. Ada dua ekstrim yang berkaitan dengan karakteristikk dan permukaan dalam ruangan yaitu apabila seluruh permukaan dalam ruangan bersifat sangat menyerap dan seluruh permukaan dalam ruangan yang bersift sangat memantulkan energi suara yang sampai kepadanya.Bila permukaan dalam ruangan seluruhnya sangat menyerap,maka komponen suara yang sampai ke pendengar hanyalah komponen langsung saja dan ruangan yang seperti itu di sebut anechoic (anechoic chamber) sedangkan dalam ruangan yang seluruh permukaannya bersifat sangat memantulkan energi maka komponen suara pantul akan jauh lebih dominan di bandingkan komponen langsungnya dan biasa di sebut ruang dengung (reverberation chamber). Ruangan yang kits gunakan pada umumnya berada di antara dua ruang ekstrim ini. sesuai dengan fungsinya. Ruang studio rekaman misalnya lebih mendekati ruang anechoic chamber,sedangkan ruangan yang berdinding luas lebih menuju ke ruang dengung atau reverberation chamber. Desain akustik ruangan tertutup pada intinya adalah pengendalian suara langsung dan pantul ini,dengan cara menentukan karakteristik akustik permukaan dalam ruangan (lantai,dinding dan langit langit) sesui dengan fugsi ruangannya. Ada ruangan yang karna fungsinya memerlukan lebih banyak karakteristik gerak(studio,home teatre dll)dan ada yang memerlukan gabungan antara serap dan pantul yang berimbang (auditorium,ruang kelas dan lain sebagainya).dengan mengkombinasikan beberapa karakter permukaan rungan seorang desainer akustik dapat menciptakan berbagai macam kondisi mendengar sesuai dengan fungsi ruangannya yang di wujudkan dalam bentuk barometer akustik ruangan. Karakteristik akustik ruangan pada umumnya di bedakan atas: 



Bahan penyerap suara (absorber) yaitu permukaan yang terbuat dari matrial yang menyerap sebagian besar energi suara yang datang padanya. misalnya glasswool,mineralwool,foam. Bisa berwujud sebagai matrial yang berdiri sendiri atau di gabungkan menjadi sistem absorber (fabric covered absorber,panel absorber,grid absorber,resonator absorber,perforated absorber,acoustic tiles dsbg).  Bahan pemantul suara (reflektor) yaitu permukaan yang terbuat dari matrial yang bersifat memantulkan sebagian besar energi suara yang datang padanya. Pantulan yang



di hasilkan bersifat spekular (mengikuti kaidah snelius:sudut datang=sudut pantul). Contoh bahan misalnya keramik,marmer logam,almunium,gypsum board,beton,dsbg.  Bahan pendifuse/penyebar suara(difusor) yaitu permukaan yang di buat tidak merata secara akustik yang menyebarkan energi suara yang datang padanya. Dengan menggunakan kombinasi ketiga jenis matrial tersebut dapat di wujudkan kondisi mendengar yang di inginkan sesuai dengan fungsinya. Bila anda ingin membangun sebuah ruangan yang akan di pergunakan untuk kegiatan yang berkaitan dengan suara maka yang perlu di perhatikan tidak hnya peredam suara namun juga tatanan akustik dalam ruangan tersebut. Sound system tidak akan berfungsi secara maksimal apabila tatanan suara dalam ruangan tersebut tidak di bangun secara baik. Harus di bedakan antara peredam suara dan akustik ruangan. Instalasi peredam suara di ciptakan agar suara dalam ruangan tidak terdengar keluar ruangan atau sebaliknya suara dari luar ruangan tidak terdengar sampai ke dalam ruangan. Sedangkan akustik ruangan adalah tatanan suara dalam ruangan agar suara yang sampai ke pendengar tidak berlebihan dan dapat diterrima secara proporsional.. Bahan matrial yang di pergunakan untuk instalasi peredam ruangan/suara sangat bervariasi dan dapat di peroleh di pasaran dengan mudah. Namun yang perlu di perhatikan adalah dikopling mekanik.  Prinsip Dasar Peredam Suara/Peredam Ruangan (Soundproofing) Bila anda membangun sebuah ruangan yang digunakan untuk aktifitas yang berkaitan dengan suara, misalnya Home Theater dan studio ataupun ruang rapat/konferensi dan ruang konser, ada 2 hal yang harus diperhatikan, yang pertama adalah bagaimana membuat ruangan terisolasi secara akustik dari lingkungan sekitarnya dan yang kedua bagaimana mengkondisikan ruangan agar berkinerja sesuai dengan fungsinya. Hal pertama sering disebut sebagai insulasi (membuat ruangan kedap suara atau soundproof), sedangkan yang kedua adalah pengendalian medan akustik ruangan. Kedua hal ini seringkali tertukar balik bahkan tercampur-campur dalam penyebutannya, sehingga tidak jarang orang menyebut mineral wool atau glasswool misalnya sebagai bahan kedap suara, dimana seharusnya adalah bahan penyerap suara. Bila pernyataan mineral wool/glaswool adalah bahan kedap suara benar, bisa dibayangkan apa yang terjadi bila dinding ruang hanya terbuat dari bahan mineral wool/glasswool saja. Alih-alih ingin menghalangi suara tidak keluar ruangan, yang terjadi adalah suara keluar ruangan dengan bebasnya. Apa yang harus kita lakukan apabila kita ingin membuat ruangan yang terisolasi secara akustik dari lingkungannya atau dalam bahasa sehari-hari ruangan yang kedap suara. Ada lima prinsip yang harus diperhatikan.agar suara system tata suara kita. Lima prinsip dasar itu adalah : 1. 2. 3.



