Sebuah Percakapan terkait Bising Lingkungan Sekolah

A: Is this really happened in our education that our students are taught in classes where they hear without listening, talk without speaking, and know without understanding?

B: to NOT just hear, the students need at least a GOOD listening environment … I’m afraid that MOST of our class rooms are NOT that GOOD enough …, a good listening field will lead to good speaking field and better understanding ….

A: betul itu…basic need berupa sarana dan prasarananya saja belum bisa kita sediakan yah…masih jauh…di lain pihak itu tidak terpikirkan, dianggap sudah ada, given gitu, dan kita dengan kondisi seperti itu harus mengejar indikator ‘angka’ latah lain yang lebih jauh

B: harus dingat betul oleh para pendidik, manusia baru bisa men separasi dengan baik (mean Understanding not just knowing) informasi dari noise pada saat berusia 13-15 tahun …. , karena itu lingkungan audial (terkait bising lingkungan or sumber selain suara guru) kelas-kelas untuk PG, TK dan SD sebenarnya sangat krusial untuk keberhasilan proses pembelajaran ….

B: Rasio Sinyal to Noise yang baik untuk tersampaikannya informasi secara utuh adalah at least 15 dB, semakin tinggi level noise, semakin guru harus raise their Voice level…. akibatknya: cepat capek, cepat stress, cepat marah, dsb…

A: Boleh tuh pak dibuatkan model standard minimalnya untuk kelas. Ini merupakan bagian dari ‘green’ building concept ya…15 dB mah rendah sekali ya pak, material dinding bangunan seperti apa yang bisa pak, tanpa memerlukan bahan kedap suara lagi?

B: maksud nya selisih nya Mas, jd kalau bising latar belakang 50-60 dB, level voice dari guru harus 65 – 75 dB (ini suara orang berbicara lantang), kalau bising latar belakang sudah 60-70 dB (suara lalu lintas), maka level suara guru harus 75-85 dB (mean ber teriak)

A: Okeh…understood kalau begitu..he..he..saya pernah rapat di suatu ruangan dan saya ukur pake hape kebisingan ruangan itu karena AC sentral, dan ternyata sekitar 60dB tuh…he..he.. jadi peserta rapatnya kayak marah-marah…he..he.. Saya paling capek kalau habis ngajar sore hari dan gerimis…he..he.. apalagi kelasnya itu besar. Kayaknya data Bapak ini bisa saya sampaikan di kelas kalau saya minta anak-anak tidak bergemuruh saat saya ngajar…he..he..

B: salah satu penyebab ketidak berhasilan proses pendidikan dan pembelajaran formal di Indonesia adalah ketidak mampuan sarana pendidikan dan pembelajaran untuk mencipatakan kondisi atau state LISTENING …. kondisi atau state yang tercapai hanyalah HEARING …. …. selamat menempuh UN untuk anak anakku tingkat SD, semoga anda semua di sekolah sudah dibekali lewat suatu proses interaksi Listening yang baik, tidak sekedar mekanistik hearing , karena di usia-usia kalian lah BISING lingkungan memiliki pengaruh paling besar untuk mendukung proses memahami (LISTENING)

C: Secara UMUM, dari pengalaman lapangan saya selama ini, penyebab ‘EXCESIVE NOISE’ di SEKOLAH2 di Indonesia ini berasal dari ‘TRAFFIC NOISE’, sementara dari sisi ‘Community Noise’nya tidak begitu dominan, Pak. Solusi yang lebih mudah dan aplikatif adalah dengan KEBIJAKAN Pemerintah untuk menerapkan UU Lalu lintas secara KETAT dan TEGAS, dengan MELARANG pemakaian KNALPOT kendaraan yang NON-STANDARD pabrik-nya, dimana KNALPOT STANDARD pabrik sudah mengalami UJI BISING sebelum produk kendaraan dipasarkan. Yang lebih sulit adalah menerapkan Standard Bangunan Sekolah yg juga menempatkan standard noise sebagai salah satu OBJEKTIF-nya.. !

