Fisika Bangunan 2

AKUSTIKAkustik Ruang :

Perilaku Bunyi dalam ruang Isolasi Bunyi dalam ruang Menghitung RT Pertimbangan pemilihan bahan dalam akustik ruang

Perilaku Bunyi dalam ruang

Memperlakukan gelombang bunyi seperti gelombang sinar bunyi khayal, yang tegak lurus pada muka gelombang yg bergerak maju. Merambat dalam garis-garis lurus pada tiap arah di dlm ruang, seperti berkas cahaya dlm optik. Pendekatan ini disebut dengan akustik geometrik. Sebagian energinya akan dipantulkan, diserap, disebarkan, dibelokkan atau ditransmisikan ke ruang yg berdampingan, tergantung pada sifat akustik dindingnya.

8 3 6

2 Kelakuan bunyi dalam ruang tertutup: 1. bunyi datang 2. bunyi pantul 5 3. bunyi diserap 4. bunyi difus / disebar 4 5. bunyi difraksi / dibelokkan 6. bunyi yg ditransmisikan 7 7. bunyi yh hilang dlm struktur bang. 1 8. bunyi yg dirambatkan

Sumber bunyi

Pemantulan Bunyi

Permukaan yg keras, tegar dan rata : beton, bata, batu, plester, atau gelas memantulkan hampir semua energi bunyi.

1. pemantulan merata2. pemantulan menyebar3. pemantulan memusat

Penyerapan Bunyi

1

Bahan lembut, berpori dan kain juga manusia bersifat sebagian besar energi. Perubahan energi bunyi menjadi energi lain : panas.Dalam akustik lingkungan unsur berikut dpt menunjang penyerapan bunyi. :

1. lapisan permukaan dinding, lantai dan atap.2. isi ruang seperti penonton, bahan tirai, tempat duduk dengan lapisan lunak dan karpet.3. udara dalam ruang

Efisiensi penyerapan bunyi suatu bahan pada suatu frekuensi tertentu dinyatakan oleh koefisien penyerapan bunyi ( α )Penyerapan bunyi suatu permukaan diukur dalam sabins . 1 (satu) sabin menyatakan suatu permukaan seluas 1 ft2 ( 1 m2) yg mempunyai koefisien penyerapan α = 1.0 Besar penyerapan = Luas permukaan x koefisien penyerapan.

Difusi Bunyi

Diperlukan pada jenis ruang-ruang tertentu : ruang konser, studio radio dan rekaman, dan ruang-ruang musik, karena dibutuhkan distribusi yg merata., mengutamakan kualitas musik dan pembicaraan asli. (p 27)

Difraksi Bunyi

Gejala akustik yang menyebabkan gelombang bunyi dibelokkan atau dihamburkan sekitar sudut, kolom, tembok ( penghalang ), lebih nyata pada frekuensi rendah.. pendekatan akustik geometri tidak sesuai untuk meramalkan dengan tepat kelakuan bunyi dlm rg tertutup dalam frkuensi rendah,( dibawah 250 Hz ) panjang gelombang besar.

Dengung

Bila bunyi tunak (steady) dihasilkan dalam suatu ruang, tekanan bunyi membesar secara bertahap dan dibutuhkan beberapa waktu bagi bunyi untuk mencapai nilai keadaan tunaknya. Hal ini akibat pemantulan yg berturut-turut dalam suatu ruang tertutup setelah sumber bunyi dihentikan disebut dengung. Ini mempunyai pengaruh yg berbeda terhadap kondisi mendengar dalam auditorium karena kehadirannya mengubah persepsi terhadap bunyi transien., yaitu bunyi yg mulai dan berhenti dengan tiba-tiba. Dalam pengendalian denung dalam auditorium, bunyi transien dari pidato dan musik perlu dilindungi dan ditingkatkan untuk menjamin inteligibilitas pembicaraan yang tertinggi dan kemikmatan musik yang terlengkap.

2

Rumus dengung hanya berlaku untuk auditorium dimana bunyi adalah difus. Nilai RT berubah karena perubahan frekuensi.jangkauan frekuensi audio : 125, 500, dan 2000 Hz.Bila tak disebutkan, RT dalam frekuensi 500 ( 512 ) Hz.

3

4

Isolasi Bunyi dalam Ruang

Dihindari isolasi bunyi yang merugikan dalam rancangan arsitektur:

dinding dan lantai yang tebal dan berat, diperoleh banyak ruang. menghemat beban konstruksi. Memperpendek waktu konstruksi, Keluwesan dalam perancangan.

