Desain Dan Karakteristik Panel Akustik Dengan Model Multi Lapisan Komposit Sebagai Partisi Peredam Suara
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 BUNYI DAN KEBISINGAN
2.1.1
Bunyi dan Sifat-sifatnya
Kata “bunyi” menurut Doelle:1993, memiliki dua definisi: (1) Secara fisis,
bunyi adalah penyimpangan tekanan, pergeseran partikel dalam medium akustik
seperti udara. Ini adalah bunyi obyektif. (2) Secara fisiologis, bunyi adalah sensasi
pendengaran yang disebabkan penyimpangan fisis yang digambarkan di atas. Ini
adalah bunyi subyektif.
Bunyi memiliki beberapa sifat dan besaran fisis. Sifat-sifat bunyi antara
lain: dapat dipantulkan, dapat berinterferensi, dan dapat dibelokkan. Bunyi
merupakan salah satu jenis gelombang sehingga memiliki besaran-besaran
gelombang seperti kecepatan, frekuensi, panjang gelombang, periode, tekanan
bunyi, intensitas bunyi, dan daya akustik.
Apabila bunyi yang menumbuk suatu permukaan akan mengalami
beberapa kondisi, (Suptandar, 2004) yaitu:
a. Pemantulan bunyi
Pemantulan bunyi terjadi jika gelombang bunyi menimpa salah satu
pembatas
ruangan,
maka
sebagian
energinya
akan
dipantulkan
dari
permukaannya, sebagian diserap dan bagian lainnya ditransmisi. Semakin masif
permukaan bidang maka semakin tinggi bagian energi bunyi yang terpantul.
Konsekuensinya energi bunyi yang terserap dan ditransmisi menjadi lebih kecil.
b. Penyerapan bunyi
Penyerapan bunyi terjadi jika permukaan bidang adalah lunak yang banyak
menyerap getaran bunyi, tetapi buruk untuk pemantul bunyi. Penyerapan bunyi di
dalam ruangan terjadi ketika energi bunyi hilang pada saat menimpa permukaan
bidang pembatas ruangan. Ada tiga tipe utama dari penyerap bunyi, yaitu: bahan
berpori, penyerap membrane (panel) dan resonator Helmhotz.
7
8
c. Transmisi bunyi
Bunyi yang merambat pada lapisan permukaan diteruskan ke semua
penjuru atau ruang-ruang lain dan sifatnya tergantung pada kesesuaian tingkat
kemampuan transmisi material. Untuk menghindari kebisingan ruang yang
berakustik digunakan material yang bertransmisi rendah serta perhitungan
kontruksi pada pasangan lapisan penyerap.
d. Difraksi bunyi
Merupakan suatu gejala pembelokan bunyi yang disebabkan oleh benda
penghalang, seperti sudut ruang (corner), kolom, tembok-tembok, balok-balok
dan perabot lainnya.
2.1.2 Definisi Kebisingan dan Sumbernya
Kebisingan merupakan suara yang tidak dikehendaki, kebisingan yaitu
bunyi yang tidak diinginkan dari usaha atau kegiatan dalam tingkat dan waktu
tertentu yang dapat menimbulkan gangguan kesehatan manusia dan kenyamanan
lingkungan (KepMenLH No.48 Tahun 1996) atau semua suara yang tidak
dikehendaki yang bersumber dari alat-alat proses produksi dan atau alat-alat kerja
pada tingkat tertentu dapat menimbulkan gangguan pendengaran. Kebisingan
umumnya dinyatakan dalam satuan desibel (dB).
Kebisingan yang umumnya terjadi dibedakan menjadi : (1) Kebisingan
latar belakang yaitu tingkat kebisinganyang terpapar terus menerus pada suatu
area, tanpa adanya sumber-sumber yang signifikan. Kebisingan ini terjadi tanpa
menimbulkan gangguan yang berarti, besarnya intensitas kebisingan kurang dari
40dB. (2) Kebisingan ambient yaitu total tingkat kebisingan meliputi kebisingan
lain yang muncul pada suatu waktu yang melebihi tingkat kebisingan latar
belakang, umumnya kebisingan ini menimbulkan gangguan (Suhardiman, 2010).
Sumber bising ialah sumber bunyi yang kehadirannya dianggap
mengganggu pendengaran baik dari sumber bergerak maupun tidak bergerak.
