Dalam sebuah ruangan tertutup, jalur perambatan energi akustik adalah ruangan itu sendiri. Oleh karena itu, pengetahuan tentang fenomena suara yang terjadi dalam ruangan akan sangat menentukan pada saat diperlukan pengendalian kondisi mendengar pada ruangan tersebut sesuai dengan fungsinya. Fenomena suara dalam ruangan dapat digambarkan pada sketsa berikut  

 Dari sketsa tersebut, dapat dilihat bahwa pada setiap titik pengamatan atau titik dimana orang menikmati suara (pendengar) akan dipengaruhi oleh 2 komponen suara, yaitu komponen suara langsung dan komponen suara pantul. Komponen suara langsung adalah komponen suara yang sampai ke telinga pendengar langsung dari sumber. Besarnya energi suara yang sampai ke telinga dari komponen suara ini dipengaruhi oleh jarak pendengar ke sumber suara dan pengaruh penyerapan energi oleh udara. Komponen suara pantul merupakan komponen suara yang sampai ke telinga pendengar setelah suara berinteraksi dengan permukaan ruangan disekitar pendengar (dinding, lantai dan langit-langit).  Total energi suara yang sampai ke telinga pendengar dan persepsi pendengar terhadap suara yang didengarnya tentu saja akan dipengaruhi kedua komponen ini. Itu sebabnya komponen suara pantul akan sangat berperan dalam pembentukan persepsi mendengar atau bias juga disebutkan karakteristik akustik permukaan dalam ruangan akan sangat mempengaruhi kondisi dan persepsi mendengar yang dialami oleh pendengar.  Ada 2 ekstrim yang berkaitan dengan karakteristik permukaan dalam ruangan, yaitu apabila seluruh permukaan dalam ruangan bersifat sangat menyerap dan seluruh permukaan dalam ruangan bersifat sangat memantulkan energi suara yang sampai kepadanya. Bila permukaan dalam ruang seluruhnya sangat menyerap, maka komponen suara yang sampai ke pendengar hanyalah komponen langsung saja dan ruangan yang seperti ini disebut ruang anechoic (anechoic chamber). Sedangkan pada ruang yang seluruh permukaannya bersifat sangat memantulkan energi, maka komponen suara pantul akan jauh lebih dominant dibandingkan komponen langsungnya, dan biasa disebut sebagai ruang dengung (reverberation chamber) . Ruangan yang kita gunakan pada umumnya berada diantara 2 ekstrim itu, sesuai dengan fungsinya. Ruang Studio rekaman misalnya lebih mendekati ruang anechoic, sedangkan ruangan yang berdinding keras lebih menuju ke ruang dengung. Desain akustik ruangan tertutup pada intinya adalah mengendalikan komponen suara langsung dan pantul ini, dengan cara menentukan karakteristik akustik permukaan dalam ruangan (lantai, dinding dan langit-langit) sesuai dengan fungsi ruangannya. Ada ruangan yang karena fungsinya memerlukan lebih banyak karakteristik serap (studio, Home

Theater, dll) dan ada yang memerlukan gabungan antara serap dan pantul yang berimbang (auditorium, ruang kelas, dsb). Dengan mengkombinasikan beberapa karakter permukaan ruangan, seorang desainer akustik dapat menciptakan berbagai macam kondisi mendengar sesuai dengan fungsi ruangannya, yang diwujudkan dalam bentuk parameter akustik ruangan.  Karakteristik akustik permukaan ruangan pada umumnya dibedakan atas:

Bahan Penyerap Suara (Absorber) yaitu permukaan yang terbuat dari material yang menyerap sebagian atau sebagian besar energi suara yang datang padanya. Misalnya glasswool, mineral wool, foam. Bisa berwujud sebagai material yang berdiri sendiri atau digabungkan menjadi sistem absorber (fabric covered absorber, panel absorber, grid absorber, resonator absorber, perforated panel absorber, acoustic tiles, dsb).

