LAPORAN FENOMENA GELOMBANG REVEBERATI ON TI M E 60 (RT60 (RT60))
Disusun oleh : Karina Anggraeni 2414105021
JURUSAN TEKNIK FISIKA FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2014
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang
Setiap ruangan memiliki gema dengan karakteristik gema yang berbeda satu dengan yang lain. Karakter gema di ruangan ditentukan atas tiga parameter yaitu level gema, waktu gema dan frekuensi gema. Untuk membuat ruang dengar dengan akustik akust ik yang baik adalah kita harus mampu menerapkan komposisi akustik treatment yang tepat. Ruangan dengan tingkat gema yang pas akan memberikan nuansa ruang rua ng live musik yang baik apabila kita k ita membangun ruang untuk musik, atau dialog yang jelas terdengar pada beragam lokasi di ruang tersebut apabila tujuan kita membangun ruang untuk keperluan seminar. Dalam ilmu perancangan bangunan tidak hanya memerlukan ilmu estetika dan desain dalam perwujudan bentuk fisik, fisik, tetapi juga memerlukan penerapan ilmu akustik dan fisika bangunan guna kenyamanan pemakaian ruang. Jadi, setiap bangunan yang akan dibangun harus memperhatikan dua parameter penting, yaitu parameter arsitektur dan parameter akustik ruang. Pada ruang yang diharapkan dapat memiliki kualitas akustik yang baik memerlukan perancangan akustik ruang yang harus disesuaikan dengan fungsi serta kegunaan dari ruang tersebut. Parameter arsitektur, secara sederhana terdiri atas dimensi dan material yang akan digunakan untuk perancangan bentuk fisik bangunan. Sedangkan dari segi parameter akustik ruang dapat dilakukan analisa dan perancangan nilai-nilai parameter objektif salah satunya RT60 satunya RT60 dari dari akustik ruang dalam satu bangunan. Perancangan akustik ruang ditujukan untuk dapat mencapai kejelasan rekaman yang baik. Untuk itu dilakukan uji coba penilaian RT60 penilaian RT60 untuk mengetahui kondisi ruangan. 1.2 Rumus yang digunakan dalam program (source code)
Persamaan
yang
digunakan
merupakan
modifikasi
persamaan
RT60 RT60
dari
https://gist.github.com/search?q=rt60. Rumus https://gist.github.com/search?q=rt60. Rumus yang dilakukan yaitu dengan mengubah magnitude dari wav ke decibel dengan rumus 20 log abs dari wav dibagi dengan maksimal wavnya. Kemudian menuju proses envelope. Proses ini dilakukan agar plot decibel terhadap waktu menjadi lebih smooth. Dari sini dapat dicari matrix maksimal dari plotnya dan dapat diketahui plot dari 0 hingga 60 decibel. Dari plot 0 hingga 60 decibel terhadap waktu dapat diketahui waktu saat decibel maksimal(threshold) sebelum meluruh hingga waktu saat 60 decibel.Besarnya
1
RT60 merupakan selisih dari waktu saat decibel maksimal (threshold) sebelum meluruh dengan waktu saat 60 decibel. clear all clc [s,Fs] = wavread('rekamdikamar5.wav'); %panggil file wav p=length(s); %inisialisasi t = (0:(p-1))'/Fs; s2db =20*log(abs(s) /max(s)); %ubah magnitude ke db cacah=Fs*0.01; %proses upper envelope for count=1:p; if count<=(p-cacah) smoothdb(count)=max(s2db(count:count+cacah)); else smoothdb(count)=smoothdb(p-cacah); end end g=find(0>=smoothdb & -1.5
2
BAB II METODOLOGI
2.1 Flowchart
3
2.2 Algoritma Perhitungan RT60 clear all clc [s,Fs] = wavread('rekamdikamar5.wav'); %panggil file wav p=length(s); %inisialisasi t = (0:(p-1))'/Fs; s2db =20*log(abs(s) /max(s)); %ubah magnitude ke db cacah=Fs*0.01; %proses upper envelope for count=1:p; if count<=(p-cacah) smoothdb(count)=max(s2db(count:count+cacah)); else smoothdb(count)=smoothdb(p-cacah); end end g=find(0>=smoothdb & -1.5
2.3 Denah Ruangan
Rekaman dilakukan pada ruangan yaitu berupa kamar tidur. Jenis suara impulse berupa clap atau tepuk tangan1 kali. Hasil rekaman diedit dengan software audacity untuk menghilangkan noise.
