3.4 Akustika
4
Akustika adalah ilmu tentang bunyi. Akustika dibagi menjadi akustika ruang room accoustis yang menangani bunyi-bunyi yang dikehendaki dan
kontrol kebisingan noise control yang menangani bunyi-bunyi yang tidak dikehendaki. Bunyi yang dapat didengar oleh manusia itu sendiri berada pada
interval 20 – 20.000 Hz, dimana dibawah rentang tersebut disebut bunyi infrasonik dan diatas intervel tersebut disebut bunyi ultrasonik yang keduanya
tidak lagi dapat didengar oleh manusia. Bunyi itu sendiri tidak sepenuhnya berasal dari manusia. Ada yang dinamakan bunyi udara airbone sound yang merambat
melalui udara dan bunyi struktur structural sound yang merambat melalui struktur bangunan.
3.4.1. Istilah-istilah Dalam Akustika
Gangguan bunyi hingga tingkat tertentu dapat diadaptasi oleh fisik, namun syaraf dapat terganggu. Ambang bunyi threshold of audibility adalah intensitas
bunyi yang sangat lemah yang masih dapat didengar oleh telinga manusia, berenergi 10
-12
Wm
2
. Ambang bunyi ini sidepakati mempunyai tingkat bunyi 0 dB. Ambang sakit threshold of pain adalah kekuatan bunyi yang dapat
menyebabkan sakit pada telinga manusia, berenergi 1 Wm
2
. Adapun grafik yang menunjukkan kombinasi antara skala sumber bunyi
dan rentang frekuensinya dapat dilihat pada Gambar 3.1. Kriteria kebisingan Noise Criterion : NC disebut juga bunyi latar yang diperkenankan agar aktivitas
4
Satwiko, Prasasto.2008. Fisika Bangunan. Yogyakarta. Penerbit Andi.
Universitas Sumatera Utara
tidak terganggu merupakan tingkat kebisingan terendah yang dipersyaratkan untuk ruang tertentu menurut fungsi utamanya. Pengurangan kebisingan Noise
Reduction; NR merupakan kekuatan bunyi yang diukur dalam desibel dB. Kriteria pengurangan kebisingan Noise Reduction Criteria; NRC merupakan
perhitungan rata-rata dibulatkan ke bilangan terdekat 0,05 antara 250, 500, 1000, 2000 125 dan 4000 tidak ikut dihitung. Informasi NRC biasanya menyertai
papan akustik. Adapun perbandingan antara tingkat bunyi beberapa sumber dapat dilihat pada Gambar 3.2.
Selain hal diatas ada yang dikenal dengan sebutan A,B, C weighted decibels yang merupakan koreksi terhadap tingkat bunyi nyata untuk
menyesuaikan dengan perasaan manusia. A sangat mengurangi kepekaan pada bunyi frekuensi rendah, B sedikit mengadakan penyesuaian, C tidak mengubah
ukuran. Tingkat kebisingan yang diperbolehkan acceptable noise level adalah tingkat kebisingan yang diperkenankan terjadi di suatu ruangan agar aktifitas tidak
terganggu. Ruang tidur di rumah pribadi misalnya jika pada malam hari tingkat kebisingannya melebihi 25 dBA tentu akan menyebabkan gangguan. Kehilangan
transmisi transmission loss ;Tl adalah daya media untuk menghambat bunyi diukur dengan dB yang berbeda untuk setiap frekuensi. Pori-pori dapat
mengurangi TL hingga 15 dB. Kekerasan suara loudness adalah kekuatan bunyi yang dirasakan oleh telinga manusia diukur dengan foon atau dBA weighted
decibel. Kekerasan bunyi dibedakan dengan tingkat bunyi sound level. Dengan kesepakatan grafik kekerasan bunyi bertemu dengan grafik tingkat bunyi pada
frekuensi 1000 Hz. Jdi 100 dB 100 Hz kurang menyakitkan dibanding 100 dB
Universitas Sumatera Utara
3200 Hz. Tetapi 100 dBA atau foon 100 Hz sama menyakitkannya dengan 100 dBA 3200 Hz.
Bunyi Ambien ambient sound adalah bunyi total di suatu ruangan diukur dengan dB. Bunyi ambien ini sangat mempengaruhi tingkat kebisingan. Adapun
data yang menunjukkan tingkat kebisingan yang diperbolehkan dapat dilihat pada Tabel 3.5. Bunyi dengung reverberation sound adalah bunyi yang terpantul-
pantul. Ruangan yang khusus untuk berceramah misalnya tidak begitu
membutuhkan dengung dibanding ruangan untuk paduan suara. Sebaliknya bila tanpa dengung sama sekali ruangan tentu kurang menarik bagi paduan suara.