Posted in Akustika Ruangan, Uncategorized

Micro Perforated Panel

Micro Perforated Panel (MPP) adalah sebuah elemen penyerap energi suara jenis baru. Fungsi utamanya adalah menyerap energi suara yang datang ke permukaannya. Elemen akustik ini merupakan alternatif elemen penyerap suara yang terbuat dari material berpori. MPP berbentuk lembaran tipis yang memiliki lubang-lubang kecil di permukaannya. Ketebalan plat tipis ini pada umumnya dalam range 0.5 – 2 mm, dengan luasan total lubang pada umumnya berkisar 0.5 – 2 % dari luas total plat, tergantung dari aplikasinya.
Dimensi lubang pada MPP tidak lebih dari 1 mm, dengan ukuran umum di range 0.05 – 0.5 mm, yang dibuat dengan proses microperforasi.

Fungsi utama suatu elemen penyerap (absorber) adalah untuk mengubah energi suara atau energi akustik menjadi energi kalor. Pada elemen penyerap tradisional, gelombang suara yang datang pada permukaan elemen dan berpenetrasi ke dalam pori sedemikian hingga menyebabkan osilasi pada partikel udara yang berada dalam pori. Osilasi partikel udara ini akan bergesekan dengan dinding-dinding pori sehingga energi akustik yang dikandungnya akan berkurang dan berubah menjadi kalor. Pada kasus MPP, penetrasi osilasi molekul udara ke dalam lubang-lubang plat akan mengakibatkan gesekan antara partikel atau molekul udara dengan permukaan MPP. Gesekan ini akan mengakibatkan berkurangnya energi akustik yang datang ke permukaan MPP tersebut.

Konsep MPP, yang merupakan pengembangan dari konsep perforated panel dan Helmholtz Resonator, pertama kali muncul pada tahun 1975, diperkenalkan oleh Prof Daa- You Maa. Pada saat ini MPP lebih disukai oleh para akustikawan karena secara estetik memiliki tampak visual yang lebih indah dibandingkan elemen penyerap suara berpori seperti glasswool, rockwool, foam dsb. MPP juga relatif tidak mengakibatkan gangguan kesehatan pernafasan (sebagaimana diakibatkan oleh glasswool yang berbahan serat kaca), lebih tahan api, dan berumur lebih panjang, serta lebih tahan pada lingkungan yang ekstrim (misalnya pada ruang mesin, generator, dsb). Kinerja akustik MPP dapat divariasikan dengan mengubah geometri dan bahan plat nya.

Posted in Akustika Ruangan, Material Akustik

Formasi Elemen Akustik dalam Ruang

Formasi elemen akustik dalam sebuah ruangan akan menentukan kinerja akustik ruang tersebut sesuai dengan fungsi nya. Beberapa catatan berikut dapat digunakan sebagai acuan perancangan formasi penempatan elemen akustik pada ruang dengan fungsi tertentu.

Ruang Kelas: Fungsi utama akustik ruang kelas adalah untuk menciptakan komunikasi dua arah dari guru/dosen ke siswa/mahasiswa dan sebaliknya. Itu sebabnya, kriteria akustik yang diperlukan untuk ruang kelas akan sangat bervariasi bergantung pada level kegiatan pendidikannya. Ruang kelas untuk siswa Playgroup dan TK, akan berbeda dengan untuk SMA ataupun Universitas. Apabila proses pembelajaran lebih dominan dari arah guru/dosen maka formasi berikut dapat digunakan: Elemen Pemantul atau Penyebar pada dinding depan, samping serta langit-langit depan. Elemen penyerap atau penyebar pada dinding belakang serta langit-langit belakang. Lantai bisa keramik atau parket atau karpet.

Masjid: Fungsi utama akustik pada Masjid adalah memastikan suara dari arah Imam/Khotib, sampai dengan energi yang cukup dan intelligibility yang baik, serta envelopment yang cukup ke para jamaah. Formasi yang disarankan adalah Dinding depan elemen pemantul atau penyebar, dinding samping kombinasi pemantulan dan penyerap, dinding belakang penyerap atau penyebar, langit-langit penyerap bila menggunakan sound system atau kombinasi pemantul-penyebar bila tanpa sound system, lantai boleh karpet atau keras (keramik atau parket)

Ruang Auditorium: Fungsi Komunikasi akustik utama di auditorium adalah dari arah stage ke penonton, sehingga diperlukan formasi elemen akustik sebagai berikut: Dinding depan pemantul atau penyebar, Dinding samping kombinasi pemantul – penyerap atau penyebar – penyerap, Dinding Belakang penyerap atau penyebar, langit-langit penyebar atau penyerap, dengan elemen pemantul di area atas panggung, lantai bebas. Bila menggunakan sound system, harus diperhatikan type dan posisi, serta aiming sudut pemasangan.