Gambar 2.1 Denah ruangan pengambilan rekaman
4
BAB III DASAR TEORI 3.1 Reverbation Ti me 60 (RT 60)
Pengukuran tingkat reverberation dalam sebuah ruangan dilakukan dengan menggunakan waktu dengung (reveberation time). Waktu dengung adalah waktu yang dibutuhkan oleh sumber bunyi yang dihentikan seketika (bunyi impulse) untuk turun intensitasnya sebanyak 60 dB dari intensitas awalnya. Waktu dengung sebuah ruangan akan bergantung pada volume ruangan, luas permukaan bidang-bidang pembentuk ruangan, tingkat penyerapan permukaan bidang, dan frekuensi bunyi yang muncul dalam ruangan. Melalui waktu dengung, kualitas akustik suatu ruangan dapat ditentukan. Setiap ruangan dengan fungsi tertentu memiliki waktu dengung ideal, sesuai dengan aktivitas yang diwadahinya. Secara garis besar, aktivitas di dalam ruangan yang berkaitan dengan akustik alamiah (tanpa peralatan yang menggunakan listrik). (Mediastika:2005) Parameter akustika ruangan yang paling banyak dikenal orang adalah waktu dengung ( Reverberation Time-RT ). RT seringkali dijadikan acuan awal dalam mendesain akustika ruangan sesuai dengan fungsi ruangan tersebut. RT menunjukkan seberapa lama energi suara dapat bertahan di dalam ruangan, yang dihitung dengan cara mengukur waktu peluruhan energi suara dalam ruangan. Waktu peluruhan ini dapat diukur menggunakan konsep energi tunak maupun energi impulse. RT yang didapatkan berdasarkan konsep energi tunak dapat digunakan untuk memberikan gambaran kasar, waktu dengung ruangan tersebut secara global. RT jenis ini dapat dihitung dengan mudah, apabila kita memiliki data volume dan luas permukaan serta karakteristik absorbsi setiap permukaan yang ada dalam ruangan. Sedangkan RT yang berbasiskan energi impulse, didapatkan dengan cara merekam respon ruangan terhadap sinyal impulse yang dibunyikan didalamnya. Dengan cara ini, RT di setiap titik dalam ruangan dapat diketahui dengan lebih detail bersamaan dengan parameter-parameter akustik yang lainnya. RT pada umumnya dipengaruhi oleh jumlah energi pantulan yang terjadi dalam ruangan. Semakin banyak energi pantulan, semakin panjang RT ruangan, dan sebaliknya. Jumlah energi pantulan dalam ruangan berkaitan dengan karakteristik permukaan yang menyusun ruangan tersebut. Ruangan yang dominan disusun oleh material permukaan yang bersifat memantulkan energi suara cenderung memiliki RT yang panjang, sedangkan ruangan yang didominasi oleh material permukaan
yang
bersifat
menyerap energi
5
suara
akan
memiliki RT yang
pendek.
Ruangan yang keseluruhan permukaan dalamnya bersifat menyerap energi suara ( RT sangat pendek) disebut ruang anti dengung (anechoic chamber ), sedangkan ruangan yang keseluruhan permukaan dalamnya bersifat memantulkan suara ( RT sangat panjang) disebut ruang dengung (reverberation chamber ). Ruangan-ruangan yang kita tempati dan gunakan sehari-hari, mulai dari ruang tidur, ruang kelas, auditorium, masjid, gereja dan sebagainya akan memiliki RT diantara kedua ruangan tersebut di atas, karena pada umumnya permukaan dalamnya disusun dari gabungan material yang menyerap dan memantulkan energi suara. Desain bentuk, geometri dan komposisi material penyusun dalam ruangan inilah yang akan menentukan RT ruangan, sekaligus kinerja akustik ruangan tersebut.