PARAMETER AKUSTIK (BAGIAN 1)REVERBERATION TIME

Andri Aditya Hidayat – Engineering Physics ITB

Pada artikel ini saya akan mencoba membahas sedikit mengenai waktu dengung (reverberation time) dari beberapa sumber yang saya kutip. Reverberation time RT adalah waktu yang diperlukan suara untuk meluruh sebesar 60dB. Contoh mudahnya adalah ketika anda mendengar suara anda di dalam ruangan dengan di luar ruangan sangat berbeda. Misalnya ketika di kamar mandi, banyak orang yang suka bernyanyi-nyanyi di kamar mandi karena merasa suaranya serasa lebih bagus. Itu akibat adanya dengung di kamar mandi yang membuat warna suara kita serasa lebih merdu karena adanya suara tambahan berupa suara pantulan dari dinding-dinding kamar mandi yang umumnya keramik dan plasterboard. Berbeda ketika di luar ruangan, anda mendengar suara anda lebih natural, seringkali disebut suaranya lebih kering (dry). Parameter yang menjelaskan dengung di suatu ruang tersebut adalah waktu dengung (reverberation time).

Kebutuhan waktu dengung di setiap ruang berbeda sesuai kebutuhan dan fungsi ruang tersebut. Ruang konser dengan musik bergenre rock membutuhkan waktu dengung yang berbeda dengan musik bergenre klasik. Begitu juga dengan ruang rapat, ruang kelas, ruang seminar dan lain-lain. Biasanya digunakan perkiraan range waktu dengung yang diperbolehkan untuk ruang dengan fungsi tertentu. Contohnya, ruang studio rekaman musik membutuhkan RT 0,2-0,4 sekon, ruang speech seperti seminar dan ruang kelas membutuhkan 1-1,3 sekon, ruang konser klasik mebutuhkan RT 1,7-2,5 sekon. Nilai RT ini dilihat berdasarkan ukuran ruangan yang kita pakai.

Umumnya, musisi sering menyebut suara di suatu ruang lembab (wet) atau kering (dry). Parameter waktu dengung bisa menjelaskan hal tersebut. Waktu dengung yang kecil nilainya sering disebut dry, sedangkan yang lebih lama waktunya disebut wet. Banyak istilah lain seperti ‘cempreng’/tipis, gemuk, yang biasa digunakan dalam kehidupan sehari-hari. Istilah tersebut dipengaruhi oleh parameter akustik waktu dengung dan parameter lain yang akan dibahas selanjutnya.

Mungkin anda bertanya, apa arti waktu dengung ruang seminar 1-1,3 sekon. Nilai waktu dengung dipengaruhi oleh volume ruangan. Karena berada di dalam ruang, maka akan terjadi room modes (bahasannya akan lebih detail di bagian room modes). Akibatnya waktu dengung di setiap frekuensi akan berbeda. Nilai waktu dengung yang ada di referensi biasanya merupakan rata-rata dari keseluruhan frekuensi. Misalnya RT pada 125 Hz = 1,4 sekon, RT pada 1000 Hz = 1 sekon, dll. yang kemudian angka tersebut dirata-rata sehingga didapatlah waktu dengung rata-rata tersebut. Namun sebagai acoustic engineer, tidak seenaknya saja kita mengambil nilai waktu dengung karena suara bisa menjadi tidak balance, seperti yang diungkapkan secara awam, suaranya mungkin menjadi cempreng atau terlalu gemuk.

Waktu dengung juga dipengaruhi oleh absorpsi suara diruangan tersebut. Jika anda melihat studio musik, anda akan menemukan bahan-bahan di dinding maupun lantai seperti foam, karpet, kayu triplek, fiberglass, glasswol, rockwol, dan lain lain yag dipasang di studio tersebut. Bahan-bahan tadi memiliki nilai absorpsi dan refleksi yang berbeda-beda yang akan mepengaruhi waktu dengung. Semakin besar absorpsi suara oleh bahan di dalam ruang, maka waktu dengung akan menjadi lebih kecil.

Bagaimana cara menghitung waktu dengung?

Sebagaimana arti dari waktu dengung yakni waktu yang dibutuhkan suara untuk meluruh sebesar 60dB, maka kita bisa mengetahui nilainya dari pengukuran. Caranya mudah, coba beri suatu sinyal impulse di suatu ruang, misal anda tepuk tangan sekali saja. Rekam suara tersebut lalu liat grafiknya. Anda bisa memakai banyak software audio untuk menampilkan grafik tekanan suara denagn waktu seperti ini:

Nah, anda sekarang tinggal menghitung dari ordinat y yakni tekanan suara, pengurangan suara hingga 60 dB di mulai dari suara asli berhenti membutuhkan berapa x waktu. Biasanya diambil dari -5dB sampai -75dB, atau terserah anda yang penting 60dB. Waktu x yang anda dapatkan adalah waktu dengung.