Isolasi Bunyi yg lewat UdaraRugi transmisi Bunyi / Sound Transmission Loss ( TL ) suatu partisi, yg dinyatakan dalam decibel /dB, yaitu jumlh decibel berkurangnya energi bunyi datang pada partisi bila melewati struktur. Nilai numerik TL hanya tergantung pada konstruksi partisi dan berubah dengan frekuensi bunyi, tak tergantuk pada sifat akustik kedua ruang.TL partisi lembar tunggal (single –leaf) yg homogen terutama tergantung pada berat permukaan partisi dan frekuensi bunyi yg ditransmsi , lihat kurva hukum massa ( mass- law-curve). TL bertambah

5

6

7

8

9

10

Reduksi Bising oleh partisi :

Reduksi Bising ( NR ) : insulasi bunyi antara ruang-ruang karena memperhitungkan efek berbagai jejak transmisi antara ruang sumber dan ruang penerima dan juga sifat akustik ruang-ruang ini., NR dinyatakan dalam dB.

NR = L1 – L2 atau NR = TL + 10 log A2 / S

L1 = tingkat tekanan bunyi rata-rata di rg sumber, dBL2 = tingkat tekanan bunyi rata-rata di rg penerima, dBTL = transmission LossA2 = penyerapan total ruang penerima , sabin ft persegi (sabin meter persegi )S = luas partisi, ft/m persegi

NR dapat lebih tinggi atau lebih rendah dr TL, tergantung pada hubungan antara luas partisi dan penyerapan bunyi dalam ruang penerima.dengan penambahan luas partisi terdapat transmisi bising yg lebih banyak, dan dengan penambahan penyerapan buni, terjadi transmisi bising yg lebih sedikit ke dlm rg penerima. Bila permukaan batas di rg penerima menyerap secara sempurna, NR akan melampaui TL sekitar 5 dB >> NR = TL + 5 dBNR yg terjadi sering lebih kecil , karena adanya transmisi sampingan (flanking transmi—ssion): pembatas dinding, , lantai, bukaan dlm partisi (sambungan antar celah), pintu, langit-langi, pipa saluran udara dll.

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

Tabel : Kriteria Bising Latar Belakang yg direkomendasi untuk Ruang-ruang

22

23

Koeffisien Penyerapan Bunyi Bahan-bahan Bangunan,Bahan Akustik dan Isi Ruang

24

ELEKTROAKUSTIK Komponen dan Metoda Menghitung jarak antar Loudspeaker, jarak distribusi, ketinggian langit-langit dan frekuensi

resonansi panil getar.

Referensi :1. Satwiko, Prasasto, 2004, FISIKA BANGUNAN 2, edisi kesatu, Yogyakarta :

Penebit Andi.2. Mediastika, Christina E., 2005, AKUSTIKA BANGUNAN, PRINSIP-PRINSIP

DAN PENERAPANNYA DI INDONESIA, Jakarta : Penerbit Airlangga.

Komponen dan Metoda

Sistem tata suara yang baik/ berkualitas sangat berkenaan dengan desain bangunan itu sendiri. Sebelum ditemukannya teknologi tata suara, seperti kini, peran dari rancang bangun sangat menentukan kualitas tata suaranya. Tata suara elektronik dan akustik bangunan akan saling mendukung untuk menghasilkan kualitas tata suara yg diinginkan.Komponen tata suara elektronik terdiri dari mikrofon ( microphone), yang bertugas mengubah gelombang bunyi menjadi sinyal listrik, penguat (amplifier), bertugas memperkuat sinyal listrik dan loudspeaker yang mengubah sinyal listrik menjadi gelombang bunyi.

Loudspeaker

Gel. Bunyi dalam rentang frekuensi 20 Hz --- 20.000 Hz ( 20 kHz ), Loudspeaker tunggal yang memproduksi bunyi dengen rentang frek. tersebut, hasilnya tidak bagus. Maka bunyi yg diproduksi dipecah dalam 3 rentang frekuensi dengan alat Crossover :

Frekuensi 2.000 --- 20.000 Hz ( bunyi nada tinggi) dihasilkan oleh Hi-range speaker, tweeter

Frekuensi 500 --- 2.000 Hz ( nada tengah ) dihasilkan oleh Mid-range speaker (medium-frequency loudspeaker )

Frekuensi 150 --- 500 Hz ( nada rendah ) dihasilkan oleh Low-range speaker ( low-frequency loudspeaker, woofer ) dan frekuensi 20 – 150 Hz oleh sub-woofer.

Pada mulanya berbagai bunyi masuk melalui satu pintu dan direpro untuk keluar lagi sebagai bunyi mono. Maka dikembangkan menjadi suara stereo – surround effect. Fasilitas lain yang melengkapi :

Radio (tunner) Pemutar kaset ( cassette –player ), pemutar CD, pemutar VCD / DVD Equalizer : mengatur kekuatan bunyi berdasar frekuensinya. Synthesizer, untuk mengubah warna bunyi. Mixer, untuk mengatur dan mencampur lalulintas bunyi. Untuk memadukan beberapa

sumber bunyi dan mangatur kekuatannya.