Ruang Konser Akustik/Philharmonik: Energi suara di ruangan ini diharapkan bertahan selama mungkin dalam batas intelligibility musik yang dimainkan ke seluruh bagian ruangan, sehingga perlu dihindari pemakaian elemen penyerap (diminimalisasi), dan dimaksimalkan penggunaan pemantul dan penyebar pada seluruh bagian permukaan dalam ruangan.

Ruang Studio: Medan suara langsung sangat diperlukan dalam ruangan ini, dan medan suara pantulan diminimalisisr. Formasi elemen akustik yang disarankan adalah perbanyak penyerap di ruang kontrol (bisa dikombinasikan dengan penyebar) dan kombinasi penyerap-penyebar di ruang live.

Kamar Tidur, Living Room, Ruang rawat inap: Kondisi hening sangat diperlukan untuk ruangan-ruangan ini, sehingga diperlukan kombinasi 3 elemen sesuai kondisi bising dan kenyamanan individu.

Ruang rapat: Komponen utama yang diperlukan dalam ruangan ini adalah intelligibility, sehingga disarankan dinding kombinasi penyerap-penyebar, langit-langit dan lantai berlawanan karakteristik (bila lantai penyerap, langit-langit pemantul atau penyebar, dan sebaliknya)

Ruang Bioskop: Medan suara pantul sangat diminimalkan dalam ruangan ini, penonton diminta untuk mendengarkan medan suara langsung dari sistem tata suara terpasang, sehingga mayoritas permukaan ruangan dilapisi elemen penyerap.

Gelanggang Olah Raga: lantai keras, langit-langit kombinasi penyerap-penyebar, dinding kombinasi pemantul-penyerap-penyebar (tergantung bentuk geometri nya)

Ruang Kantor tapak terbuka: Kombinasi privasi dan intelligibility diperlukan dalam ruangan ini, dinding bebas, langit-langit penyerap, lantai bebas. Kunci utama adalah pembagian zona privasi dan intelligibility secara akustik.

Posted in Akustika Ruangan

Mengendalikan Medan Suara dalam Ruangan

Secara garis besar, permasalahan akustik dalam ruangan dapat dibagi menjadi 2 bagian, yaitu pengendalian medan suara dalam ruangan (sound field control) dan pengendalian intrusi suara dari/ke ruangan (noise control). Pengendalian medan suara dalam ruang akan sangat tergantung pada fungsi utama ruangan tersebut. Ruang yang digunakan untuk fungsi percakapan saja, akan berbeda dengan ruang yang digunakan untuk mengakomodasi aktifitas terkait musik, serta akan berbeda pula dengan ruang yang digunakan untuk kegiatan yang melibatkan percakapan dan musik.
Pengendalian medan suara dalam ruang (tertutup), pada dasarnya dilakukan untuk mengatur karakteristik pemantulan gelombang suara yang dihasilkan oleh permukaan dalam ruang, baik itu dari dinding, langit-langit, maupun lantai. Ada 3 elemen utama yang dapat digunakan untuk mengatur karakteristik pemantulan ini yaitu:

1. Elemen Pemantul (Reflector)

Elemen ini pada umumnya digunakan apabila ruang memerlukan pemantulan gelombang suara pada arah tertentu. Ciri utama elemen ini adalah secara fisik permukaannya keras dan arah pemantulannya spekular (mengikuti kaidah hukum Snellius: sudut pantul sama dengan sudut datang).

2. Elemen Penyerap (Absorber)

Elemen ini digunakan apabila ada keinginan untuk mengurangi energi suara di dalam ruangan, atau dengan kata lain apabila tidak diinginkan adanya energi suara yang dikembalikan ke ruang secara berlebihan. Efek 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 suara yang datang ke permukaannya. Khusus untuk frekuensi rendah, elemen ini dapat berupa pelat tipis dengan ruang udara atau bahan lunak dibelakangnya.

3. Elemen Penyebar (Diffusor)

Elemen ini diperlukan apabila tidak diinginkan adanya pemantulan spekular atau bila diinginkan energi yang datang ke permukaan disebarkan secara merata atau acak atau dengan pola tertentu, dalam level di masing-masing arah yang lebih kecil dari pantulan spekularnya. Ciri utama elemen ini adalah permukaannya yang secara akustik tidak rata. Ketidakrataan ini secara fisik dapat berupa permukaan yang tidak rata (beda kedalaman, kekasaran acak, dsb) maupun permukaan yang secara fisik rata tetapi tersusun dari karakter permukaan yang berbeda beda (dalam formasi teratur ataupun acak). Energi gelombang suara yang datang ke permukaan ini akan dipantulkan secara no spekular dan menyebar (level energi terbagi ke berbagai arah). Elemen ini juga memiliki karakteristik penyerapan.

