tingkat bunyi yang dibuat dalam berbagai ukuran oleh beberapa perusahaan, dapat digunakan untuk sejumlah tujuan dalam akustik lingkungan. Ini merupakan
instrumen yang penting dalam menilai dan mengendalikan bunyi bising dan getaran. Tingkat tekanan bunyi di definisikan dalam persamaan berikut sesuai
dengan [6, Hal 17]:
= 10 dB
2-13 dimana : L
p
= Tingkat tekanan bunyi Sound Pressure Level SPL dB p
ref
= Tekanan bunyi referensi, 10
-5
Nm
2
untuk bunyi udara. p t = Tekanan bunyi ditranmisikan Pa
Pada umumnya, suatu instrumen sound level meter dilengkapi dengan fitur pembobotan frekuensi A, B, C, dan flat-weighting pembobotan datar.
1. Frekuensi Pembobotan A A-weighted sound level tingkat pembobotan bunyi A ini memberikan
hubungan tingkat tekanan bunyi dengan respon manusia untuk berbagai jenis sumber bunyi Hemond, 1983. Akibatnya, tingkat pembobotan jenis
ini paling sering digunakan dalam keperluan pengendalian kebisingan. Satuan tingkat pembobotan bunyi A adalah decibel dengan simbol
dBA.
2. Frekuensi Pembobotan B Pembobotan B ini tidak digunakan lagi dalam instrument untuk
pengukuran akustik.
3. Frekuensi Pembobotan C Respon pembobotan C ini cukup uniform dari 50 hingga 5000 Hz. Oleh
karenanya, pembobotan jenis ini sering digunakan bila pembobotan datar tidak terdapat dalam instrumen sound level meter. Ketika pembobotan C
digunakan, satuan yang digunakan adalah decibel dengan symbol dBC.
4. Flat-weighting Pembobotan datar dB Pembobotan jenis ini memiliki jangkauan frekuensi yang sangat luas
sehingga kadang disebut all pass respons. Pembobotan ini digunakan bila pemakaian sound level meter dilengkapi dengan band filter.
Nilai tingkat tekanan bunyi yang didapat dari hasil pengukuran sound lever meter dalam skala decibel dB, dapat dikonversikan ke dalam satuan dBA melalui
suatu skala koreksi pada tabel 2.4 berikut:
Tabel 2.4 Skala koreksi pembobotan -A Frekuensi Hz
Skala Koreksi
31,5 -39,2
63 -26,1
125 -16
250 -8,6
500 -3,3
1000 2000
+1,4 4000
+1,8 8000
+1,9
Contohnya dalam suatu pengukuran tingkat tekanan bunyi Lp suatu sumber bunyi dengan menggunakan sound level meter yang disertai dengan octave band
filter, didapat nilai tingkat tekanan bunyi sebesar 100 dB pada frekuensi pengukuran 63 Hz. Dan bila diinginkan nilai tingkat tekanan bunyi dalam satuan
dBA, maka dengan menggunakan tabel 2.4 di atas, maka didapat:
Lp = 100 dB 26,1 = 73,9 dBA
2.1.5 Tingkatan Intensitas Bunyi
Intensitas bunyi sangat penting diperhatikan untuk mengetahui radiasi total yang menuju udara oleh sumber bunyi dan untuk mengetahui tekanan bunyi.
Intensitas bunyi bergantung pada posisi dalam daerah persatuan luas dimana gelombangnya bergerak secara paralel. Intensitas bunyi akan bernilai maksimum
jika arah gelombangnya tegak lurus dari sumber bunyi.
Hubungan intensitas bunyi, tekanan bunyi, kecepatan bunyi dan kerapatan udara adalah sebagai berikut [6, Hal 15] :
= 2-14
dimana : p
rms
= Akar kuadrat tekanan bunyi rata-rata Pa I
max
= Intensitas maksimum Wm
2
= Kerapatan udara Kgm
3
c = Cepat rambat bunyi di udara ms Tingkatan Intensitas bunyi didefinisikan dalam rumus berikut [6, Hal 17] :
= 10 2-15
dimana : I = Intensitas bunyi Wm
2
I
ref
= Intensitas referensi 10
-12
Wm
2
2.1.6 Daya Bunyi dan Tingkatan Daya Bunyi
Daya bunyi adalah radiasi sumber bunyi yang menuju ke sekitar udara, dalam satuan Watts. Intensitas merupakan besaran yang setara dengan daya
gelombang yang merambat per satuan luas muka gelombang. Berbeda dengan gelombang bidang, gelombang speris yang berpropagasi ke segala arah dengan
bidang berbentuk bola speris seperti yang disajikan pada gambar 2.7.