Penempatan loudspeaker :

Terpusat (central cluster), sekelompok speaker yang diletakkan di atas sumber bunyi asli, setinggi 7 – 13 meter dan agak ke depan sedikit. Arah speaker ada yang ke arah pendengar bagian depan, ke arah tengah dan belakang. Beberapa pertimbangan penempatan cara ini :o Tidak ada penghalang antara speaker dan pendengar. Speaker frekw. Tinggi sangat

fokus ( terarah)

Gel. bunyi

mikrofon

amplifier

25

o Perbandingan jarak dari masing-masing speaker nada tinggi ke pendengar terjauh dan terdekat (d2/d1) harus kurang dari 2.

o Speaker nada tinggi harus langsung diarahkan ke pendengar, sehingga bunyi tak dipantulkan permukan ruang.

o Posisi operator sedemikian rupa sehingga apa yang didengar sama dengan yang didengar pendengar.

Tersebar (distributed), perletakan di atas pendengar, digunakan untuk ruang dengan langit-langit pendek, diutamakan untuk mendapatkan kejelasan bunyi bukan arah bunyi : hotel, bandara dsb. Beberapa pertimbangan penempatan cara ini :o Ketingian langit-langit ( H ) < 7 mo Loudspeaker disusun sehingga setiap pendengar mendengar dari speaker terdekat.o Diperlukan alat penunda sinyal (signal delay ) untuk menghindari gema buatan, akibat

bunyi dari speaker terdekat lebih dulu terdengar dari pada bunyi dari bunyi asli., apabila perbedaan jarak tempuhnya > 10 m dan tingkat intensitas bunyi asli 5 – 10 dB lebih besar drpd bunyi speaker terdekat.

Terpadu dengan kursi (seat-integrated), biasa diterapkan di gereja, untuk mendapatkan bunyi yang pelan tetapi jelas dan merata.

Kombinasi. Untuk kombinasi terpusat dan tersebar diperlukan alat penunda bunyi ( initial time delay ), agar bunyi speaker dari deretan belakang menunggu datangnya bunyi dari speaker terpusat di depan.

Indeks artikulasi : adalah ukuran subyektif utk menentukan kejelasan percakapan pada suatu ruangan. Indeks artk. Berentang antara 0 – 1, 0 berarti sangat buruk ( sulit mengerti / menangkap kata-kata) dan 1 berarti sempurna (sangat jelas).

26

o Ketinggian langit-langit (H) kurang dari 7 meter.o Loudspeaker harus disusun sedemikian rupa sehingga setiap pendengar dapat mendengar

langsung dari speaker tersebut.o Mungkin diperlukan alat penunda sinyal ( signal delay) untuk menghindari gema buatan

akibat bunyi dari speaker terdekat lebih dahulu dari pada bunyi dari sumber asli apabila perbedaan jarak tempuhnya > 10 m dan tingkat intensitas bunyi sumber asli 5 – 10 dB lebih besar daripada bunyi speaker terdekatnya.

o Sistem tersebar denagn penunda sinyal harus digunakan di ruang yang memanjang atau untuk mendukung sistem terpusat terutama di bawah balkon.

27

28

29

30

31

Ujian FISIKA BANGUNAN 02 – Juni 2007 Waktu : menitClossed Book

Buat tanda silang pada jawaban yang anda anggap benar.

1. Bahan lembut, berpori seperti kain mempunyai sifat : a. menyerap b. memantulkan c. menyebarkan d. membelokkan sebagian besar energi bunyi.

2. Besar penyerapan dari suatu bahan sangat tergantung dari : a. Luas permukaan b. jenis c. warna d. koefisien penyerapan ... bahan.3. Waktu dengung didefinisikan sebagai waktu yang dibutuhkan suatu bunyi yg tiba-tiba dihen- tikan untuk berkurang ... a. 40 dB b. 50 dB c. 60 dB d. 70 dB4. Waktu dengung : RT ( Tr ) = 0,05 V / ( A + x V ), x adalah : a. luas bidang serap b. tekanan udara c. koefisien penyerapan udara d. koefisien serap bahan.5 Di atas podium sebaiknya menggunakan bahan yang bersifat : a. menyerap

b. memantulkan c. menyebarkan d. membelokkan sebagian besar energi bunyi. 6. Penempatan loudspeaker tipe sentral akan lebih sesuai untuk bangunan yang : a. mempunyai volume ruang yang besar. b. ketinggian langit-langit > 7 m c. ketinggian langit-langit < 7 m d. ada penghalang antara speaker dengan penonton.7. Berikut adalah komponen pokok dalam elektroakustika : a. mikrofon b. loudspeaker c. transistor d. amplifier.8.

32