Akustik Ruang [PDF]

Citation preview

AKUSTIK RUANG Akustik ruang adalah bagian dari ilmu akustika yang membahas tentang pengendalian ragam bunyi yang dihasilkan dalam suatu ruang. Permasalahan utama yang diselesaikan dalam akustik ruang meliputi kebisingan, getaran dan bahan bangunan peredam suara. Acuan utama dalam merancang akustik ruang yaitu waktu dengung. Akustik ruang menentukan tingkat kenyamanan dan ketahanan suatu bangunan yang berkaitan dengan bunyi. Penerapan akustik ruang dilakukan pada beragam jenis ruangan. Manfaat Akustik ruang dapat mempengaruhi kenyamanan tubuh maupun kejiwaan kepada pengguna suatu bangunan yang berkaitan dengan bunyi. Manusia memiliki telinga yang sangat peka terhadap suara atau bunyi. Akustik ruang yang sesuai dengan batas ambang kebisingan dalam ruang dapat membuat pekerjaan tetap berlangsung tanpa gangguan. Penerapan 1. Ruang kelas Kualitas akustik ruang mempengaruhi kualitas ruang kelas sebagai tempat penyampaian informasi. Akustik ruang dapat membantu mengatasi kesulitan mendengar, berbicara, berbahasa dan memahami materi pembelajaran dalam kegiatan belajar mengajar. Akustik ruang dapat mengatasi kebisingan yang ditimbulkan oleh pantulan suara di dalam kelas, suara dari ruangan yang bersebelahan, suara dari koridor dan suara dari jalan raya. 2. Ruang masjid Kegiatan yang umum dilakukan di dalam ruang masjid yaitu salat, khotbah, dan mengaji. Ketiganya dapat dilakukan secara terpisah atau bersamaan dalam satu waktu. Akustik ruang diterapkan agar kegiatan-kegiatan ini menghasilkan suara yang terdengar jelas oleh setiap jemaah yang ada di seluruh ruangan. Pantulan suara di dalam ruang masjid menghasilkan kebisingan yang dipengaruhi oleh bentuk geometri ruang, dimensi, volume dan bahan 1



permukaan ruang. Dalam akustik ruang, bentuk persegi menjadi bentuk geometri terbaik untuk masjid karena menghasilkan penyebaran bunyi yang merata. Bentuk geometri yang terburuk yaitu segi delapan, karena menghasilkan interferensi gelombang bunyi di bagian tengah dan beberapa sisi ruangan serta saling menguatkan satu sama lain. 3. Ruang serbaguna Ruang serbaguna umumnya digunakan untuk kegiatan wicara dan musik. Kedua kegiatan ini mengandalkan akustik ruang untuk menyampaikan pesan melalui suara. Pesyaratan akustik ruangnya berbeda-beda, tetapi perhitungan waktu dengung menjadi hal yang paling penting untuk diketahui.



2



MACAM DAN JENIS MATERIAL DAN PANEL AKUSTIK RUANG



Semua material bangunan dan perlakuan terhadap permukaan suatu bahan memiliki tingkat penyerapan tertentu (Doelle, 1980). Penyerapan bunyi tersebut mempengaruhi waktu dengung sehingga menentukan kualitas akustik sebuah ruang. Material tersebut dapat berupa: 1. Material Penyerap (Absorber)           Material penyerap digunakan jika di dalam ruang didinginkan adanya pengurangan waktu dengung. Material penyerap ini juga memiliki beberapa jenis : 



Penyerap Berporos (Lunak) / Porous Absorber



    Material ini biasa dianggap mampu menyerap bunyi dengan baik. Namun jika dilihat lebih jauh bahwa bunyi memiliki sifat yang berbeda-beda di masing-masing frekuensi, maka material jenis ini cenderung baik dalam menyerap bunyi di frekuensi tinggi (>1000Hz). Contoh dari material ini adalah panel akustik fabrikasi seperti amrstrong acoustic panel / jayabell, mineral wool seperti rockwool dan glass wool, dan karpet / fabric. Setiap produk dan jenis material memiliki koefisien absorpsinya masing-masing, namun kecenderungan penyerapan dapat dilihat dalam gambar berikut :