Massa Dekopling Mekanik atau isolasi mekanik Absorpsi atau penyerapan suara



4. 5.



Resonansi Konduksi Prinsip  1: Massa Prinsip massa ini berkaitan dengan perilaku suara sebagai gelombang. Apabila gelombang suara menumbuk suatu permukaan, maka dia akan menggetarkan permukaan ini. Semakin ringan permukaan, tentu saja semakin mudah digetarkan oleh gelombang suara dan sebaliknya, seperti halnya kalo anda mendorong troley kosong akan lebih ringan dibandingkan mendorong troley yang terisi penuh dengan batu bata. Tentu saja untuk membuat perubahan besar pada kinerja insulasi, perlu perubahan massa yang besar pula. Secara teoritis, dengan menggandakan massa dinding kita (tanpa rongga udara), akan meningkatkan kinerja insulasi sebesar 6 dB. Misalnya anda punya dinding drywall gypsum dengan single stud, maka setiap penambahan layer gypsum akan memberikan tambahan insulasi 4-5 dB. Prinsip 2: Dekopling Mekanik Prinsip dekopling ini adalah prinsip yang paling umum dikenal dalam konsep insulasi. Sound clips, resilient channel, staggered stud, dan double stud adalah beberap contoh aplikasinya. Pada prinsipnya dekopling mekanik dilakukan untuk menghalangi suara merambat dalam dinding, atau menghalangi getaran merambat dari permukaan dinding ke permukaan yang lain. Energi suara/getaran akan “hilang” oleh material lain atau udara yang ada diantara 2 permukaan. Yang seringkali dilupakan, dekopling mekanik ini merupakan fungsi dari frekuensi suara, karena pada saat kita membuat dekopling, kita menciptakan system resonansi., sehingga system dinding hanya akan bekerja jauh diatas frekuensi resonansi itu. Insulasi akan buruk kinerjanya pada frekuensi dibawah ½ oktaf frekuensi resonansi. Jika anda bisa mengendalikan resonansi ini dengan benar, maka insulasi frekuensi rendah (yang merupakan problem utama dalam proses insulasi) akan dapat dicapai dengan baik. Prinsip 3: Absorpsi atau penyerapan energi suara Penggunaan bahan penyerap suara dengan cara disisipkan dalam system dinding insulasi akan meningkatkan kinerja insulasi, karena energi suara yang merambat melewati bahan penyerap akan diubah menjadi energi panas (utk menggetarkan partikel udara yang terperangkap dalam pori2 bahan penyerap. Bahan penyerap ini juga akan menurunkan frekuensi resonansi system partisi/dinding yang di dekopling. Prinsip 4: Resonansi Prinsip ini bekerja bertentangan dengan prinsip 1, 2, dan 3, karena resonansi bersifat memudahkan terjadinya getaran. Bila getaran terjadi pada frekuensi yang sama dengan frekuensi resonansi system dinding anda, maka energi suara akan dengan mudah menembus dinding anda (seberapa tebal dan beratpun dinding anda). Ada 2 cara untuk mengendalikan resonansi ini:  Redam resonansinya, sehingga amplituda energi yang sampai sisi lain dinding akan sangat berkurang. Anda dapat menggunakan visco-elastic damping compund, tapi jangan gunakan Mass Loaded Vinyl.  Tekan frekuensi resonansi serendah mungkin dengan prinsip 1, 2 dan 3.



Prinsip 5: Konduksi Ingat bahwa suara adalah gelombang mekanik, sehingga apabila dinding anda terhubung secara mekanik kedua sisinya, maka suara akan dengan mudah merambat dari satu sisi ke sisi lainnya. Untuk mengendalikannya tentu saja ada harus memotong hubungan mekanis antara sisi satu dengan sisi yang lain, misalnya dengan dilatasi antar sisi, menyisipkan bahan lain yang memiliki karakter isolasi lebih tinggi (beda Impedansi Akustik atau tahanan akustik), menggunakan studs dengan cara zigzag, dsb. Konduksi ini juga yang seringkali menyumbangkan problem flangking suara antar ruang. Hal-hal yang dapat dilakukan untuk meningkatkan kinerja insulasi partisi atau dinding anda:  Tambahkan massa partisi anda  Berikan dekopling mekanik pada partisi/dinding anda bila belum ada  Tambahkan bahan penyerap suara  Tambahkan damping mekanik pada sistem partisi/dinding anda 