Waktu dengung reverberation time; TR adalah waktu yang diperlukan oleh bunyi untuk berkurang 60 dB dihitung dalam detik. Setiap ruangan membutuhkan
waktu dengung berbeda-beda tergantung pada penggunaannya. Waktu dengung yang terlalu pendek menyebabkan ruangan ‘mati’ dan waktu dengung yang
panjang memberikan suasana ‘hidup’ pada ruangan. Serapan absorbtion adalah perbandingan antara energi yang tidak
dipantulkan kembali dan energi bunyi keseluruhan yang datang, diukur dengan Sabine. Sabine adalah derajat serap yang merupakan perbandingan antara energi
yang tidak dipantulkan kembali dengan energi bunyi keseluruhan yang datang. Nilai 1 m
2
Sabine diartikan sebagai nilai serapan bunyi yang setara dengan 1m
2
jendela terbuka, sedangkan 1ft
2
Sabine setara dengan serapan 1ft
2
jendela terbuka. Serapan bahan akan menentukan lama waktu dengung.
Universitas Sumatera Utara
Penyerapan bunyi sound-absorbsing adalah kemampuan suatu bahan untuk meredam suatu bunyi yang datang dihitung dalam persen atau pecahan
bernilai 0 ≤ α ≤ 1. Nilai 0 berarti tidak ada peredaman bunyi seluruh bunyi yang
datang dipantulkan secara sempurna sedangkan nilai 1 berarti bunyi yang datang diserap seluruhnya. Jendela yang terbuka dianggap memiliki nilai α = 1 karena
seluruh bunyi tidak dipantulkan. Kekedapan bunyi sound-proofing adalah kemampuan suatu bahan untuk
menahan bunyi atau mengurangi intensitas bunyi yang datang dari satu sisi ke sisi lain yang dihitung dalam dB. Selain data NRC noise reduction criteria data
laboratorium harus menyertakan konstruksinya karena akan mempengaruhi nilai α-nya. Intensitas bunyi sound intensity adalah banyaknya energi bunyi per unit
luasan diukur dengan watt m
2
. Sementara itu data yang menunjukkan sumber- sumber bunyi dengan intensitasnya dpat dilihat pada Tabel 3.6. Tingkat bunyi
sound level adalah perbandingan logaritmis energi siatu sumber bunyi dengan alasan sumber bunyi acuan diukur dalam dB.
Universitas Sumatera Utara
PIANO UCAPAN HURUF HIDUP UCAPAN HURUF MATI
STEREO HIGH FIDELITY TES LABORATORIUM AKUSTIK
RENTANG PENDENGARAN ORANG TUA RENTANG PENDENGARAN ORANG MUDA
C TENGAH SKALA PANJANG GELOMBANG
44 m 22 m
11 m 5,5 m
2,8 m 1,4 m
0,7 m 0,34 m
0,17 m 0,086 m
0,043 m 0,021 m
0,001 m
FREKUENSI Hz 8
16 20
31,5 63
125 250
500 1000
2000 4000
8000 16000
20000 32000
Gambar 3.1. Grafik yang Menunjukkan Kombinasi Antara Sumber Bunyi dan Rentang Frekuensinya
Sumber : Fisika Bangunan: Satwiko, Prasasto
Universitas Sumatera Utara
DECIBELS 140
130 120
110 100
90
80 70
60
50 40
30 20
10 AMBANG BATAS SAKIT
AMBANG BATAS PERASAAN
AMBANG BATAS KETULIAN DALAM
JANGKA PANJANG
PERCAKAPAN
AMBANG BATAS PENDENGARAN TIDAK
LAGI TERDENGAR MESIN JET JARAK 25 M
PESAWAT JET SAAT TINGGAL LANDAS JARAK 100 M
BAND HARD-ROCK 9DENGAN PENGERAS ELKTRONIK, GUNTUR
SEPEDA MOTOR YANG DIGAS PADA JARAK 1 METER
KLAKSON MOBIL PADA JARAK 3 M, SUARA GADUH PADA PETRANDINGAN SEPAK