Pada ruang (akustik) riil, 3 elemen tersebut pada umumnya dijumpai. Komposisi luasan per elemen pada permukaan dalam ruang akan menentukan kondisi medan suara ruang tersebut. Bila Elemen pemantulan menutup 100 % permukaan, ruang tersebut disebut ruang dengung (karena seluruh energi suara dipantulkan kembali ke dalam ruangan). Medan suara yang terjadi adalah medan suara dengung. Sebaliknya, apabila seluruh permukaan dalam tertutup oleh elemen penyerap, ruang tersebut menjadi ruang tanpa pantulan (anechoic), karena sebagian besar energi suara yang datang ke permukaan diserap oleh elemen ini. Medan suara yang terjadi disebut medan suara langsung. Medan suara ruang selain kedua ruang itu dapat diciptakan dengan mengatur luasan setiap elemen, sesuai dengan fungsi ruang.

Untuk pemakaian pengendalian medan suara dalam ruang yang lebih detail, sebuah elemen bisa dirancang sekaligus memiliki fungsi gabungan 2 atau 3 elemen tersebut. Misalnya gabungan Penyerap dan Penyebar dikenal dengan elemen Abfussor atau Diffsorbor, gabungan antara pemantul dan penyebar, dsb. Pola pemantulan 3 elemen tersebut merupakan fungsi dari frekuensi gelombang suara yang datang kepadanya.

Posted in Akustika Ruangan

Dear Reader

Dear readers,

Mohon maaf tidak bisa terlalu sering mengupdate blog ini. Saya akan coba usahakan menjawab pertanyaan yang masuk semampu saya. Mudah-mudahan tahun ini bisa menulis lagi. Oya, group riset kami tahun ini akan fokus ke beberapa area berikut:

1. Open plan Office Acoustics
2. Forensic Speaker identification
3. Worships Building/Space Acoustics (Masjid, Gereja, dsb)
4. Micro Perforated Panel Absorption
5. Sound Field Simulation (Finite Different Time Domain)
6. Hospital Acoustics
7. Passenger Cabin Acoustics
8. Classroom Acoustics
9. Acoustics of Musical Instrument

Salam dari Bandung

Posted in Uncategorized

Sound System vs Akustik Ruang

Pertanyaan yang sering saya jumpai dalam pekerjaan konsultansi kenyamanan mendengar di dalam suatu space (ruang tertutup maupun terbuka) adalah, “Mana yang lebih Penting: Sound System atau Akustika Ruangan?”. Pertanyaan ini mirip-mirip dengan anekdot: “mana yang lebih dulu: ayam atau telur?”.

Untuk menjawab pertanyaan tersebut, biasanya saya mulai dari definisi akustik sendiri. Sebuah sistem Akustik harus memiliki 3 komponen, yaitu Sumber Suara, Medium Penghantar Energi dan Penerima Suara. Apabila salah satu dari 3 hal tersebut tidak ada, maka sistem tidak bisa disebut sebagai sistem akustik. Misalnya saja, didalam sebuah ruangan yang dirancang sedemikian hingga seluruh permukaannya berfungsi secara akustik, tidak akan menjadi ruang akustik apabila tidak ada sumber suara yang dimainkan dalam ruangan tersebut atau tidak ada penonton atau sensor penerima energi suara (microphone-red) yang berada didalam ruangan tersebut. Jadi ke 3 komponen tersebut merupakan satu kesatuan yang tidak dapat dipisahkan.
Kembali ke pertanyaan awal, lantas mana yang lebih penting kalau begitu?
Akustika Ruang merupakan kondisi audial yang nilainya ditentukan oleh fungsi ruangan atau space itu sendiri. Misalnya, sebuah ruangan kelas memerlukan kondisi akustik ruang yang berbeda dengan ruangan konser musik klasik atau musik pop/rock. Perbedaan berdasarkan fungsi itu, kondisi akustik diimplementasikan dalam bentuk: geometri ruangan dan material penyusun permukaan ruangan. Geometri dan material ruangan inilah yang kemudian akan berinteraksi dengan sumber suara yang dimainkan dalam ruangan tersebut, yang pada akhirnya diterima oleh pendengar yang ada dalam ruangan, bisa orang yang memiliki telinga (live listening) ataupun microphone sebagai simulator telinga (recording). Interaksi ketiga komponen akustik ini ditunjukkan dengan sebuah fenomena yang disebut sebagai transmisi, absorpsi, refleksi (termasuk diffusi) dan difraksi gelombang suara yang dihasilkan sumber suara.