Gambar 2.7 Hubungan antara daya bunyi dan intensitas pada bidang
gelombang berbentuk bola.
Sebagaimana yang berlaku untuk gelombang bidang, maka intensitas gelombang speris dapat dihitung dengan prinsip yang sama. Hanya saja karena
muka gelombang berbentuk sperik bola maka luasnya adalah 4 . Sehingga
hubungan daya bunyi dengan intensitas bunyi dapat ditulis dalam persamaan : = 4
2-16 dimana : W
s
= Total daya bunyi Watts
I
s
r = Maksimum intensitas bunyi pada jarak radius Wm
2
r = Jarak dari titik tengah akustik sumber bunyi ke permukaan imajiner sphere m
Tingkatan daya bunyi didefinisikan dalam persamaan : = 10 log
2-17 dimana : L
w
= Tingkatan daya bunyi dB W = Daya bunyi Watts
W = Daya bunyi referensi 10
-12
Watts
2.1.7 Hubungan Antara Tingkat Daya, Tingkat Intensitas dan Tingkat Tekanan Bunyi
Intensitas pada suatu ketika berhubungan dengan tekanan bunyi pada titik dalam daerah bebas dengan mengkombinasikan persamaan pada [6, hal 15 dan
17], maka diperoleh tingkat intensitas bunyi sebagai berikut:
= 10 = 10
= 10 +10
2-18 =
10 dimana : K = Konstanta = I
ref
cp
2 ref
= c400 Dengan cara yang sama terhadap tingkat tekanan bunyi, maka :
= + 10 log Pada kondisi dimana intensitas adalah seragam dalam sebuah daerah S, daya
bunyi dan intensitas berhubungan pada persamaan :
W = I . A Selanjutnya hubungan antara tingkat intensitas dan tingkat daya bunyi adalah :
10 = 10
+ 10 2-19
= + 10 dimana : A = Luas permukaan daerah m
2
A = 1 m
2
2.1.8 Telinga Manusia dan Pendengaran
Jika tekanan gelombang bunyi yang berubah mencapai telinga luar, getaran yang diterima gendang telinga diperbesar oleh tulang-tulang kecil di
telinga tengah dan diteruskan melewati cairan ke ujung-ujung syaraf telinga dalam. Syaraf akhirnya meneruskan impuls ini ke otak, dimana proses mendengar
tahap akhir terjadi, maka sensasi bunyi tercipta. Gambar 2.8 menunjukkan anatomi dari telinga manusia.
Gambar 2.8 Anatomi telinga manusia
Pada saat gelombang bunyi mencapai telinga manusia, terjadi suatu penerimaan dan dikatakan terdengar. Bagian luar dan bagian dalam telinga
sebenarnya adalah penerima gelombang suara, yang sinyalnya diteruskan ke otak dan kemudian dianalisis di sana. Keseluruhan proses terdiri dari rangkaian
beberapa proses tunggal. Gelombang bunyi yang jatuh ke dalam telinga merangsang gendang telinga menjadi getaran paksa. Rantai dari tiga tulang rawan
pada pendengaran meneruskan getaran ini ke jendela yang berbentuk oval dan mengantarkan getaran itu ke dalam cairan telinga bagian dalam.Perilimpa
memenuhi saluran dalam kokhlea, yang dibagi menurut panjangnya menjadi tiga kolom cairan oleh dua lapisan pemisah membran Paries vestibularis dan
membran basilaris. Saluran-saluran ini dihubungkan satu sama lain pada ujung kokhlea, pada helikotrema . Kemampuan telinga menghasilkan frekuensi tinggi
yang teramati berdasarkan pada pemanfaatan dari impuls saraf dalam pusat
pendengaran. Membran basilar tidak mengalami tegangan mekanik, karena bentuknya yang seperti gelatin. Ini juga bukan merupakan akibat dari resonator
Helmholtz. Pada membran basilar yang terentang di dalam perilimpa, membentuk gelombang berdiri tiga dimensi. Membran basilar adalah detektor yang
sesungguhnya dari gelombang bunyi
.