Umumnya sumber ini berasal dari kegiatan industri, perdagangan, pembangunan,
alat pembangkit tenaga, alat pengangkut dan kegiatan rumah tangga.
9
Menurut KepMenLH No.48 Tahun 1996, Baku tingkat kebisingan adalah
batas maksimal tingkat kebisingan yang diperbolehkan dibuang ke lingkungan
dari usaha atau kegiatan sehingga tidak menimbulkan gangguan kesehatan
manusia dan kenyamanan lingkungan. Nilai Ambang Batas (NAB) bising yang
dianjurkan dan diperbolehkan seperti pada tabel 2.1 berikut :
Tabel 2.1 Baku Tingkat Kebisingan, Nilai Ambang Batas (NAB) kebisingan
Zona
Peruntukan
Tingkat Kebisingan (dB)
Maksimum di dalam Bangunan
Dianjurkan
Diperbolehkan
A
Laboratorium, rumah sakit, panti
perawatam
35
45
B
Rumah, Sekolah, tempat rekreasi,
45
55
C
Kantor, pertokoan
50
60
D
Industri, terminal, stasiun KA
60
70
Sumber : (KLH 1996, No.48 Tahun 1996)
2.2 MATERIAL AKUSTIK
Setiap material memiliki sifat akustik yang berbeda dan dalam penyerapan
suara banyak ditentukan oleh ketebalan, porositas, konstruksi, serta frekuensi.
Secara garis besar, material penyerap bunyi terbagi menjadi tiga jenis, yaitu bahan
berpori (porous material), penyerap panel (panel absorber), dan resonator rongga
(Helmholtz).
a.
Bahan berpori, berfungsi menyerap energi suara melalui energi gesekan yang
terjadi antara komponen kecepatan gelombang suara dengan permukaan
materialnya. Pada frekuensi tinggi, semakin tebal lapisan bahan penyerap
akan semakin efisien Gambar (2.1a). Misalnya serat kacang (rock woll),
glasswool, serat kayu, papan komposit serat (fiber board), seperti karpet,
korden, foam, cellulose fiber, dan material lunak lainnya.
b.
Penyerap panel atau membran, berfungsi sebagi pengubah energi bunyi
menjadi energi getaran. Penyerap panel yaitu lembaran bahan solid (tidak
berporous) yang dipasang dengan lapisan udara dibagian belakangnya (air
10
space backing). Bergetarnya panel ketika menerima energi suara serta
transfer energi getaran tersebut ke lapisan udara, menyebabkan terjadinya
efek penyerapan suara. Membran penyerap sangat efisien bekerja pada
frekuensi rendah. Karakteristik penyerapan membran penyerap seperti pada
Gambar (2.1b). Misalnya kaca, pintu, panel kayu.
c.
Penyerap resonator rongga (Helmhotz), berfungsi untuk mengurangi energi
melalui gesekan dan interefleksi pada lubang dalam yang bekerja pada
frekuensi rendah. Contohnya sound block, resonator panel berlubang dan
resonator celah, panel kayu tipis. Resonator Helmhotz yang bekerja pada
frekuensi tertentu, tergantung pada ukuran lubang, leher, dan volume ruang
udaranya. Karakteristik penyerapannya seperti pada Gambar (2.1c)
(a)
(b)
(c)
Gambar 2.1 Karakteristik Penyerapan (a) Penyerap Berpori, (b) Penyerap
Membran, (c) Penyerap Resonator Tunggal dan Multiple Helmholtz
(Makainas dkk., 2011)
11
2.3 KOEFISIEN ABSORPSI
Efisiensi penyerapan bunyi suatu material pada frekuensi tertentu
dinyatakan oleh koefisien absorpsi bunyi. Koefisien ini dinyatakan dengan
lambang (alpha). Semakin besar α maka semakin baik digunakan sebagai
peredam suara. Nilai α berkisar dari 0 sampai 1. Jika α bernilai 0, artinya tidak ada
bunyi yang diserap sedangkan jika α bernilai 1, artinya 100% bunyi yang datang
diserap oleh bahan (Khuriati A. dkk, 2006).