3



Kecenderungan Penyerapan Mineral Wool Dalam Beberapa Perlakuan     Material berporos memiliki kecenderungan menyerap energi bunyi di frekuensi tinggi, dalam gambar dicontohkan material berporos yaitu mineral wool dalam berbagai perlakuan. Yang pertama (kiri) adalah ditempel langsung pada tembok, yang kedua (tengah) adalah dengan menambahkan rongga udara yang berpengaruh dalam peningkatan penyerapan di frekuensi rendah, sedangkan yang ketiga (kanan) adalah dengan menggunakan penutup berupa panel perforasi yang berpengaruh dalam peningkatan penyerapan di frekuensi tengah namun di frekuensi tinggi, bunyi tidak diserap seluruhnya.



   Mineral Wool Tanpa Penutup                            Mineral Wool dengan Penutup Perforasi  



4







Penyerap Membran / Membrane Absorber



    Panel ini biasanya digunakan untuk menyerap energi bunyi di frekuensi rendah. Penyerap membran memanfaatkan ruang hampa udara di belakang membran untuk menyerap energi bunyi di frekuensi rendah. Membran berfungsi sebagai penerima energi bunyi yang kemudian bergetar dan diubah menjadi energi panas. Membran biasanya terbuat dari panel tipis seperti multipleks 6mm atau bisa juga lembaran kayu solid 9mm. Panel ini bergantung pada massa panel dan jarak rongga udara. Semakin besar massa panel dan rongga udara, maka energi bunyi di frekuensi bawah akan semakin terserap. 



Kecenderungan Penyerapan Membrane Absorber          Membrane Absorber Dengan dan Tanpa Mineral Wool 2. Material Pemantul (Reflektor)    Panel pemantul digunakan jika menginginkan adanya bunyi pantul yang mendukung kualitas akustik di posisi tertentu. Bahan yang digunakan biasanya bersifat licin dan keras sehingga pemantulan spekular dapat terjadi. Hukum pemantulan bunyi terjadi sesuai dengan kaidah Snellius dimana sudut datang sama dengan sudut pantul. Dimensi panel setidaknya sepanjang 4



5



kali panjang gelombang yang akan dipantulkan sehingga jika panjang gelombang 0,3m (1000Hz) maka dimensi panel setidaknya 1,2m.



Panjang Minimum Panel Reflektor Terhadap Frekuensi     Yang perlu diperhatikan dalam pemantulan bunyi yang baik adalah adanya waktu tunda (time delay) bunyi pantulan yang sesuai. Untuk fungsi musik, jarak waktu antara bunyi langsung dengan bunyi pantulan setidaknya 12-25 mili detik, sedangkan untuk fungsi speech atau suara manusia setidaknya berjarak kurang dari 15 mili detik.



Time Delay Dalam Menentukan Posisi Panel Reflector 6



3. Material Penyebar (Diffuser)    Material penyebar bunyi / diffuser dibutuhkan jika menginginkan adanya distribusi bunyi yang merata dengan mempertahankan waktu dengung ruang. Dengan adanya diffuser, respon ruang terhadap bunyi menjadi lebih “diffuse” sehingga tidak terdapat adanya “focusing effect” atau “flutter echo” atau bahkan “echo” / gema itu sendiri yang dapat mengurangi kejelasan bunyi. Selain itu, diffuser juga membuat kesan ruang menjadi lebih “live” karena peluruhan waktu dengung menjadi lebih “smooth”. Dalam penentuan nilai sebar material dikenal dengan istilah koefisien sebar (scattering coefficient), nilai 0 berarti pantulan spekular sempurna, sedangkan nilai 1 berarti pantulan sebar sempurna.



Fenomena Penyebaran Bunyi     Panel penyebar yang konvensional seperti Skyline dan QRD diffuser masih sering digunakan Panel penyebar yang demikian memang efektif dalam menyebarkan bunyi jika prinsipnya dipenuhi. Sebagai contoh, dapat dilihat dalam gambar di bawah koefisien sebar dari Skyline dan QRD diffuser. Skyline diffuser terlihat lebih baik dalam menyebarkan bunyi di frekuensi tinggi daripada QRD, sedangkan QRD diffuser terlihat lebih baik dalam menyebarkan bunyi di frekuensi rendah. Namun, nilai tersebut dapat berubah jika dimensi dan kedalaman dari elemen panel berubah.