BOLA MESIN PERCETAKAN, PEMECAH BALON
DENGAN TEKANAN, RUANG PERALATAN KOMPUTER
KAFETARIA DENGAN DINDING PEMANTUL BUNYI
KANIB PESAWAT B-757 PADA SAAT TERBANG, BUNYI PLASTIK PEMBUNGKUS
MAKANAN PADA JARAK 0,5 M DEKAT LALU LINTAS JALAN RAYA
55 dB BUNYI LALU LINTAS JALAN RAYA DAN KERETA API
KEGIATAN KANTOR MUSIK LEMBUT DAN
PERALATAN STEREO DI RUMAH TINGGAL
RUMAH TINGGAL TANPA BUNYI STEREO DI MALAM HARI
BISIKAN, RUANG PENGUJIAN AUDIOMETRIK
BUNYI DAUN TERKENA ANGIN LEMBUT, NAFAS MANUSIA
PENILAIAN SUBJEKTIF MENYAKITKAN
DPT BERBAHAYA
MEMEKAKKAN
SANGAT KERAS
KERAS
SEDANG
LEMAH
SANGAT LEMAH
Gambar 3.2. Perbandingan Antara Tingkat Bunyi Beberapa Sumber
Sumber : Fisika Bangunan: Satwiko, Prasasto
Universitas Sumatera Utara
Tabel 3.5. Tingkat Kebisingan yang Diperbolehkan Bangunan
Ruangan dBA
Rumah tinggal Ruang tidur, rumah pribadi
Ruang tidur, flat Ruang tidur, hotel
Ruang keluarga 25
30 35
40
Komersial Kantor pribadi
Bank Ruang konferensi
Kantor umum, toko Restoran
Kafetaria 35-45
40-50 40-45
40-55 40-60
50-60
Industri Bengkel presisi
Bengkel berat Laboratorium
40-60 60-90
40-50
Pendidikan Ruang kuliah, ruang kelas
Ruang belajar privat Perpustakaan
30-40 20-35
35-45
Kesehatan Rumah sakit, ruang inap umum
Rumah sakir, ruang inap privat Ruang operasi
25-35 20-25
25-30
Auditorium Hall konser
Gereja Ruang sidang, ruang konferensi
Studio rekaman Studio radio
Teater drama 25-35
35-40 40-45
20-25 20-30
30-40
Sumber : Fisika Bangunan: Satwiko, Prasasto
Energi acuan itu adalah energi sumber bunyi terendah yang masih dapat didengar oleh telinga manusia yaitu 10
-12
W m
2
. Setiap penggandaan jarak tingkat bunyi berkurang 6 dB. Setiap penggandaan sumber bunyi tingkat bunyi
akan bertambah 3 dB. Setiap penggandaan masa dinding tingkat bunyi akan berkurang 5 dB. Setiap penggandaan luas bidang peredam tingkat bunyi akan
berkurang 3 dB.
Universitas Sumatera Utara
Tabel 3.6. Sumber Bunyi dan Intensitas Bunyi Sumber bunyi
Intensitas Wm
2
Tingkat Intensitas dB
Roket ruang angkasa 10
7
190 Pesawat jet
10
4
160 Orkess brass besar
10 130
Mesin besar 10
120 Orkess lengkap
10
-2
100 Mobil penumpang di jalan raya
10
-2
100 Percakapan normal
10
-5
70 Bisikan lembut
10
-9
30
Sumber : Fisika Bangunan: Satwiko, Prasasto
Adapun gambar yang mengilustrasikan pengurangan tingkat bunyi akibat jarak dapat dilihat pada Gambar 3.3.
2 m 90 dB
4 m 84 dB
8 m 72 dB
16 m 66 dB
32m 60 dB
Sumber bunyi
jarak
Gambar 3.3. Pengurangan Tingkat Bunyi Akibat Jarak
Sumber : Fisika Bangunan: Satwiko, Prasasto
Lebih detail lagi untuk pengukuran kebisingan di tempat kerja, kombinasi tingkat suara dari alat-alat yang menjadi sumber kebisingan seperti permesinan
Universitas Sumatera Utara
maupun alat pemindah bahan ukuran kebisingannya dapat dilihat pada Gambar 3.4.
Gambar 3.4. Ukuran Kebisingan Berbagai Mesin dan Percakapan
Sumber :Enviromenmental Noise Control ATCO Structures and Logistics
3.4.2. Rumus-Rumus Matematis Dalam Akustika