Tingkat tekanan bunyi minimum yang mampu membangkitkan sensasi pendengaran di telinga pengamat disebut ambang kemampuan dengar Doelle,
1972. Bila tekanan bunyi ditambah dan bunyi menjadi lebih keras, akhirnya bunyi mencapai suatu tingkat dimana sensasi pendengaran menjadi tidak nyaman.
Tingkat tekanan bunyi minimum yang merangsang telinga sampai pada suatu keadaan dimana rasa tidak nyaman timbul dan menyebabkan timbulnya rasa sakit
disebut ambang rasa sakit. Kepekaan telinga berubah secara nyata bila terdapat perbedaan frekuensi bunyi yang bersangkutan. Kurva ambang kemampuan
didengar dan ambang rasa sakit yang membatasi daerah sensasi pendengaran terlihat pada gambar 2.9.
Gambar 2.9 Kontur kekerasan sama
pendengaran. Membran basilar tidak mengalami tegangan mekanik, karena bentuknya yang seperti gelatin. Ini juga bukan merupakan akibat dari resonator
Helmholtz. Pada membran basilar yang terentang di dalam perilimpa, membentuk gelombang berdiri tiga dimensi. Membran basilar adalah detektor yang
sesungguhnya dari gelombang bunyi
.
Tingkat tekanan bunyi minimum yang mampu membangkitkan sensasi pendengaran di telinga pengamat disebut ambang kemampuan dengar Doelle,
1972. Bila tekanan bunyi ditambah dan bunyi menjadi lebih keras, akhirnya bunyi mencapai suatu tingkat dimana sensasi pendengaran menjadi tidak nyaman.
Tingkat tekanan bunyi minimum yang merangsang telinga sampai pada suatu keadaan dimana rasa tidak nyaman timbul dan menyebabkan timbulnya rasa sakit
disebut ambang rasa sakit. Kepekaan telinga berubah secara nyata bila terdapat perbedaan frekuensi bunyi yang bersangkutan. Kurva ambang kemampuan
didengar dan ambang rasa sakit yang membatasi daerah sensasi pendengaran terlihat pada gambar 2.9.
Gambar 2.9 Kontur kekerasan sama
pendengaran. Membran basilar tidak mengalami tegangan mekanik, karena bentuknya yang seperti gelatin. Ini juga bukan merupakan akibat dari resonator
Helmholtz. Pada membran basilar yang terentang di dalam perilimpa, membentuk gelombang berdiri tiga dimensi. Membran basilar adalah detektor yang
sesungguhnya dari gelombang bunyi
.
Tingkat tekanan bunyi minimum yang mampu membangkitkan sensasi pendengaran di telinga pengamat disebut ambang kemampuan dengar Doelle,
1972. Bila tekanan bunyi ditambah dan bunyi menjadi lebih keras, akhirnya bunyi mencapai suatu tingkat dimana sensasi pendengaran menjadi tidak nyaman.
Tingkat tekanan bunyi minimum yang merangsang telinga sampai pada suatu keadaan dimana rasa tidak nyaman timbul dan menyebabkan timbulnya rasa sakit
disebut ambang rasa sakit. Kepekaan telinga berubah secara nyata bila terdapat perbedaan frekuensi bunyi yang bersangkutan. Kurva ambang kemampuan
didengar dan ambang rasa sakit yang membatasi daerah sensasi pendengaran terlihat pada gambar 2.9.
Gambar 2.9 Kontur kekerasan sama
2.2 MATERIAL AKUSTIK
Material akustik adalah material teknik yang fungsi utamanya adalah
untuk menyerap suarabising. Material akustik adalah suatu bahan yang dapat menyerap energi suara yang datang dari sumber suara. Pada dasarnya semua
bahan dapat menyerap energi suara, namun besarnya energi yang diserap berbeda- beda untuk tiap bahan. Energi suara tersebut dikonversi menjadi energi panas,
yang merupakan hasil dari friksi dan resistansi dari berbagai material untuk bergerak dan berdeformasi. Sama halnya dengan besar energi suara yang sangat
kecil bila dilihat dalam satuan Watt, energi panas yang dihasilkan juga sangat kecil sehingga secara makrokopis tidak akan terlalu terasa perubahan temperatur
pada bahan tersebut.