Dari fenomena akustik tersebut muncullah istilah-istilah seperti level suara (SPL), waktu dengung (RT), intelligibility (D50), Clarity (C80), spaciousness (IACC, LF, ASW, dsb). Nilai-nilai parameter itulah yang kemudian dikenal sebagai Kondisi Akustik Ruang, yang kembali ditegaskan merupakan kondisi mendengar SESUAI dengan fungsi ruangan. Sumber suara yang terlibat disini bisa berupa suara natural dari sumber suara apapun (percakapan manusia, alat musik, dsb) atau dari komponen Sound System yang kita kenal dengan nama Loudspeaker.

Sound System disisi lain, pada dasarnya merupakan sebuah sistem yang pada awalnya dirancang untuk mengatasi KURANG nya energi suara yang sampai ke pendengar karena besarnya volume space atau jauhnya jarak pendengar dari sumber. Itu sebabnya mengapa disebut sebagai Sound Reinforcement System sebagai nama dasarnya, dan disingkat sebagai Sound System. Pada saat sebuah sound system diaplikasikan di dalam ruangan atau space, dia berfungsi untuk meningkatkan energi suara yang dihasilkan oleh sumber suara natural dan mendistribusikan energinya kepada seluruh pendengar di dalam space atau ruangan tersebut.
Faktor pendengar di dalam ruangan atau space menjadi kunci dalam menjawab pertanyaan awal.

Telinga manusia yang berada dalam ruangan atau space akan menerima 2 komponen akustik dari sumber suara, yaitu suara langsung (energi suara yang menempuh jalur langsung dari sumber ke telinga) serta suara pantulan (energi suara yang sampai telinga setelah menumbuk satu atau lebih permukaan di dalam ruangan). Interaksi 2 komponen ini yang akan menentukan nyaman tidaknya kondisi mendengar di telinga pendengar tadi. Bila suara langsung dan suara pantulan bercampur dengan baik (misalnya tidak ada delay yang berlebihan), maka pendengar akan nyaman merasakan medan akustik di sekitar telinganya. Desain permukaan ruangan yang menghasilkan pola pemantulan yang berinteraksi positif dengan suara langsung dari sumber menjadi sisi krusial dalam desain Akustik Ruang. Suara pantulan ini tidak boleh lebih dominan dari suara langsung. Itu sebabnya level energi suara dari sumber memegang peranan penting bagi pendengar.

Apabila level suara sumber memungkinkan untuk mencapai seluruh bagian ruangan (atau seluruh posisi pendengar) maka ruangan tersebut pada dasarnya TIDAK MEMERLUKAN Sound System, karena problemnya adalah bagaimana perancang ruangnya mendesain karakteristik pemantulan yang dihasilkan permukaan dalam ruangan untuk memperkaya suara langsung yang sampai ke telinga pendengar. Sedangkan bila level energi suara dari sumber tidak mungkin mengcover seluruh area pendengar, pada saat itulah diperlukan Sound System. Dalam kondisi ini, problemnya bergeser dari perancangan karakterisasi pantulan ruang menjadi perancangan posisi sumber suara non-natural.

Jadi, Sound System dan Akustik Ruangan sebenarnya adalah satu sistem yang tidak dapat dipisahkan, sehingga pertanyaan awal tadi sebenarnya tidak perlu dijawab, karena keduanya memegang peranan penting dalam porsinya masing-masing. Sound System memerlukan Akustik Ruangan yang minimal baik untuk bekerja secara optimal, dan Akustik Ruangan memerlukan Sound System bila energi sumber suara natural tidak mencukupi levelnya. Dan satu hal yang perlu diingat adalah Sound System tidak boleh mengubah karakter sumber suara yang dia layani, karena fungsinya adalah menjaga kualitas suara sumber supaya tetap terdengar baik di telinga pendengar. Bagaimana kalau suara sumbernya tidak layak didengar? Kalau itu yang terjadi, persoalannya bukan lagi masalah akustik, tetapi masalah sumber suara saja. Smilie: :)