Bahan Pemantul Suara (reflektor) yaitu permukaan yang terbuat dari material yang bersifat memantulkan sebagian besar energi suara yang datang kepadanya. Pantulan yang dihasilkan bersifat spekular (mengikuti kaidah Snelius: sudut datang = sudut pantul). Contoh bahan ini misalnya keramik, marmer, logam, aluminium, gypsum board, beton, dsb.

Bahan pendifuse/penyebar suara (Diffusor) yaitu permukaan yang dibuat tidak merata secara akustik yang menyebarkan energi suara yang datang kepadanya. Misalnya QRD diffuser, BAD panel, diffsorber dsb (check www.rpginc.com) .

 Dengan menggunakan kombinasi ketiga jenis material tersebut dapat diwujdukan kondisi mendengar yang diinginkan sesuai dengan fungsinya. Parameter akustik yang biasanya digunakan dalam ruangan tertutup secara garis besar dapat dibagi menjadi dua, yaitu parameter yang bersifat temporal monoaural yang bisa dirasakan dengan menggunakan satu telinga saja (atau diukur dengan menggunakan single microphone) dan parameter yang bersifat spatial binaural yang hanya bisa dideteksi dengan 2 telinga secara simultan (atau diukur menggunakan 2 microphone secara simultan).  Yang termasuk dalam parameter tipe temporal-monoaural diantaranya adalah:

Waktu dengung (T atau RT), yaitu waktu yang diperlukan energi suara untuk meluruh (sebesar 60 dB) sejak sumber suara dimatikan. Parameter ini merupakan parameter akustik yang paling awal digunakan dan masih merupakan parameter yang paling populer dalam desain ruangan tertutup. Waktu dengung yang digunakan dalam desain misalnya RT60, T20, T30 (subscript menunjukkan rentang decay yang digunakan untuk mengestimasi peluruhan energinya) dan EDT (yang berbasis pada peluruhan pada 10 dB awal). Parameter terakhir lebih sering digunakan karena mengandung informasi yang signifikan dari medan suara yang diamati. Harga parameter ini akan dipengaruhi oleh fungsi ruangan, volume dan luas permukaan ruangan serta berbeda-beda untuk setiap posisi pendengar. Misalkan untuk ruangan studio perlu < 0.3 s, ruang kelas 0.7 s, ruang konser 1.6 – 2.2 s, masjid 0.7 – 1.1 s, katedral 2 s dsb.

Clarity, yaitu perbandingan logaritmik energi suara pada awal 50 atau 80 ms  terhadap energi suara sesudahnya. Diwujudkan dalam parameter C80 untuk musik dan C50 untuk speech. Parameter ini berkaitan dengan tingkat kejernihan sinyal suara yang dipersepsi oleh pendengar dalam ruangan. (standard yang digunakan berharga -2 sd 8 dB)

Intelligibility, yaitu perbandingan energi awal 50 ms terhadap energi totalnya. Biasa dinyatakan sebagai D50 dan lebih banyak digunakan untuk menyatakan kejelasan

suara pengucapan (speech). Harga yang disarankan adalah > 55%. (parameter terkait adalah STI atau RASTI atau %Alcons).

Intimacy, yang ditunjukkan dengan perbedaan waktu datang suara langsung dengan pantulan awal pada setiap titik pendengar. Dinyatakan dalam Initial Time Delay Gap (ITDG). Harga yang disarankan secara umum adalah < 35 ms (yang paling disukai 15-20 ms). Nilai tersebut masih dipengaruhi juga oleh cepat lambatnya (rhytm) sumber suaranya..