Sifat gelombang bunyi yang menumbuk permukaan material ditentukan
dengan nilai koefisien absorpsinya yaitu:
1. Koefisien absorpsi = 0 maka bunyi dipantulkan semua.
2. Koefisien absorpsi = 1 maka bunyi diserap semua.
3. Koefisien absorpsi 0
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 BUNYI DAN KEBISINGAN
2.1.1
Bunyi dan Sifat-sifatnya
Kata “bunyi” menurut Doelle:1993, memiliki dua definisi: (1) Secara fisis,
bunyi adalah penyimpangan tekanan, pergeseran partikel dalam medium akustik
seperti udara. Ini adalah bunyi obyektif. (2) Secara fisiologis, bunyi adalah sensasi
pendengaran yang disebabkan penyimpangan fisis yang digambarkan di atas. Ini
adalah bunyi subyektif.
Bunyi memiliki beberapa sifat dan besaran fisis. Sifat-sifat bunyi antara
lain: dapat dipantulkan, dapat berinterferensi, dan dapat dibelokkan. Bunyi
merupakan salah satu jenis gelombang sehingga memiliki besaran-besaran
gelombang seperti kecepatan, frekuensi, panjang gelombang, periode, tekanan
bunyi, intensitas bunyi, dan daya akustik.
Apabila bunyi yang menumbuk suatu permukaan akan mengalami
beberapa kondisi, (Suptandar, 2004) yaitu:
a. Pemantulan bunyi
Pemantulan bunyi terjadi jika gelombang bunyi menimpa salah satu
pembatas
ruangan,
maka
sebagian
energinya
akan
dipantulkan
dari
permukaannya, sebagian diserap dan bagian lainnya ditransmisi. Semakin masif
permukaan bidang maka semakin tinggi bagian energi bunyi yang terpantul.
Konsekuensinya energi bunyi yang terserap dan ditransmisi menjadi lebih kecil.
b. Penyerapan bunyi
Penyerapan bunyi terjadi jika permukaan bidang adalah lunak yang banyak
menyerap getaran bunyi, tetapi buruk untuk pemantul bunyi. Penyerapan bunyi di
dalam ruangan terjadi ketika energi bunyi hilang pada saat menimpa permukaan
bidang pembatas ruangan. Ada tiga tipe utama dari penyerap bunyi, yaitu: bahan
berpori, penyerap membrane (panel) dan resonator Helmhotz.
7
8
c. Transmisi bunyi
Bunyi yang merambat pada lapisan permukaan diteruskan ke semua
penjuru atau ruang-ruang lain dan sifatnya tergantung pada kesesuaian tingkat
kemampuan transmisi material. Untuk menghindari kebisingan ruang yang
berakustik digunakan material yang bertransmisi rendah serta perhitungan
kontruksi pada pasangan lapisan penyerap.
d. Difraksi bunyi
Merupakan suatu gejala pembelokan bunyi yang disebabkan oleh benda
penghalang, seperti sudut ruang (corner), kolom, tembok-tembok, balok-balok
dan perabot lainnya.
2.1.2 Definisi Kebisingan dan Sumbernya
Kebisingan merupakan suara yang tidak dikehendaki, kebisingan yaitu
bunyi yang tidak diinginkan dari usaha atau kegiatan dalam tingkat dan waktu
tertentu yang dapat menimbulkan gangguan kesehatan manusia dan kenyamanan
lingkungan (KepMenLH No.48 Tahun 1996) atau semua suara yang tidak
dikehendaki yang bersumber dari alat-alat proses produksi dan atau alat-alat kerja
pada tingkat tertentu dapat menimbulkan gangguan pendengaran. Kebisingan
umumnya dinyatakan dalam satuan desibel (dB).
Kebisingan yang umumnya terjadi dibedakan menjadi : (1) Kebisingan
latar belakang yaitu tingkat kebisinganyang terpapar terus menerus pada suatu
area, tanpa adanya sumber-sumber yang signifikan. Kebisingan ini terjadi tanpa
menimbulkan gangguan yang berarti, besarnya intensitas kebisingan kurang dari
40dB. (2) Kebisingan ambient yaitu total tingkat kebisingan meliputi kebisingan
lain yang muncul pada suatu waktu yang melebihi tingkat kebisingan latar
belakang, umumnya kebisingan ini menimbulkan gangguan (Suhardiman, 2010).
Sumber bising ialah sumber bunyi yang kehadirannya dianggap
mengganggu pendengaran baik dari sumber bergerak maupun tidak bergerak.