Sebagai ilustrasi penutup, mengapa seluruh permukaan didalam bioskop bersifat menyerap energi suara (pantulan minimum)? Karena pendengar yang masuk ke dalam ruangan tersebut memang diminta untuk mendengarkan suara “langsung” yang dihasilkan oleh Sound Systemnya, sembari menikmati tayangan visual tentunya. Mana yang lebih penting Sound System nya atau Akustika Ruangannya? Ya keduanya penting, karena kalau Sound Systemnya buruk, penonton (pendengar) akan merasa tidak nyaman secara audial. Sebaliknya, bila kondisi akustik ruangan buruk (misalnya ada pantulan berlebihan atau ada kebocoran suara dari luar), maka kondisi mendengar medan suara yang dihasilkan oleh Sound System akan terganggu.

Posted in Akustika Ruangan, Sistem Tata Suara

Penataan Loudspeakers pada Ruang Dengar Kritis

Salah satu faktor penting dalam perencanaan Ruang Dengar Kritis (Critical Listening Room) seperti Home Theater, adalah sistem penataan Loudspeakers. Semua sistem tata suara untuk ruangan-ruangan tersebut yang saat ini available di pasar Indonesia pada dasarnya bekerja dengan konsep single sweetspot, alias titik terbagus untuk mendengarkan medan suaranya hanya terletak di 1 posisi saja.
Untuk Sistem Stereo, posisi optimum pemasangan Loudspeaker harus mengikuti kaidah segitiga sama sisi, seperti dapat dilihat di Gambar berikut. Apabila sudut lebih besar dari 60 derajat, maka akan mengakibatkan terjadinya efek “Hole in the Middle” alias “phantom image” yang terjadi tidak stabil. Sedangkan sudut lebih kecil dari 60 derajat, akan mengakibatkan efek stereo yang sempit.

(c) D.M. Howard & J.A. Angus, “Acoustics and Psychoacoustics”, 4ed.


Untuk sistem Multi channels yang lain misalnya sistem 5.1, penataan yang optmimum seperti pada Gambar berikut. Karena sistem ini pada umumnya digunakan untuk mendengarkan musik dan melihat film atau video, target desainnya adalah mendapatkan kesetimbangan kualitas antara speech dan music. Center Loudspeaker pada umumnya digunakan untuk menghasilkan speech intelligibility. Posisinya yang berada di titik phantom image loudspeaker stereo menyebabkan dialog dipresentasikan dalam kondisi mono. (Secara psikologis tidak mengganggu, karena kesan suara akan datang dari arah layar). Rear Loudspeakers menghasilkan diffuse sound field yang pada umumnya digunakan untuk menghasilkan efek-efek yang diinginkan atau memberikan ambient sound dalam menikmati film atau live music. Low Frequency Loudspeaker (Subwoofer), digunakan untuk memproduksi suara-suara dalam nada super rendah (misalnya suara ledakan dan efek2 yang lain). Loudspeaker terakhir ini pada dasarnya bisa ditempatkan dimana saja dalam ruangan.

(c) D.M. Howard & J. A. Angus, “Acoustics & Psychoacoustics”, 4 ed.

Posted in Akustika Ruangan, Sistem Tata Suara Tagged , , , ,

Bahan Penyerap Suara (Absorption Material)

Bahan Penyerap Suara memiliki tugas penting didalam mengendalikan medan suara didalam ruangan sesuai dengan fungsi ruangan tersebut. Bahan penyerap suara ini seringkali disebut sebagai material kedap suara, sebuah istilah yang menurut hemat penulis adalah sebuah istilah yang tidak tepat. Dalam sebuah konsep akustik ruangan, harus dibedakan antara fungsi kedap (sound proofing) dan fungsi pengendalian (sound controling). Dalam kedua fungsi, diperlukan bahan penyerap suara ini.
Ada dua tipe utama bahan penyerap suara, yaitu Bahan Penyerap Suara Berpori (Porous Absorber) dan Bahan Penyerap Suara tipe Resonansi (resonant Absorber). Kedua tipe penyerap suara ini berbeda dalam hal mekanisme penyerapan energi suara.
Bahan berpori seperti karpet, korden, foam, glasswool, rockwool, cellulose fiber, dan material lunak lainnya, menyerap energi suara melalui energi gesekan yang terjadi antara komponen kecepatan gelombang suara dengan permukaan materialnya. Bahan penyerap suara tipe ini akan menyerap energi suara lebih besar di frekuensi tinggi.
Tipikal kurva karakteristik penyerapan energi suaranya sebagai fungsi frekuensi, dapat dilihat pada gambar berikut:

(c) D.M. Howard & J. Angus: Acoustics and Psychoacoustics, 3rd ed

Bahan penyerap suara ini akan menyerap energi suara lebih besar pada frekuensi rendah atau menengah, apabila jarak material ke dinding atau ketebalan material bila ditempel langsung ke dinding lebih besar daripada seperempat panjang gelombang yang ingin dikendalikan, sebagai mana terlihat pada kurva berikut:

(c) D.M. Howard & J. Angus: Acoustics and Psychoacoustics, 3rd ed.

Bahan penyerap suara tipe resonansi seperti panel kayu tipis, menyerap energi suara dengan cara mengubah energi suara yang datang menjadi getaran, yang kemudian diubah menjadi energi gesek oleh material berpori yang ada di dalamnya (misal oleh udara, atau material berpori). Ini berarti, material tipe ini lebih sensitif terhadap komponen tekanan dari gelombang suara yang datang, sehingga lebih efektif apabila ditempelkan pada dinding. Bahan penyerap tipe ini lebih dominan menyerap energi suara ber frekuensi rendah. Frekuensi resonansi bahan ini ditentukan oleh kerapatan massa dari panel dan kedalaman (tebal) rongga udara dibaliknya .
Tipikal respon frekuensi bahan penyerap tipe ini adalah sebagai berikut:

(c) D.M. Howard & J. Angus : Acoustics and Psychoacoustics, 4 ed.

Tipe lain dari bahan penyerap suara ini adalah apa yang disebut sebagai Resonator Helmholtz. Efektifitas bahan penyerap suara tipe ini ditentukan oleh adanya udara yang terperangkap di “pipa atau leher” diatas bidang berisi udara (bentukan seperti leher botol dsb). Permukaan berlobang menjadi ciri utama resonator yang bekerja pada frekuensi tertentu, tergantung pada ukuran lubang, leher, dan volume ruang udaranya.

(c) D.M. Howard & J. Angus : Acoustics and Psychoacoustics, 4 ed.

Apabila diinginkan sebuah dinding yang memiliki frekuensi kerja yang lebar (rendah, menengah, dan tinggi), maka harus digunakan gabungan ketiga bahan penyerap suara tersebut. Kombinasi antara proses gesekan dari komponen kecepatan gelombang suara dan resonansi dari komponen tekanan gelombang suara, akan membuat kinerja penyerapan energi suara oleh dinding atau partisi besar untuk seluruh daerah frekuensi.

(c) D.M. Howard & J. Angus : Acoustics and Psychoacoustics, 4 ed.

Posted in Akustika Ruangan Tagged , ,

Respons Frekuensi Ruangan

Secara umum, sebuah ruangan tertutup dapat dibagi menjadi 3 bagian berdasarkan respons frekuensinya. Bagian pertama merupakan daerah frekuensi yang dibatasi oleh frekuensi cut off ruangan. Pada bagian ini, analisis frekuensi harus dititik beratkan pada tekanan suara sumber yang dimainkan dalam ruangan. Frekuensi cut off sendiri dapat dihitung dengan persamaan berikut:

      freq cut off = c/(2 x dimensi terpanjang ruang), dengan c adalah cepat rambat suara di udara.

Bagian kedua atau region kedua adalah daerah frekuensi yang didominasi modes ruang dan disebut sebagai daerah modal (modal region), yaitu daerah frekuensi mulai dari frekuensi cut off sampai dengan frekuensi kritis ruang. Pada daerah frekuensi ini, analisis harus lebih difokuskan pada karakterisitik modes ruang. (penjelasan menggunakan pendekatan medan difuse cenderung akan gagal). Frekuensi kritis ruang dapat dicari dengan dua pendekatan. Yang pertama menggunakan pendekatan Main Free Path, yang merupakan fungsi dari Volume (V) dan Luas Permukaan Ruangan (S), dimana MFP = 4V/S. Frekuensi kritis dengan pendekatan MFP ini dapat dihitung dengan persamaan berikut:

     frek kritis = (3/2) [c/MFP] , dengan c adalah cepat rambat suara di udara.

Pendekatan kedua didapatkan dengan memanfaatkan perhitung waktu dengung (RT atau T60). Dengan pendekatan ini, frekuensi kritis dapat dihitung dengan formulasi sebagai berikut:

   frek kritis = 2012 [akar kuadrat(T60/V)], dimana V adalah volume ruangan.