Peredam suara merupakan suatu hal penting didalam desain akustik, dan dapat diklasifikasikan menjadi 4 bagian [19, Trihandoko], yaitu : 1 Material
berpori porous materials, 2 Membran penyerap panel absorbers, 3 Rongga penyerap cavity resonators, dan Manusia dan furnitur.
1. Material berpori porous material, seperti bahan akustik yang umum
digunakan, yaitu mineral wool, plester akustik, sama seperti karpet dan bahan gorden, yang dikarakterisasi dengan cara membuat rajutan yang saling mengait
sehingga membentuk pori yang berpola. Pada saluran dan rongga yang sempit dan saling merekat inilah terjadi perubahan energi, dari energi suara menjadi
energi vibrasi, kalor atau perubahan momentum. Daya penyerapan atau peredaman dari suatu jenis material adalah fungsi dari frekuensi. Penyerapan
relatif rendah pada frekuensi rendah dan meningkat terhadap ketebalan material perhatikan gambar 2.10a, kurva 1, 2, dan 3, kemudian kurva 9, 10, 11
dari gambar 2.10b. Absorpsivitas frekuensi rendah dapat ditingkatkan dengan cara melapisi material sehingga menambah ketebalannya. Mengecat plaster dan
tile, secara varial akan menghasilkan efektivitas reduksi yang cukup besar.
2. Membran penyerap panel absorber: lembar bahan solid tidak porus yang dipasang dengan lapisan udara dibagian belakangnya air space backing.
Bergetarnya panil ketika menerima energi suara serta transfer energi getaran tersebut ke lapisan udara menyebabkan terjadinya efek penyerapan suara. Sama
halnya separti material berpori, yang berfungsi sebagai peredam suara, yaitu
merubah energi suara menjadi energi vibrasi dan kalor. Membran penyerap sangat efisien pada frekuensi rendah gambar 2.11b. Penambahan porous
absorber pada bagian ruang kosong antara ruang panil dan dinding akan lebih jauh meningkatkan efisiensi dari penyerapan frekuensi rendah.
3. Rongga penyerap cavity resonator, rongga udara dengan volume tertentu dapat dirancang berdasarkan efek resonator Helmholzt. Efek osilasi udara pada
bagian leher neck yang terhubung dengan voulume udara dalam rongga ketika menerima energi suara menghasilkan efek penyerapan suara, menyerap
energi suara paling efisien pada pita frekuensi yang sempit di dekat sumber gaungnya gambar 2.11c. Peredam jenis ini biasanya dalam bentuk elemen
tunggal, seperti blok beton standar dengan rongga yang ditempatkan didalamnya; bentuk lain terdiri dari panil yang berlubang-lubang dan kisi-kisi
kayu dengan selimut absorbsi diantaranya. Selain memberikan nilai estetika arsitektur, sistem yang baru saja dijelaskan bentuk kedua memberikan
absorbsi yang berguna untuk rentang frekuensi yang lebih lebar daripada kemungkinan yang diberikan oleh elemen tunggal berongga struktur
sandwich.
4. Penyerapan suara tiap benda diberikan oleh manusia, meja, kursi dan furnitur kayu seperti terlihat pada gambar 2.11d. Furnitur kayu termasuk didalamnya
adalah kursi dan meja. Untuk kondisi dimana terdapat banyak orang dengan meja dan kursi seperti dapat kita temukan di dalam ruang kelas dan ruang
kuliah, akan lebih cocok jika digunakan peredaman per orang dan per benda dari furnitur yang diberikan pada gambar 2.11d daripada peredaman oleh
manusia saja seperti dilihat pada kurva 1 dari gambar 2.10 dengan menentukan jumlah dan distribusi peredam jenis ini, dapat dimungkinkan untuk merancang
kelakuan waktu gaung terhadap frekuensi untuk memperoleh hampir semua lingkungan akustik yang diinginkan. Hal ini juga dapat memungkinkan untuk
merancang sebuah ruangan dimana karakteristik gaungnya dapat diubah dengan cara menggeser atau merubah posisi panil dimana posisi permukaan
berpengaruh terhadap sifat peredaman yang berbeda. Selama waktu gaung optimum bergantung terhadap fungsi ruangan, dengan cara ini dapat
dimungkinkan untuk merancang sebuah ruangan serba guna multipurpose