(Joko Sarwono:2008) Besar ruangan, bentuk, penggunaan material pada ruangan dan obyek yang diletakkan dapat memberi dampak pada reverberation. Untuk sebuah ruangan musik dibutuhkan reverberation time yang lama. Untuk membuat ruangan dengan hasil akustik yang baik kita perlu menghitung: (1) Besaran gema (RT60) rata - rata pada ruangan (detik), (2) Besaran gema (RT60) pada frekuensi tertentu (detik). Jika volume ruangan semakin besar, maka waktu dengungnya juga semakin besar. Demikian jika bahan material dari bangunan itu memiliki koefisien dan luasan yang lebih besar, maka waktu dengung yang didapat semakin kecil. Parameter waktu dengung (RT ) auditorium berbeda beda tergantung penggunaannya. RT yang terlalu pendek akan menyebabkan ruangan terasa ‘mati’ sebaliknya RT yang panjang akan memberikan suasana ‘hidup’ pada ruangan (Satwiko, 2004:91). RT untuk jenis speech auditorium disarankan berada pada 0,60-1,20 detik, sedangkan untuk music auditorium disarankan berada pada 1,00-1,70 detik (Egan, 1976:154). Bahan penutup bidang permukaan interior yang berkaitan dengan angka koefisien absorbsi dan refleksi, sangat berpengaruh dalam menentukan besaran RT suatu auditorium (Doelle, 1972:63 [9]
Tabel 3.1 Waktu Dengung Optimum untuk Ruangan Percakapan RT (detik) Ruang Percakapan <1 Good (baik) 1 – 1,5 Good (baik) 1,5 – 2 Fair (cukup) >2 Poor (buruk)
6
[9]
Gambar 3.1 Hubungan antara waktu dengung dengan volume ruang
Penurunan tingkat suara biasa dikenal dengan istilah waktu dengung (reverberation time). Penurunan ini baik terjadi pada suara langsung yang terpengaruh oleh jarak (energi suara terserap oleh udara), maupun merupakan hasil dari multi refleksi suara yang mengandung fungsi penyerapan dan pemantulan. Di dalam r uang tertutup nilai waktu dengung proporsional dengan volume ruang dan proporsional terbalik dengan luas bidang serap (luas bidang ruang dikali koefisien serapnya). Dalam ruangan gelombang suara/akustik yang merambat mengalami beberapa fenomena, yaitu fenomena transmisi, refleksi, absorbsi, difraksi, dan refraksi. Semua fenomena tersebut terjadi karena gelombang suara memiliki sifat yang sama dengan gelombang pada umumnya. Bahan-bahan permukaan yang terdapat di dalam ruangan akan mempengaruhi gelombang suara yang merambat di dalam ruangan apakah akan mengalami fenomena transmisi, refleksi, absorbsi, difraksi maupun refraksi. Semua fenomena gelombang suara di dalam ruangan tersebut perlu diperhatikan karena jika tidak ditangani dengan baik, maka kemungkinan besar dapat terjadi cacat akustik.
7
Gambar 3.2 Faktor akustik yang perlu diperhatikan untuk t iga jenis ruangan
berbeda (produksi suara, reproduksi suara, dan kontrol bising)[10] Pengendalian kondisi akustik untuk setiap ruangan akan berbeda-beda tergantung pada fungsi dari ruangan tersebut. Misalnya untuk ruangan yang berfungsi sebagai ruangan produksi suara, seperti ruang konser, auditorium, dan ruang konferensi, maka hal yang penting diperhatikan adalah sifat refleksi spekular dan refleksi diffuse dari ruangan tersebut. Sedangkan untuk ruangan yang memiliki fungsi sebagai ruangan reproduksi suara, misalnya ruangan studio rekaman, hal yang penting diperhatikan adalah absorbsi dan refleksi diffuse dari ruangan tersebut. Berbeda lagi untuk ruangan yang mengharuskan adanya kontrol terhadap bising, seperti pabrik dan ruang fitness (gymnasium), hal yang penting untuk diperhatikan hanya absorbsi dari ruangan. Pengendalian kondisi akustik ruangan ini dilakukan dengan memperhatikan material bahan permukaan dinding maupun atap dari ruangan yang digunakan. 3.2 Karakteristik Akustik Material Bahan Permukaan
Semua jenis material memiliki karakteristik akustik yang berbeda-beda. Karakteristik akustik suatu material adalah karakteristik atau sifat suatu material ketika dikenai energi gelombang akustik, apakah gelombang tersebut akan direfleksikan, diabsorbsi, ditransmisikan, atau kombinasi dari ketiganya. Material akustik berdasarkan fungsinya secara umum dapat dikelompokkan menjadi reflektor (pemantul), diffusor, dan absorber (penyerap). Dalam praktiknya, beberapa material memiliki fungsi yang tidak tunggal, tetapi merupakan kombinasi dari ketiganya.