Daerah frekuensi ketiga, yaitu daerah frekuensi diatas frekuensi kritis, disebut sebagai daerah diffuse alias diffuse region, dimana medan diffuse dapat terjadi, sehingga konsep waktu dengung (reverberation time) bisa diterapkan.

Konsep frekuensi kritis tersebut, dapat juga digunakan untuk mengkategorikan ruangan dari sudut pandang akustik. Ada dua kategori ruang yang bisa dibuat dari sudut pandang ini, yaitu ruangan besar (large room) dan ruangan kecil (small room). Ruangan besar adalah sebuah ruangan yang memiliki frekuensi kritis lebih rendah daripada frekuensi terendah sumber suara yang dimainkan dalam ruangan tersebut. Sedangkan ruangan kecil adalah sebuah ruangan yang memiliki frekuensi kritis didalam range frekuensi sumber suara yang dimainkan dalam ruangan tersebut. Contoh ruangan besar misalnya Ruang Konser Philharmonik (Concert Hall), Katedral, dan ruangan studio rekaman berukuran besar. Contoh ruangan kecil adalah Kamar tidur, kamar mandi atau normal size living room.

Posted in Akustika Ruangan Tagged , ,

Pengukuran Impulse Response

Salah satu cara untuk mengetahui kinerja akustik sebuah ruangan adalah dengan melakukan pengukuran respon impuls (Impulse Response) dari ruangan tersebut. Dari pengukuran ini akan didapatkan gambaran interaksi antara sumber suara dengan permukaan dalam ruangan, yang dapat digambarkan dalam pola urutan waktu pemantulan energi suara pada suatu titip dalam ruangan serta reduksi energi suara pada setiap waktu/setiap informasi suara pantulan. Dari pola urutan dan reduksi energi suara ini dapat diturunkan parameter-parameter akustik ruangan tertutup, misalnya SPL (distribusi tingkat tekanan suara), D50 (kejelasan suara ucapan), C80 (kejernihan suara musik), G (kekuatan sumber suara), EDT (early decay time), Tx (waktu dengung ruangan), ITDG (waktu tunda pantulan awal, intimacy), IACC (spaciousness dan envelopment), LEF(spaciousness dan envelopment), dan turunan-turunannya.

Metodologi pengukuran dari tahun ke tahun mengalami perkembangan yang cukup pesat. Secara kronologis waktu, metode pengukuran impulse response dapat diringkaskan sebagai berikut:

1. Pengukuran menggunakan sumber suara impulsive (Balon atau pistol start).

2. Pengukuran menggunakan transducer omnidirectional (dodecahedral loudspeaker dan omni directional microphone)

3. Pengukuran secara elektro akustik menggunakan 1 sumber suara omnidirectional, perangkat lunak dalam PC atau laptop, dan 1 mikropon omnidirectional. Sinyal suara yang digunakan misalnya MLS (Maximum Length Sequences), TDL (Time Delay Spectrometry alias Sine sweep) dan ESS (Exponential Sine Sweep). Pada era ini muncul perangkat lunak yang melegenda, MLSSA (simply called Melissa) yang menjadi cikal bakal munculnya perangkat lunak pengukuran yang lain (TEF, RTF, Dirac, dsb)

4. Pengukuran menggunakan sound card, 2 atau lebih loudspeaker dan multi microphones ( 2 – 8 ). Pengukuran dengan 2 microphones kadang-kadang menggunakan kepala manusia atau kepala tiruan (dummy head), misalnya untuk pengukuran IACC. Penggunaan jenis microphones juga bisa divariasikan (berdasarkan konfigurasinya dan jenis directivity yang digunakan), misalnya untuk pengukuran LEF. Sound card yang digunakan bisa dari type standard full duplex, (baik internal maupun external). ataupun special external sound card multi channels. Pengukuran dengan metode ini memungkinkan untuk mendapatkan response ruangan secara binaural maupun ambisonic. Di era ini Sound Field Microphones banyak digunakan.

5. Saat ini, pengukuran yang melibatkan Array Loudspeaker system dan Array Microphone System, untuk mendapatkan informasi pola arah (directivity pattern) yang lebih akurat di setiap titik pendengar dalam ruangan, banyak dikembangkan, baik perangkat keras maupun perangkat lunaknya.

Posted in Akustika Ruangan