Bahan Kedap Suara vs Bahan Penyerap Suara 



Bahan kedap suara atau Sound Proofing Material secara fungsional digunakan untuk menghalangi energi suara keluar ruangan atau masuk ke ruangan. Bahan ini diperlukan untuk ruangan-ruangan yang fungsinya tidak boleh diganggu oleh bising dari luar ruangan (misalnya studio rekaman, studio TV, ruang konser, dsb) atau yang fungsinya menghasilkan suara dengan energi yang besar sehingga tidak diinginkan untuk mengganggu mereka yang berada di luar ruangan (ruang Home Theater, ruang Drum, dsb). Ciri utama bahan ini tentu saja tidak boleh menjadi penghantar energi suara (mekanik) yang baik atau dengan kata lain tidak mudah bergetar bila terpapar energi akustik (suara) atau mengubah energi suara tersebut menjadi energi bentuk lain saat melintasinya, atau dengan kata lain sesedikit mungkin meloloskan energi suara yang melewatinya. Kinerja bahan kedap suara ini akan dipengaruhi oleh frekuensi suara yang memaparinya, dalam artian sebuah bahan dengan ketebalan tertentu akan menjadi bahan kedap suara yang baik di frekuensi tinggi tetapi buruk pada frekuensi rendah, atau sebaliknya. Kalau dibayangkan sebagai sebuah ember, bahan kedap suara adalah ibarat dinding ember yang tidak memiliki kebocoran (air tetap tinggal di dalam ember). Penggunaan bahan ini adalah untuk kebutuhan orang yang berada dalam ruangan sekaligus yang berada di luar ruangan. Besaran akustik yang mewakili kinerja bahan ini adalah Rugi-rugi Transmisi atau Transmission Loss (TL, fungsi frekuensi) dan terkadang diwakili oleh besaran angka tunggal Sound Transmission Classs (STC), atau besaran lain yang sejenis misalnya Rw. Semakin tinggi STC, pada umumnya semakin baik bahan tersebut bekerja menahan energi suara (dengan catatan, spektrum TL nya perlu diperhatikan, karena STC hanya dihitung berdasarkan frekuensi 125 – 4000 Hz, sehingga tidak menunjukkan kinerja di luar range frekuensi tersebut).







Bahan penyerap suara atau Sound Absorbing Material berfungsi untuk mengambil energi suara yang berlebihan di dalam ruangan. Target utamanya adalah, energi pantulan dalam ruangan dikurangi sesuai dengan kebutuhan. Bahan ini digunakan apabila ruangan diinginkan untuk memiliki level waktu dengung sesuai dengan kebutuhan atau ruangan yang diinginkan untuk tidak memiliki energi pantulan yang besar (misalnya studio musik, ruang home theater, ruang bioskop, ruang kelas, ruang seminar, ruang rawat inap, kamar hotel, dsb). Ada berbagai tipe bahan ini, misalnya tipe bahan berpori (untuk suara dengan frekuensi menengah sampai tinggi), tipe panel (frekuensi menengah-rendah), tipe resonator (frekuensi rendah), tipe perforasi mikro (frekuensi tertentu). Penggunaan bahan ini semata untuk kebutuhan pengguna di dalam ruangan, agar mendapatkan medan suara sesuai dengan fungsi ruang (misalnya ruang biosk0p harus memiliki permukaan penyerap yang dominan karena diharapkan pengguna mendengarkan suara langsung saja dari loudspeaker terpasang, sedangkan ruang konser simphony memerlukan bahan penyerap sesedikit mungkin karena diharapkan energi suara dari panggung bertahan selama mungkin tanpa mengurangi intelligibilitynya).  Besaran yang digunakan untuk menunjukkan kinerja bahan ini adalah koefisien absorbsi (alpha), yang memiliki nilai 0- 1, 0 menunjukkan tidak ada energi suara yang diambil oleh bahan, sedangkan 1 menunjukkan seluruh energi suara yang datang ke permukaan bahan akan diambil seluruhnya dan tidak dikembalikan ke ruangan. Bahan yang ada di pasaran memiliki alpha antara 0 dan 1 (fungsi frekuensi tentu saja). Bahan penyerap suara tidak mungkin berdiri sendiri sebagai bahan kedap suara, tetapi bisa dikombinasikan dengan bahan kedap suara untuk meningkatkan kinerja kedap suara, yaitu dalam sistem material multi lapisan (sandwich panel), misalnya double gypsum-double gypsum bisa ditingkatkan kinerja kedapnya dengan menyisipkan rockwool diantara kedua lapisan sehingga menjadi double gypsum-rockwool-rongga udara-double gypsum.