analisis waktu dengung reverberation time) …/analisis... · dengung yang ideal, ... konversi...

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

ANALISIS WAKTU DENGUNG (REVERBERATION

TIME) PADA RUANG KULIAH B III.01 A FMIPA UNS

SURAKARTA

Disusun oleh:

OKTA BINTI MASFIATUR ROHMAH

M 0207008

SKRIPSI

Diajukan untuk memenuhi sebagian

persyaratan mendapatkan gelar Sarjana Sains

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

Januari, 2012


commit to user

ANALISIS WAKTU DENGUNG (REVERBERATION TIME)

PADA RUANG KULIAH B III.01 A FMIPA UNS SURAKARTA

Okta Binti Masfiatur Rohmah

Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Universitas Sebelas Maret

ABSTRAK

Telah dilakukan analisis kinerja akustik ruang kuliah B III.01 A FMIPA

UNS dengan pengukuran waktu dengung atau reverberation time (RT).

Pengukuran dilakukan dengan metode numerik menggunakan persamaan Sabine

dan metode eksperimen menggunakan B&K handheld analyzer 2270 dengan

perangkat lunak Pulse Reflex. Dari metode numerik diperoleh nilai waktu

dengung adalah 5,33 sekon yang belum sesuai standar yaitu 0,6 sampai 0,8 sekon.

Dari metode eksperimen diperoleh nilai T30 dan T20 pada frekuensi 500 Hz

berturut-turut adalah 3,65 sekon dan 3,71 sekon. Waktu dengung menurun secara

signifikan ketika absorber dipasang di dalam ruang. Dari penelitian ini juga

dihasilkan prosedur inversi untuk mencari koefisien serap bunyi dalam ruang.

Dengan menggunakan prosedur inversi dapat ditentukan luas minimal absorber

yang perlu dipasang di dalam ruangan untuk memperbaiki nilai waktu dengung

ruang tersebut.

Kata kunci : waktu dengung, penghitungan numerik, persamaan Sabine, prosedur

inversi


commit to user

viii

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL ...................................................................... i

HALAMAN PENGESAHAN ........................................................ ii

HALAMAN PERNYATAAN ........................................................ iii

MOTTO DAN PERSEMBAHAN ................................................. iv

HALAMAN ABSTRAK ................................................................ v

HALAMAN ABSTRACT ............................................................... vi

KATA PENGANTAR .................................................................... vii

DAFTAR ISI ................................................................................... viii

DAFTAR TABEL ........................................................................... x

DAFTAR GAMBAR ...................................................................... xi

DAFTAR LAMPIRAN ................................................................... xii

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah ........................................ 1

1.2 Perumusan Masalah ................................................ 2

1.3 Batasan Masalah ..................................................... 3

1.4 Tujuan Penelitian .................................................... 3

1.5 Manfaat Penelitian .................................................. 3

1.6 Sistematika Penulisan ............................................. 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pengertian Bunyi .................................................... 5

2.2 Gelombang Bunyi .................................................. 6

2.3 Perambatan Bunyi ................................................... 6


commit to user

ix

2.4 Pemantulan Bunyi ................................................... 7

2.5 Penyerapan Bunyi ................................................... 10

2.6 Difusi Bunyi ........................................................... 12

2.7 Difraksi Bunyi ........................................................ 13

2.8 Impulse Respone ..................................................... 14

2.9 Dengung .................................................................. 15

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Metode Penelitian ................................................... 20

3.2 Alat Penelitian ........................................................ 20

3.3 Tempat dan Waktu Penelitian ................................. 20

3.4 Pengambilan Data

3.4.1 Pengambilan Data untuk Metode Numerik .. 21

3.4.2 Pengambilan Data untuk Metode Eksperimen 22

3.5 Pengolahan Data

3.5.1 Perumusan Sabine ........................................ 24

3.5.2 Pengolahan Data Eksperimen ...................... 24

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Perhitungan Reverberation Time Secara Numerik . 25

4.2 Perhitungan Reverberation Time Secara Eksperimen 26

4.3 Prosedur Inversi ...................................................... 31

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan ............................................................. 35

5.2 Saran ....................................................................... 35

DAFTAR PUSTAKA ..................................................................... 36

LAMPIRAN-LAMPIRAN ............................................................ 37


commit to user

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah

Ruang perkuliahan merupakan salah satu fungsi bangunan yang harus

didukung akan kenyamanan akustik. Umumnya suatu ruangan mempunyai

kualitas akustik yang baik untuk memberikan kenyamanan audio kepada orang

yang ada di dalamnya.

Ruang B III.01 A merupakan salah satu ruang di Gedung B Fakultas

Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Ruang ini biasa digunakan untuk kegiatan perkuliahan. Ruang B III.01 A

berbentuk persegi panjang dan mampu menampung kurang lebih 40 orang.

Ruangan ini berbatasan langsung dengan ruang B III.01 B dengan sekat triplek.

Dilihat dari fungsinya secara akustik, ruangan ini digolongkan sebagai ruangan

yang didesain untuk speech (percakapan).