8
Gambar 3.3 Respon temporal dan spasial pada material absorber, [10]
reflektor, dan diffuser 3.2.1
Reflektor
Suatu material dinding dikategorikan sebagai reflektor, jika memiliki fungsi sebagai pemantul gelombang suara. Material reflektor biasanya memiliki sifat keras dan kaku. Contoh dari reflektor adalah kayu, triplek, gypsum, serta dinding tembok dan beton. Reflektor fungsi utamanya adalah untuk memantulkan gelombang suara dari arah sumber suara ke arah lain menuju arah pendengar. Selain itu, reflektor juga dapat berfungsi sebagai material pencegah transmisi gelombang suara ke bagian belakang dinding. Jika dalam sebuah ruangan dipasangi reflektor, di mana arah dari suara langsung dan dari suara pantulan keduanya menuju ke arah pendengar, maka pendengar akan mendapatkan dua suara. Suara tersebut adalah suara langsung serta suara pantulan yang datang setelah beberapa waktu kemudian dengan intensitas yang lebih rendah. Oleh karena itu reflektor tidak bisa ditempatkan di sembarang tempat, karena dapat mengakibatkan adanya cacat akustik berupa echo (pantulan suara berulang-ulang). Sehingga penempatan reflektor yang benar adalah agar suara pantulan tidak mengarah pada pendengar yang mendapatkan suara langsung, atau setidaknya memiliki jarak yang cukup jauh dari sumber suara. 9
[10]
Gambar 3.4 Reflektor dan fungsinya 3.2.2
Absorber
Absorber merupakan bahan/material yang dapat menyerap energi dari gelombang suara yang datang. Absorber berfungsi agar tidak ada suara yang terpantul pada arah tertentu, sehingga dapat mengurangi adanya echo. Material absorber biasanya memiliki sifat lunak, lentur, dan elastis. Contoh material absorber adalah glasswool, kayu, dan karpet. Tingkat efisiensi absorbsi suatu material dinyatakan dengan koefisien absorbsi (α). Nilai dari koefisien absorbsi suatu material akan berbeda-beda untuk setiap frekuensi. Material absorber berdasarkan strukturnya dapat digolongkan menjadi tiga macam, yaitu bahan porous, panel absorbsi, dan resonator. Koefisien penyerapan suatu bahan ditunjukkan dengan nomor antara 0 dan 1 di mana hal tersebut menunjukkan perkadaran suara yang diserap di permukaan berbanding dengan perkadaran yang dipantulkan kembali ke dalam ruangan. Sebuah jendela yang dibuka tidak akan memantulkan suara, dan hal tersebut akan diberi indikasi 1. Sebaliknya sebuah dinding ceiling yang tebal, halus dan dicat akan menjadi sebuah bahan akustik yang akan mempunyai koefisien penyerapan dekat dengan 0.
[10] Gambar 3.5 Gelombang suara pada absorber
10
3.2.3
Diffusor
Diffusor adalah material tambahan yang biasanya ditempelkan di dinding atau atap ruangan yang berguna membuat ruangan menjadi bersifat diffuse (pantulan suara merata ke segala arah). Pada dasarnya material diffusor sama dengan material reflektor, tetapi yang membedakan adalah fungsi serta bentuknya. Jika reflektor umumnya dipasang berupa plat mendatar yang dipasang di atap atau di dinding, d iffusor memiliki bentuk yang tidak rata.
[10] Gambar 3.6 Beberapa macam bentuk diffusor
Diffusor dan absorber merupakan material yang sangat penting untuk dipasang di ruangan yang memiliki fungsi akustik. Tidak jarang terdapat kendala estetika jika harus memasang diffusor dan absorber pada tempat yang berdekatan. Oleh karena itu, sekarang terdapat material yang merupakan kombinasi dari diffusor dan absorber yang disebut diffsorber. Pemasangan diffusor ini tidak bisa ditempatkan di sembarang tempat di dalam ruangan, karena jika salah maka bukan kondisi difusi yang didapat tetapi malah akan terjadi cacat akustik. Penempatan diffusor yang baik adalah pada t itik di mana suara dari sumber akan pertama kali memantul, atau biasanya titik yang berhadapan langsung dengan sumber suara. Performa dari suatu diffusor dinyatakan dalam diffution coefficient yang memiliki parameter perhitungan yaitu bentuk geometri diffusor dan ruangan, near field dan far field dari suatu sumber suara di dalam ruangan, serta faktor arah propagasi suara dari sumber di dalam ruangan.