7



Perbandingan Skyline Dengan QRD Diffuser      Seiring perkembangannya, teknologi hybrid seperti diffsorber atau abfussor yang memiliki kemampuan menyebarkan sekaligus menyerap bunyi semakin populer. Teknologi yang demikian ini difungsikan untuk menyerap bunyi di frekuensi tertentu, sedangkan yang tidak terserap akan disebar. Material dalam teknologi ini tidak berdiri sendiri, material merupakan gabungan atau komposisi dari beberapa material, oleh karena itu disebut dengan hybrid. Sebagai contoh adalah sebuah hybrid diffsorber berjenis BAD (Binary Amplitude Diffsorber). Dalam gambar di bawah, terlihat bahwa diffsorber ini cenderung menyerap frekuensi bawah dan tengah, sedangkan frekuensi tinggi sebagian disebar. Dalam grafik di bawah, dapat dilihat juga perbedaan setiap panel dengan perlakuan yang berbeda terhadap material pendukung berupa mineral wool di balik panel. Semakin tebal mineral wool, panel semakin menyerap frekuensi bawah.



Perbandingan Koefisien Sebar Setiap Komposisi BAD (Binary Amplitude Diffsorber) 8



Contoh Penerapan BAD dan Skyline Diffuser dalam Desain Studio Mr. Arthur by Mystudio



ELEMEN-ELEMEN DALAM AKUSTIK RUANG 9



           Suatu ruang memiliki elemen penyusun utama berupa dinding, kolom, langit-langit dan lantai yang dilengkapi dengan pintu dan jendela sebagai penghubung (Krier, 2001). Elemenelemen pembentuk ruang tersebut akan mempengaruhi paramater akustik, maka pertimbangan desain arsitektural yang dapat mengendalikan parameter akustik perlu dilakukan (Gade, 2007). Beberapa aspek desain terhadap elemen ruang yang perlu dipertimbangkan adalah: 1.  Bentuk Ruang dan Posisi Tempat Duduk Audiens          Dalam sebuah auditorium, penggunaan lantai yang efisien dan kedekatan audiens terhadap penampil merupakan aspek yang penting. Dalam gambar di bawah kita bisa melihat berbagai jenis bentuk ruang. Tingkat kedekatan dengan penampil dan kejelasan visual menjadi alasan pemilihan ruang berbentuk kipas (III dan IV). Namun ruang berbentuk kipas memiliki kekurangan ketika dihadapkan dengan masalah pantulan lateral yang dibutuhkan di ruang dengan fungsi musik. Pantulan lateral dalam ruang berbentuk kipas tidak terjadi dikarenakan pemantulan bunyi dari dinding samping yang mengarah secara frontal kepada pendengar (Gade, 2007).



10



Perbandingan Luas Efektif Ruang (Fn/Fb) Dengan Tingkat Kedekatan (d/d1) sumber: Gade, 2007



Pemantulan Bunyi di Dalam Bentuk Ruang Tertentu sumber: Gade, 2007 2. Desain Balkon         Salah satu permasalahan yang dihadapi ketika sebuah ruang memiliki balkon adalah keberadaan audiens di bawahnya. Sangat penting memastikan adanya bukaan yang cukup di 11



bawah balkon yang berkaitan dengan perbandingan kedalaman dan ketinggian ruang di bawah balkon. Jika hal ini diabaikan maka energi bunyi pantulan akan berkurang dan mengurangi kekuatan suara yang diterima pendengar di bawah balkon. Perbandingan antara ketinggian (H) dan kedalaman (D) untuk teater (speech) adalah H ≥ 2D sedangkan untuk ruang konser (musik) adalah H ≥ D (Gade, 2007).