 Yang termasuk dalam parameter type spatial-binaural adalah LEF dan IACC. LEF didapatkan dengan membantingkan pengukuran Impulse Response ruangan menggunakan 2 buah microphone yang diletakkan secara berdekatan, satu microphone dengan patern omnidirectional dan yang lainnya berpola Figure of Eigth. Sedangkan IACC didapatkan dengan pengukuran impulse response menggunakan 2 microphone yang ditanamkan dalam 2 telinga manusia (atau kedua telinga tiruan kepala manusia, dummy head). Dari kedua parameter ini dapat diturunkan parameter envelopment dan lebar staging/sumber (apparent source width). Konsep diatas biasanya lebih banyak diterapkan dalam ruangan besar. Untuk ruangan kecil seperti studio, sebuah parameter lagi perlu diperhatikan yaitu distribusi modes (frekuensi resonansi) ruangan terutama pada frekuensi-frekuensi rendah (lihat artikel sebelumnya tentang modes ini)

Micro Perforated PanelMay 5, 2013 in Akustika Ruangan, Uncategorized

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

5 Prinsip Dasar Insulasi Suara (Soundproofing)April 5, 2008 in Akustika Ruangan

Bila anda membangun sebuah ruangan yang digunakan untuk aktifitas yang berkaitan dengan suara, misalnya Home Theater dan studio ataupun ruang rapat/konferensi dan ruang konser, ada 2 hal yang harus diperhatikan, yang pertama adalah bagaimana membuat ruangan terisolasi secara akustik dari lingkungan sekitarnya dan yang kedua bagaimana mengkondisikan ruangan agar berkinerja sesuai dengan fungsinya. Hal pertama sering disebut sebagai insulasi (membuat ruangan kedap suara atau soundproof), sedangkan yang kedua adalah pengendalian medan akustik ruangan. Kedua hal ini seringkali tertukar balik bahkan tercampur-campur dalam penyebutannya, sehingga tidak jarang orang menyebut mineral wool atau glasswool misalnya sebagai bahan kedap suara, dimana seharusnya adalah bahan penyerap suara. Bila pernyataan mineral wool/glaswool adalah bahan kedap suara benar, bisa dibayangkan apa yang terjadi bila dinding ruang hanya terbuat dari bahan mineral wool/glasswool saja. Alih-alih ingin menghalangi suara tidak keluar ruangan, yang terjadi adalah suara keluar ruangan dengan bebasnya.

Apa yang harus kita lakukan apabila kita ingin membuat ruangan yang terisolasi secara akustik dari lingkungannya atau dalam bahasa sehari-hari ruangan yang kedap suara. Ada lima prinsip yang harus diperhatikan.agar suara system tata suara kita (yang terkadang dibeli dengan dana yang tidak sedikit) dapat dibunyikan sesuai dengan keinginan kita tanpa harus mendapatkan response (dari tetangga ataupun keluarga kita sendiri) “ berisik, tolong kecilkan donk” atau bahkan dilempari batu…:)..

Lima prinsip dasar itu adalah :

1. Massa2. Dekopling Mekanik atau isolasi mekanik3. Absorpsi atau penyerapan suara4. Resonansi5. Konduksi

 

Prinsip  1: Massa

Prinsip massa ini berkaitan dengan perilaku suara sebagai gelombang. Apabila gelombang suara menumbuk suatu permukaan, maka dia akan menggetarkan permukaan ini. Semakin ringan permukaan, tentu saja semakin mudah digetarkan oleh gelombang suara dan sebaliknya, seperti halnya kalo anda mendorong troley kosong akan lebih ringan dibandingkan mendorong troley yang terisi penuh dengan batu bata. Tentu saja untuk membuat perubahan besar pada kinerja insulasi, perlu perubahan massa yang besar pula. Secara teoritis, dengan menggandakan massa dinding kita (tanpa rongga udara), akan meningkatkan kinerja insulasi sebesar 6 dB. Misalnya anda punya dinding drywall gypsum dengan single stud, maka setiap penambahan layer gypsum akan memberikan tambahan insulasi 4-5 dB.