11
3.3 Resonansi Ruangan
Ruang manapun akan meresonansikan macam-macam frekuensi. Hal tersebut dipengaruhi oleh bentuk, besaran dan bahan pembentuk ruangannya, sedangkan ketajaman dan ketinggian dari resonansi yang dihasilkan sangat dipengaruhi oleh penyerapan bunyi yang dimiliki oleh ruangan. Sebuah modal awal untuk mendesain sebuah ruangan yang memiliki kualitas akustik yang baik adalah dengan membentuk sebanyak mungkin resonansi yang berbeda, dan kemudian menyebarkan frekuensi tersebut. Ruangan yang lebih besar juga akan mengurangi selang waktu antar resonansi. Bahan penyerap bunyi mempunyai tugas penting di dalam mengendalikan medan suara di dalam ruangan sesuai dengan fungsi ruangan tersebut. Dalam sebuah konsep akustik ruangan, harus dibedakan antara fungsi kalis (sound proofing) dan fungsi pengendalian (sound controling). Dalam kedua fungsi, diperlukan bahan penyerap bunyi.. Bahan penyerap bunyi jenis ini akan menyerap tenaga suara lebih besar di frekuensi tinggi. Tipikal kurva ciri-ciri penyerapan tenaga suaranya sebagai fungsi frekuensi, dapat dilihat pada gambar berikut:
[4] Gambar 3.7 Perbandingan koefisien absorbsi material jenis penyerap terhadap frekuensi
Bahan penyerap bunyi ini akan menyerap tenaga suara lebih besar pada frekuensi rendah atau menengah, apabila ada jarak material ke dinding sebagai mana terlihat pada kurva berikut:
12
[4]
Gambar 3.8 Pengaruh jarak material pada koefisien absorbsi terhadap frekuensi
Bahan penyerap bunyi jenis resonansi seperti panel kayu nipis,menyerap tenaga suara dengan cara mengubah tenaga suarayang datang menjadi getaran, yang kemudian diubah menjadi tenaga gesek oleh material berpori yang ada di dalamnya (misal oleh udara, atau material berpori). Ini berarti, material jenis ini lebih sensitif terhadap komponen tekanan dari gelombang suara yang datang, sehingga lebih efektif apabila ditempelkan pada dinding. Bahan penyerap jenis ini lebih dominan menyerap tenaga suara ber frekuensi rendah. Frekuensi resonansi bahan ini ditentukan oleh kerapatan massa dari panel dan kedalaman (tebal) rongga udara di sebaliknya.Tipikal respon frekuensi bahan penyerap jenis ini adalah sebaga i berikut:
[4]
Gambar 3.9 Perbandingan koefisien absorbsi material jenis resonator terhadap frekuensi
Jenis lain dari bahan penyerap bunyi ini adalah apa yang disebut sebagai resonator Helmholtz. Bahan penyerap bunyi jenis ini ditentukan oleh adanya udara yang terperangkap di leher atas bidang yang mengandung udara. 13
Permukaan berlubang menjadi ciri utama resonator yang bekerja pada frekuensi tertentu, bergantung pada ukuran lubang, leher, dan luas ruang udaranya.
Gambar 3.10 Perbandingan koefisien absorbsi material jenis resonator Helmholtz terhadap [4]
frekuensi
Apabila dikehendaki sebuah dinding yang mempunyai kekerapan kerja yang lebar (rendah, menengah, dan tinggi), maka harus digunakan gabungan ketiga bahan penyerap bunyi tersebut.
[4]
Gambar 3.11 Koefisien absorbsi material dengan penggabungan 3 jenis terhadap frekuensi 3.4 Bahan Peredam Suara dan Bahan Serap Suara
Pemahaman masyarakat umum tentang bahan peredam suara adalah bahan yang dapat mengurangi kebocoran suara di sebuah ruangan. Bahan peredam suara tersebut dapat juga mengurangi pantulan suara di dalam ruangan. Bahan peredam suara yang umum digunakan untuk keperluan tersebut adalah: rockwool, glasswool, karet busa, gabus dan sebagainya.
14
Berikut adalah penjelasan sederhana mengenai perbedaan bahan insulasi suara atau sound insulation material dan bahan peredam suara atau sound absorbing material . Dari keterangan dibawah ini dapat diketahui perbedaan dasar mengenai perbedaan bahan peredam suara dan bahan insulasi suara. Definisi teknis bahan insulasi peredam suara adalah bahan yang dapat menginsulasi perpindahan suara.
[5]
Gambar 3.12 Peredam suara insulation material
Bahan insulasi suara umumnya dipakai untuk mencegah gangguan suara dari sebuah ruangan ke ruangan lainnya seperti ilustrasi dibawah ini.
[5]
Gambar 3.13 Peredam suara STC
Kemampuan sebuah material peredam suara untuk menginsulasi suara ditentukan dengan nilai STC atau Sound Transmission Class atau Sound Transmission Loss. STC adalah nilai tunggal yang dinyatakan dalam besaran dB (decibel). Sound Transmission Loss adalah nilai pengurangan suara dalam dB (decibel) dari frekuensi rendah ke frekuensi tinggi. Definisi teknis bahan peredam suara adalah bahan yang mampu menyerap energi suara.
15
[5]
Gambar 3.14 Peredam suara sound absorption material
Bahan insulasi suara umumnya dipakai untuk meredam suara yang memantul dalam sebuah ruangan seperti ilustrasi dibawah ini.
[5]
Gambar 3.15 Peredam suara NRC
Kemampuan sebuah material peredam suara untuk menyerap suara di tentukan dengan nilai NRC atau Noise Reduction Class atau Sound Absorbing Coefficient. NRC adalah nilai koefisien. Sound Absorbing CoeTransmission Loss adalah nilai pengurangan suara dalam dB (decibel) dari frekuensi
rendah
ke
frekuensi
tinggi.
Biasa
16
disebut
koefisien
absorbsi
(α).