Umumnya sumber ini berasal dari kegiatan industri, perdagangan, pembangunan,
alat pembangkit tenaga, alat pengangkut dan kegiatan rumah tangga.
9
Menurut KepMenLH No.48 Tahun 1996, Baku tingkat kebisingan adalah
batas maksimal tingkat kebisingan yang diperbolehkan dibuang ke lingkungan
dari usaha atau kegiatan sehingga tidak menimbulkan gangguan kesehatan
manusia dan kenyamanan lingkungan. Nilai Ambang Batas (NAB) bising yang
dianjurkan dan diperbolehkan seperti pada tabel 2.1 berikut :
Tabel 2.1 Baku Tingkat Kebisingan, Nilai Ambang Batas (NAB) kebisingan
Zona
Peruntukan
Tingkat Kebisingan (dB)
Maksimum di dalam Bangunan
Dianjurkan
Diperbolehkan
A
Laboratorium, rumah sakit, panti
perawatam
35
45
B
Rumah, Sekolah, tempat rekreasi,
45
55
C
Kantor, pertokoan
50
60
D
Industri, terminal, stasiun KA
60
70
Sumber : (KLH 1996, No.48 Tahun 1996)
2.2 MATERIAL AKUSTIK
Setiap material memiliki sifat akustik yang berbeda dan dalam penyerapan
suara banyak ditentukan oleh ketebalan, porositas, konstruksi, serta frekuensi.
Secara garis besar, material penyerap bunyi terbagi menjadi tiga jenis, yaitu bahan
berpori (porous material), penyerap panel (panel absorber), dan resonator rongga
(Helmholtz).
a.
Bahan berpori, berfungsi menyerap energi suara melalui energi gesekan yang
terjadi antara komponen kecepatan gelombang suara dengan permukaan
materialnya. Pada frekuensi tinggi, semakin tebal lapisan bahan penyerap
akan semakin efisien Gambar (2.1a). Misalnya serat kacang (rock woll),
glasswool, serat kayu, papan komposit serat (fiber board), seperti karpet,
korden, foam, cellulose fiber, dan material lunak lainnya.
b.
Penyerap panel atau membran, berfungsi sebagi pengubah energi bunyi
menjadi energi getaran. Penyerap panel yaitu lembaran bahan solid (tidak
berporous) yang dipasang dengan lapisan udara dibagian belakangnya (air
10
space backing). Bergetarnya panel ketika menerima energi suara serta
transfer energi getaran tersebut ke lapisan udara, menyebabkan terjadinya
efek penyerapan suara. Membran penyerap sangat efisien bekerja pada
frekuensi rendah. Karakteristik penyerapan membran penyerap seperti pada
Gambar (2.1b). Misalnya kaca, pintu, panel kayu.
c.
Penyerap resonator rongga (Helmhotz), berfungsi untuk mengurangi energi
melalui gesekan dan interefleksi pada lubang dalam yang bekerja pada
frekuensi rendah. Contohnya sound block, resonator panel berlubang dan
resonator celah, panel kayu tipis. Resonator Helmhotz yang bekerja pada
frekuensi tertentu, tergantung pada ukuran lubang, leher, dan volume ruang
udaranya. Karakteristik penyerapannya seperti pada Gambar (2.1c)
(a)
(b)
(c)
Gambar 2.1 Karakteristik Penyerapan (a) Penyerap Berpori, (b) Penyerap
Membran, (c) Penyerap Resonator Tunggal dan Multiple Helmholtz
(Makainas dkk., 2011)
11
2.3 KOEFISIEN ABSORPSI
Efisiensi penyerapan bunyi suatu material pada frekuensi tertentu
dinyatakan oleh koefisien absorpsi bunyi. Koefisien ini dinyatakan dengan
lambang (alpha). Semakin besar α maka semakin baik digunakan sebagai
peredam suara. Nilai α berkisar dari 0 sampai 1. Jika α bernilai 0, artinya tidak ada
bunyi yang diserap sedangkan jika α bernilai 1, artinya 100% bunyi yang datang
diserap oleh bahan (Khuriati A. dkk, 2006).
Sifat gelombang bunyi yang menumbuk permukaan material ditentukan
dengan nilai koefisien absorpsinya yaitu:
1. Koefisien absorpsi = 0 maka bunyi dipantulkan semua.
2. Koefisien absorpsi = 1 maka bunyi diserap semua.
3. Koefisien absorpsi 0