Perbandingan Antara Ketinggian Dengan Kedalaman Ruang di Bawah Balkon sumber: Gade, 2007 3. Volume dan Ketinggian Langit-langit           Sebagian besar audiens berada di lantai sehingga ketinggian dalam sebuah ruang auditorium menjadi penting karena tidak terhalang apapun. Jika kita memperhatikan grafik dalam gambar di bawah, maka absis grafik tersebut dapat diinterpretasikan sebagai ketinggian ruang. Ruang dengan tinggi sekitar 15 m diperlukan jika menginginkan waktu dengung mencapai 2 detik, sedangkan ketinggian 5-6 m diperlukan untuk mendapatkan waktu dengung sekitar 1 detik (Gade, 2007).



12



Perbandingan Relatif Antara Ketinggian Dengan Waktu Dengung sumber: Gade, 2007 4. Material Akustik           Semua material bangunan dan perlakuan terhadap permukaan suatu bahan memiliki tingkat penyerapan tertentu (Doelle, 1980). Penyerapan bunyi tersebut mempengaruhi waktu dengung sehingga menentukan kualitas akustik sebuah ruang. Material tersebut dapat berupa: 



Material Penyerap



          Material Penyerap digunakan apabila ada keinginan untuk mengurangi energi bunyi di dalam ruangan. Pengaruh penggunaan elemen ini adalah berkurangnya waktu dengung ruang (reverberation time). Ciri utama elemen ini adalah secara fisik permukaannya lunak/berpori atau keras tetapi memiliki bukaan (lubang) yang menghubungkan udara dalam ruang dengan material lunak/berpori dibalik bukaannya, dan mengambil banyak energi gelombang bunyi yang datang ke permukaannya (Sarwono, 2013). Penyerapan berpori dapat berupa kain atau bahan seperti rockwool dan glasswool cenderung menyerap bunyi di frekuensi tinggi (Barron, 2010).



13



Contoh Material Penyerap Bunyi Sumber: acousticsoundproofingfoam.co.uk 



Material Pemantul



         Elemen ini pada umumnya digunakan apabila ruang memerlukan pemantulan gelombang bunyi pada arah tertentu. Ciri utama elemen ini adalah secara fisik permukaannya keras dan arah pemantulannya spekular. Bahan pemantul memantulkan bunyi dengan sudut pantul sama besar dengan sudut datang bunyi pada garis tegak lurus bidang (Sarwono, 2013). Refleksi dari permukaan terbatas tergantung pada hubungan antara ukuran pemantul dan panjang gelombang bunyi. Refleksi sempurna terjadi pada frekuensi tinggi, sedangkan bila frekuensi diturunkan, energi yang dipantulkan akan berkurang. Jarak dari pemantul ke sumber dan penerima juga berpengaruh signifikan terhadap bunyi yang diterima (Barron, 2010).



Pengaruh Bentuk Elemen Ruang Terhadap Pemantulan Bunyi 14



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 mempengaruhi 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.



Pada intinya sistem akustik ruang adalah cara menata suatu ruang agar suara tidak terjadinya gangguan suara pada ruangan-ruangan seperti hall, panggung, auditorium, atau studio. 15



ada beberapa cara mendesain akustik ruang yaitu dengan material penutup dinding, bentuk dinding dan ceilling, pengaturan tata suaranya sendiri, tekstur permukaan dinding, dan lain-lain. 



pantulan dinding: merupakan bidang masiv yang akan memantulkan jika tidak terdapat bahan yang bisa menyerap gelombang cahaya pada dinding tersebut.



Untuk menghindari suara pantul yang bisa mengaburkan suara langsung maka diperlukan bahan penyerap suara untuk melapisi dinding, contohnya pada gambar dibawah menggunakan lapisan peredam suara: bahan dan material bisa bermacam-maca seperi gypsum, kalsiboard, polyester. 16



Selain material, tekstur juga bisa digunakan untuk mengakali pemantulan suara, menggunakan tekstur bergerigi bisa membuat bias pemantulan suara menjadi pecah dan tidak terdengar lagi di telinga. dan bentuk ceilling, jika anda pernah memasuki ruangan dengan fungsi teater, atau pernah melihat interior Sydney Opera house di internet, maka anda tidak akan melihat plafond yang datar, melainkan dengan lekukan dan sudut-sudut tajam, ini berfungsi untuk memantulkan suara ke tempat yang jauh dari pendengar/penonton teater.



.Sydney Opera house Ceiling



17