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Data
Plot db terhadap waktu
Gambar 4.1 Plot decibel terhadap waktu
Pada command window akan muncul
4.2 Pembahasan
Simulasi pengambilan suara rekaman hanya dilakukan di ruang kamar bukan pada ruang khusus yang memiliki fungsi tertentu seperti ruang auditorium, ruang konser, ruang masjid dan
17
lain-lain. Hal ini dilakukan untuk memudahkan praktikan untuk mengukur material-material yang terdapat pada kamar tersebut. Apabila dilakukan perekaman suara di suatu ruangan khusus tertentu maka dibutuhkan perizinan untuk mengukur material-material di dalamnya. Selain itu, membutuhkan waktu yang lama untuk mengukur material di dalam ruangan tersebut karena volume ruangan yang besar dan banyaknya jenis material yang terdapat di ruangan tersebut. Dalam ruangan gelombang suara/akustik yang merambat mengalami beberapa fenomena, yaitu fenomena transmisi, refleksi, absorbsi, difraksi, interferensi, dan refraksi. Semua fenomena tersebut terjadi karena gelombang suara memiliki sifat yang sama dengan gelombang pada umumnya. Bahan-bahan permukaan yang terdapat di dalam ruangan akan mempengaruhi gelombang suara yang merambat di dalam ruangan apakah akan mengalami fenomena transmisi, refleksi, absorbsi, maupun difraksi. Fenomena transmisi terjadi ketika suara tepuk tangan 1 kali tersebut merambat melalui medium berupa udara. Gelombang bunyi merupakan gelombang mekanik, maka dalam perambatannya bunyi memerlukan medium. Sehingga suara tepuk tangan ini akan menyebar ke ujung-ujung dari ruangan. Namun, perambatan suara ini tidak akan merata ke seluruh ruangan karena adanya fenomena lain yang terjadi dan faktor bahan material yang ada dalam kamar. Fenomena refleksi merupakan peristiwa dimana gelombang bunyi dipantulkan. Hukum pemantulan gelombang: sudut datang sama dengan sudut pantul juga berlaku pada gelombang bunyi. Hal ini dapat dibuktikan bahwa pemantulan bunyi dalam ruang tertutup dapat menimbulkan gaung. Yaitu sebagian bunyi pantul bersamaan dengan bunyi asli sehingga bunyi asli terdengar tidak jelas. Material reflektor biasanya memiliki sifat keras dan kaku. Pada ruangan kamar ini terdapat material reflektor berupa kayu, dinding tembok dan besi. Reflektor di sini hanya berfungsi sebagai material pencegah transmisi gelombang suara ke bagian belakang dinding. Hal ini berguna agar apabila terdapat bunyi atau suara dalam kamar tidak merambat ke kamar sebelah karena bisa mengganggu kenyamanan penghuni yang lain. Dalam hal ini reflektor tidak berfungsi untuk memantulkan gelombang suara dari arah sumber suara ke arah lain menuju arah pendengar. Hal ini dikarenakan fungsi ruangan ini bukan seperti auditorium atau ruang konser yang memantulkan suara agar dapat didengar sampai audience paling belakang. Absorbsi merupakan fenomena akustik saat gelombang suara mengenai suatu material dan material tersebut mengurangi (menyerap) sebagian atau seluruh energi gelombang suara yang membenturnya. Dalam fenomena absorbsi dikenal istilah faktor absorbsi, yaitu perbandingan
18
energi yang diserap material ”absorber” dari gelombang suara yang membenturnya dengan energi pada gelombang suara saat sebelum membentur absorber. Jadi, semakin besar faktor absorbsi suatu material, semakin banyak energi yang diserap oleh material tersebut saat gelombang suara membenturnya. Demikian sebaliknya, semakin kecil faktor absorbsi, semakin kecil energi gelombang suara yang terserap oleh material tersebut. Absorber berfungsi agar tidak ada suara yang terpantul pada arah tertentu, sehingga dapat mengurangi adanya pantulan yang berulang (echo). Material absorber biasanya memiliki sifat lunak, lentur, dan elastis. Material absorber yang terdapat dalam kamar hanya kayu. Difraksi merupakan fenomena akustik saat arah rambat gelombang suara yang tadinya merambat pada satu arah menjadi banyak arah (menyebar). Saat fenomena ini terjadi, energi yang dibawa oleh gelombang suara menjadi terpecah-pecah dan mengalir sesuai dengan arah variasi difraksi. Seperti yang dielaskan di atas bahwa suara akan merambat melalui udara tetapi tidak merata, hal ini dikarenakan tidak ada material diffusor yang berfungsi agar suara menyebar ke segala arah. Refraksi merupakan fenomena akustik saat gelombang suara berubah arah rambatnya saat gelombang suara tersebut merambat melalui dua lapisan material yang berbeda kerapatannya. Fenomena ini mirip dengan pembiasan cahaya pada saat melewati dua material yang berbeda kerapatan. Jadi, refraksi bisa diartikan fenomena pembiasan suara. Bahan material yang menyebabkan refraksi pada ruangan ini berupa kaca/fiberglass. Suara merambat dari udara menuju ke kaca sehingga terjadi pembiasan suara. Peluruhan yang terjadi sebesai 60,945793 decibel. Dari perhitungan dengan menggunakan matlab dan perhitungan manual dengan mengunakan rumus sabine terdapat error sebesar 0,041513. Perhitungan dengan sabine harus mengukur semua material yang ada di dalam kamar. Pengukuran luas dari material ini terbatas hanya menggunakan meteran sehingga memungkinkan terjadinya kesalahan pengukuran. Selain itu, banyak noise atau material-material kecil yang tidak dimasukkan dalam perhitungan misalnya kunci pada pintu, lemari dan meja belajar, stop kontak, gagang pada meja belajar, gagang dan pengunci pada jendela. Selain itu, koefisien absorbsi dari setiap sumber berbeda dan praktikan menggunakan sumber tertentu yang berasal dari uji rata-rata pada laboratorium pada beberapa frekuensi. RT yang dihasilkan terlalu pendek akan menyebabkan
ruangan
terasa
‘mati’ sehingga
19
tidak
terasa
adanya
gema/dengung.