 

Prinsip 2: Dekopling Mekanik

Prinsip dekopling ini adalah prinsip yang paling umum dikenal dalam konsep insulasi. Sound clips, resilient channel, staggered stud, dan double stud adalah beberap contoh aplikasinya. Pada prinsipnya dekopling mekanik dilakukan untuk menghalangi suara merambat dalam dinding, atau menghalangi getaran merambat dari permukaan dinding ke permukaan yang lain. Energi suara/getaran akan “hilang” oleh material lain atau udara yang ada diantara 2 permukaan. Yang seringkali dilupakan, dekopling mekanik ini merupakan fungsi dari frekuensi suara, karena pada saat kita membuat dekopling, kita menciptakan system resonansi., sehingga system dinding hanya akan bekerja jauh diatas frekuensi resonansi itu. Insulasi akan buruk kinerjanya pada frekuensi dibawah ½ oktaf frekuensi resonansi. Jika anda bisa mengendalikan resonansi ini dengan benar, maka insulasi frekuensi rendah (yang merupakan problem utama dalam proses insulasi) akan dapat dicapai dengan baik.

 

Prinsip 3: Absorpsi atau penyerapan energi suara

Penggunaan bahan penyerap suara dengan cara disisipkan dalam system dinding insulasi akan meningkatkan kinerja insulasi, karena energi suara yang merambat melewati bahan penyerap akan diubah menjadi energi panas (utk menggetarkan

partikel udara yang terperangkap dalam pori2 bahan penyerap. Bahan penyerap ini juga akan menurunkan frekuensi resonansi system partisi/dinding yang di dekopling. (Pernahkah anda mencoba meletakkan mineral wool/glasswool didepan center loudspeaker system Home Theater anda? Coba bandingkan bila anda letakkan di depan subwoofer anda?)

Setelah anda mencoba, maka anda akan memahami, bahwa insulasi atau soundproofing tidak ditentukan semata oleh bahan penyerap apa yang diisikan dalam dinding anda. Jika anda menggunakan dinding sandwich konvensional (kedua permukaan dihubungkan oleh stud dan anda isi celah diantaranya dengan bahan penyerap suara, suara akan tetap dapat lewat melalui stud tanpa harus melalui bahan penyerap suara. Jadi bahan penyerap hanya akan efektif bila ada dekopling.

 

Prinsip 4: Resonansi

Prinsip ini bekerja bertentangan dengan prinsip 1, 2, dan 3, karena resonansi bersifat memudahkan terjadinya getaran. Bila getaran terjadi pada frekuensi yang sama dengan frekuensi resonansi system dinding anda, maka energi suara akan dengan mudah menembus dinding anda (seberapa tebal dan beratpun dinding anda). Ada 2 cara untuk mengendalikan resonansi ini:

Redam resonansinya, sehingga amplituda energi yang sampai sisi lain dinding akan sangat berkurang. Anda dapat menggunakan visco-elastic damping compund, tapi jangan gunakan Mass Loaded Vinyl.       

Tekan frekuensi resonansi serendah mungkin dengan prinsip 1, 2 dan 3.

 

Prinsip 5: Konduksi

Ingat bahwa suara adalah gelombang mekanik, sehingga apabila dinding anda terhubung secara mekanik kedua sisinya, maka suara akan dengan mudah merambat dari satu sisi ke sisi lainnya. Untuk mengendalikannya tentu saja ada harus memotong hubungan mekanis antara sisi satu dengan sisi yang lain, misalnya dengan dilatasi antar sisi, menyisipkan bahan lain yang memiliki karakter isolasi lebih tinggi (beda Impedansi Akustik atau tahanan akustik), menggunakan studs dengan cara zigzag, dsb. Konduksi ini juga yang seringkali menyumbangkan problem flangking suara antar ruang. (Itu sebabnya pemberian dekopling/dilatasi pada lantai dan langit-langit juga penting.

 

Sudahkan ruangan theater atau studio anda mempertimbangkan hal diatas?

 

Jika belum maka anda dapat melakukan hal ini untuk meningkatkan kinerja insulasi partisi atau dinding anda:

Tambahkan massa partisi anda Berikan dekopling mekanik pada partisi/dinding anda bila belum ada Tambahkan bahan penyerap suara Tambahkan damping mekanik pada sistem partisi/dinding anda