Lalu bagaimana jika ternyata ketika kita merekam suara tersebut, sinyalnya lemah, atao bisa jadi noise alat perekam kita besar, contoh jika anda merekam dengan HP.Dengan begitu Anda tidak bisa mendapatkan peluruhan 60 dB bukan? Solusinya Anda bisa dekati dengan pendekatan T15, T20, juga T30 tergantung kebutuhan anda. T15 artinya waktu dengung dengan pendekatan peluruhan sebesar 15dB. Dari T15 anda akan mendapatkan waktu x, tinggal anda kalikan waktu x tersebut hingga mencapai 60dB, kalau T15 berarti dikalikan 4 kali. Begitu juga dengan T20 dan T30.

Bagaimana jika ruangannya belum ada?

Jika ruangan masih dalam rancangan pembuatan, kita bisa mengira-ngira nilai waktu dengung tersebut melalui perhitungan waktu dengung.

Sabine Equation

Sabine menemukan bahwa waktu dengung di suatu ruang dipengaruhi oleh volume dan jumlah luas permukaan absorpsi suara di ruang tersebut.

T 60=0.161 V

∑∝S

T60 = waktu dengung: waktu suara untuk meluruh sebesar 60dBV = volume ruang (m3)α = koefisien absorpsi bahanS = luas permukaan bahan absorpsi (m2)

Adanya rumus sabine diatas sangat membantu perkembangan teknologi perancangan ruangan akustik hingga saat ini. Software-software akustik mulai banyak bermunculan sehingga kita bisa memperkirakan parameter-parameter akustik berdasarkan gedung yang kita rancang. Kembali lagi ke rumus sabine, sebenarnya konstanta rumus ini digunakan saat temperatur ruang 20oC. Di Indonesia seringkali temperatur ruang sedikit lebih besar dari 20oC. Namun hal ini bisa diabaikan karena pengaruhnya kecil, lagipula temperatur bisa di set menggunakan AC. Rumus Sabine biasa digunakan untuk rancangan ruang berukuran besar seperti ruang konser dengan koefisien absorpsi rata-rata diatas 0,5. Untuk ruang dengan rata-rata koefisien absorpsinya kurang dari 0,5 atau mendekati dead room, misalnya ruang studio, digunakan pendekatan lain yakni Norris Eyring.

Norris Eyring

T 60= 0.161V−ST ln (1−∝)

T60 = waktu dengung V = volume ruang (m3)α = rata-rata koefisien absorpsi bahan (ΣSi.α/ΣSi)ST = luas permukaan total ruangan (m2)

Rumus di atas sangat efektif untuk perhitungan waktu dengung dengan ruangan bersifat sangat absorptif.

Untuk ruangan yang sangat besar, faktor udara bisa mempengaruhi waktu dengung juga, umumnya pada frekuensi lebih tinggi dari 2 kHz. Lembabnya udara bisa menyebabkan suara terabsorpsi oleh udara. Karenanya, rumus-rumus diatas bisa kita modifikasi menjadi:

T 60=0.161 V

∑∝S+4mV

T 60= 0.161V−ST ln (1−∝ )+4mV

Nilai m per meter dalam sabine adalah 0,009 pada 2 kHz, 0,025 pada 4 kHz, dan 0,08 pada 8 kHz. Nilai ini bisa diaplikasikan pada keadaan kelembaban 40% hingga 60%.

Pengaruh Reverberation Time

Nilai RT di dalam suatu ruang akan sangat berpengaruh pada suara yang kita dengar. Sebagai contoh, mungkin anda pernah berada di suatu gor yang digunakan pertunjukan musik. Anda akan mendengar suaranya aneh, menggaung, tidak jelas, sehingga tidak bisa kita menikmati musik di ruang tersebut. Mungkin yang anda dengar dominan seperti noise. Ini salah satu pengaruh dari nilai waktu dengung yang berlebihan. Wajar, gor tempat olahraga, umumnya berbahan reflektif, waktu dengung bisa mencapai 4-5 sekon. Kalau dipakai olahraga? Sangat cocok! Satu suara penonton saja bisa ramai kan? Sehingga pemain lebih bersemangat.

Sebaliknya, bagaimana jika pertunjukan musik klasik dipertontonkan di lapangan? Anda akan sangat jelas mendengar tone dan timbre alat musik tersebut secara jelas. Tapi bunyi dari

satu alat musik dengan alat musik tidak saling bercampur. Seolah anda mendengar banyak alat musik yang dimainkan sendiri-sendiri, bedakan dengan suara di ruang konser dimana anda mendengar semua suara menjadi satu kesatuan.

Nilai waktu dengung akan sangat berpengaruh pada clarity (kejelasan tone) dan definition (kejelasan suara ucap). Pada artikel selanjutnya saya akan membahas mengenai parameter-parameter tersebut beserta parameter akustik lainnya.

Referensi:

Long, Marshall.2006.Architectural Acoustic.California:Elsevier Inc Everest, Alton. 2009.Master Handbook of Acoustic 5th Edition.New York:Mc Graw Hill IncVigran, Erik. 2008. Building Acoustic.New York:Taylor & FrancisIngard, Uno. 2008. Notes on Acoustic. New Delhi:Infinity Science Press LLC