Untuk ukuran ruang percakapan dalam hal ini menggunakan ruang tidur RT di bawah 1 maka masih dikategorikan baik seperti ditunjukkan pada tabel di dasar teori.
4.3 Validasi dengan rumus sabine
Rumus perhitungan RT60 adalah sebagai berikut :
3
V = volume ruangan (m ) 2
S = luas permukan material (m ) A = total koefisien absorbsi permukaan material (m/s) A = α1 · S1 + α2 · S2 + α3 · S3 + .. α = koefisien absorbsi tiap material Tabel 4.1 Perhitungan masing-masing komponen untuk mencari RT60 dengan sabine
Volume Ruang 24.4562
Obyek tembok depan tembok belakang tembok samping kanan tembok samping kiri lantai Ceiling lemari baju meja belajar jendela depan jendela belakang kaca atas jendela belakang kaca atas pintu pintu papan kasur cermin kasur lampu gagang pintu
2
S(m ) 5.9015 2.515
Α 0.05 0.05
Jumlah 1 1
A(m/s) 0.295075 0.12575
8.932 8.932 6.98 6.98 0.6916 2.2656 0.3408 0.72
0.05 0.05 0.01 0.05 0.95 0.1 0.7 0.7
1 1 1 1 1 1 3 3
0.4466 0.4466 0.0698 0.349 0.65702 0.22656 0.71568 1.512
0.426 0.5848 1.4144 1.89 0.72 1.89 0.0075 0.0185
0.7 0.7 0.1 0.95 0.7 0.35 0.7 0.95
3 2 2 1 1 1 1 1
0.8946 0.81872 0.28288 1.7955 0.504 0.6615 0.00525 0.017575
20
Total A(m/s) 9.82411
RT(s) 0.400794
Bahan penyusun ruangan :
tembok depan, belakan, samping kanan dan kiri : bata dengan plester, permukaan halus dan dicat (tembok)
lantai : keramik
ceiling(langit – langit ) : tembok
lemari baju : besi
meja belajar : kayu
jendela depan, jendela belakang, kaca atas jendela belakang, kaca atas pintu : kaca/fiberglass
pintu : kayu
papan kasur : besi
cermin : kaca/fiberglass
kasur : foam
lampu : fiberglass
gagang pintu : besi
α diperoleh dari melihat tabel di bawah ini. α disini sama dengan NRC, dimana NRC merupakan persentase energi akustik diserap dihitung dari rata-rata data uji laboratorium di beberapa frekuensi atau koefisien absorbsi. [10]
Tabel NRC atau koefisien absorbs i Noise Reduction Coefficients of Materials
NRC
Brick, unglazed
.05
Concrete block
.05
1/8" pile carpet
.15
5/16" pile carpet and foam
.35
Concrete floor
.00
Plaster, smooth finish
.05
Plywood paneling, 1/4" thick
.10
Water surface (as in swimming pool)
.00
1" thick fiberglass curtain
.70
3" thick "SONEX" wedge foam
.86
4" thick smooth surface foam
.89
4" thick metal panel
.95
21
Hasil perhitungan dengan menggunakan sabine dihasilkan RT60 sebesar 0,400794. Sedangkan RT60 yang dihasilkan dengan program matlab sebesar 0,359281. Selisih antara keduanya 0,041513.
22
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan
Sumber yang digunakan merupakan impulse berupa clap/tepuk tangan sekali dan direkam pada ruangan kamar. Pada saat gelombang suara direkam terjadi beberapa fenomena yang mempengaruhi waktu dengung yang dihasilkan oleh kamar. Fenomena tersebut diantaranya fenomena transmisi, refleksi, absorbsi, difraksi, dan refraksi. Bahan-bahan/material yang terdapat di dalam ruangan kamar akan mempengaruhi gelombang suara yang merambat di dalam ruangan apakah akan mengalami fenomena transmisi, refleksi, absorbsi, difraksi maupun refraksi. Peluruhan yang terjadi sebesai 60,945793 decibel. Dari perhitungan dengan menggunakan matlab dihasilkan RT60 sebesar 0,359281 detik sedangkan dari perhitungan dengan menggunakan rumus sabine didapatkan RT60 sebesar 0,400794. Selisih dari keduanya sebesar 0,041513. Hal ini disebabkan oleh faktor pengukuran luas dan faktor noise atau material kecil yang tidak diukur. RT60 yang dihasilkan terlalu pendek akan menyebabkan ruangan terasa ‘mati’ sehingga tidak terasa adanya gema/dengung. Untuk ukuran ruang percakapan dalam hal ini menggunakan ruang tidur RT60 di bawah 1 maka masih dikategorikan baik.
5.2 Saran Saran yang dapat dilakukan untuk memperoleh hasil yang lebih baik untuk kedepannya
sebagai berikut : 1. Dilakukan simulasi pada ruangan yang memiliki fungsi khusus seperti auditorium, ruang studio/konser, ruang ibadah dan lain-lain. 2. Mengurangi noise dan memperhatikan detail material yang ada pada suatu ruangan
23
DAFTAR PUSTAKA
[1] https://gist.github.com/search?q=rt60 [2]
https://www.scribd.com/doc/133579841/Bahan-Akustik-Untuk-Mengatasi-Gema-PadaRuangan
[3]http://konfigurasistudio.wordpress.com/2012/10/12/akustik-ruang/ [4]http://peredamacoustik.blogspot.com/2014/01/peredam-suara.html [5]http://vokuz.com/peredam-suara [6]PERANCANGAN
DAN
SIMULASI
RUANG
STUDIO
REKAMAN
DALAM
BANGUNAN SEMI BAWAH TANAH ( Muhammad Ali Husein, Ir.Tutug Dhanardono, M.T.) [7]https://www.academia.edu/1827545/PERANCANGAN_AKUSTIK_RUANG_MULTIFUNG SI_PADA_TEATER_A_ITS_DENGAN_DESAIN_MODULAR [8]http://www.acoustic-material.com/HTML-TECH/absorbers.html [9]http://fichamdani.blogspot.com/2012/02/studi-kualitas-akustik-ruang-pada.html [10]https://www.scribd.com/doc/38633519/Fisbang-Akustik-Fikri-Ferdiana-13307109 [11]http://www.sengpielaudio.com/calculator-RT60.htm
24
LAMPIRAN
Source code dari https://gist.github.com/search?q=rt60 function r = rt60(s, Fs) % rt60 (s, Fs) : determine reverberation time from signal s with sampling % frequency Fs (44100 Hz for most wav's). t = (0:(length(s)-1))'/Fs; dt = 1/Fs; s2 = abs(s); s2 = s.^2; s2db = 10*log10(s2/max(s2)); %
startThreshold = -10; endThreshold = median(s2db); s2db = ma(s2db, floor(Fs/2200));
start = 1; t1 = 1; t2 = 2; r = []; while ~isempty(t1) && ~isempty(t2) t1 = start + find(s2db(start:end) > startThreshold,1, 'first'); t2 = t1 + find(s2db(t1:end) < endThreshold, 1, 'first'); start = t2; if (t2-t1)*dt < 0.1 continue elseif ~isempty(t1) && ~isempty(t2) myenv = s2db(t1:t2); tt = ((1:length(myenv))*dt)'; H = [tt ones(length(myenv), 1)]; myenv(isinf(myenv)) = 0; % todo fix this thta = H\myenv(:); r = [r, -60 / thta(1)]; %plot(tt, myenv, tt, thta(1)*tt + thta(2)) %pause end end disp(sprintf('Analyzed %d sounds, mean RT60 = %f +/- %f, median RT60 = %f', length(r), mean(r), std(r), median(r))) function r = ma(s, N) r = conv(s, ones(N, 1)/N); r = r(1:length(s));
Yang kemudian dimodifikasi dan digunakan kelompok kami untuk menghitung RT60.
25
FOTO KAMAR
Ceiling/langit-langit kamar
Pintu kamar depan
Pintu belakang
Kasur dan Papan kasur
Jendela dan kaca-kaca belakang
Meja belajar, lemari baju dan kaca depan
26
Lantai dengan keramik
27