Kualitas akustik sebuah ruangan ditentukan oleh parameter akustik yang

dimiliki oleh ruangan tersebut. Salah satu parameter akustik dalam ruangan adalah

dengung atau reverberation. Dengung adalah bunyi yang berkepanjangan yang

diakibatkan pemantulan bunyi yang berturut-turut dalam ruangan tertutup setelah

sumber bunyi dihentikan. Setiap ruangan dengan fungsi tertentu memiliki waktu

dengung yang ideal, sesuai dengan aktifitas yang diwadahinya. Sebuah ruangan

bisa jadi membutuhkan sedikit pemantulan atau perpanjangan bunyi untuk

menciptakan suasana yang lebih hidup. Ruangan untuk percakapan termasuk

ruangan yang membutuhkan sedikit perpanjangan bunyi. Hal ini disebabkan

perpanjangan bunyi yang terlalu lama akan merusak bunyi aslinya. (Doelle, 1993)

Pengukuran tingkat reverberation dalam sebuah ruangan dilakukan dengan

menggunakan waktu dengung (reverberation time). Reverberation time pertama

kali dikenalkan oleh W. C. Sabine pada tahun 1920 sewaktu ia bekerja untuk

meneliti sifat dengung dari suatu auditorium. (Sabine, 1923). Pengukuran waktu

dengung (reverberation time) pada suatu ruangan adalah salah satu cara yang

sangat penting dan lazim dilakukan oleh para ahli akustik ruangan (architectural

1


commit to user

2

acoustics) guna menyelidiki atau menguji karakteristik suara dalam sebuah

ruangan. (Akil, 1996).

Penelitian dilakukan di ruang B III.01 A FMIPA UNS karena ruangan ini

memiliki komposisi yang hampir sama dengan sebagian besar ruangan yang ada

di FMIPA UNS. Kesamaannya meliputi volume ruangan, bahan pembentuk

ruang, dan sekat antara ruang di sebelahnya (sekat triplek). Sehingga hasil yang

diperoleh pada penelitian ini dapat mewakili untuk mengetahui kualitas akustik

ruang perkuliahan di FMIPA UNS dinilai dari waktu dengung ruangan tersebut.

Bahan penyerap bunyi (absorber) dapat digunakan untuk memperbaiki

waktu dengung suatu ruangan. Pada penelitian ini dihasilkan konversi rumus

Sabine untuk mencari tahu berapa luasan absorber dengan koefisien serap bunyi

tertentu yang perlu dipasang pada suatu ruangan supaya waktu dengung pada

ruangan tersebut sesuai dengan standar yang dianjurkan.

1.2 Perumusan Masalah

Kualitas akustik suatu ruangan dapat dilihat dari nilai waktu dengungnya.

Pada penelitian ini dilakukan pengukuran waktu dengung ruang B III.01 A

FMIPA UNS dan membandingkan hasil yang diperoleh dengan standar yang ada.

Ruang kelas yang didesain untuk percakapan mempunyai standar waktu dengung

0,6s – 0,8s.

Waktu dengung dapat dikontrol dengan pemakaian absorber. Pada

penelitian ini dilakukan pengukuran waktu dengung pada suatu ruangan dengan

kondisi tanpa absorber dan dengan tambahan absorber. Sehingga dapat diketahui

pengaruh absorber terhadap waktu dengung. Berdasarkan rumus Sabine, dapat

dikembangkan suatu persamaan yang bisa digunakan untuk menghitung berapa

luasan absorber dengan nilai koefisien serap bunyi tertentu yang perlu dipasang di

dalam suatu ruangan untuk memperbaiki nilai waktu dengung di ruangan tersebut.

Konversi rumus Sabine ini berlaku untuk semua jenis ruang dengan volume yang

berbeda-beda.


commit to user

3

1.3 Batasan Masalah

Penelitian ini dilakukan di ruang B III.01 A FMIPA UNS. Reverberation

Time dihitung secara numerik dengan menggunakan persamaan Sabine. Secara

eksperimen waktu dengung yang diambil adalah T20 dan T30. Pada penelitian ini

dianalisis pengaruh pemakaian absorber terhadap waktu dengung.

1.4 Tujuan Penelitian

1. Mengetahui nilai waktu dengung (reverberation time) ruang B III.01 A

FMIPA UNS.

2. Mengetahui pengaruh pemberian absorber terhadap waktu dengung.

3. Mengetahui persamaan yang dapat digunakan untuk menghitung

berapa luasan absorber dengan nilai koefisien serap bunyi tertentu

yang perlu dipasang di dalam suatu ruangan untuk memperbaiki nilai

waktu dengung ruangan tersebut.

1.5 Manfaat Penelitian

1. Diperoleh gambaran nyata tentang tingkat kinerja akustik suatu

ruangan sebagai tolok ukur kenyamanan pendengaran dilihat dari nilai

waktu dengungnya.

2. Hasil dari penelitian ini dapat dijadikan pembanding terhadap

penelitian yang sudah ada serta berguna sebagai bahan acuan

pengembangan ruangan tersebut selanjutnya.

1.6 Sistematika Penulisan

Laporan skripsi ini disusun dengan sistematika sebagai berikut :

BAB I Pendahuluan

BAB II Tinjauan Pustaka

BAB III Metode Penelitian

BAB IV Hasil Penelitian dan Pembahasan

BAB V Kesimpulan dan Saran


commit to user

4

Pada Bab I diterangkan tentang latar belakang pemilihan tema, perumusan

masalah, tujuan penelitian, dan manfaat dari hasil penelitian yang dilakukan. Bab

II memuat dasar teori yang mendasari dilakukannya penelitian ini. Bab III

membahas metodologi penelitian yang berisi tentang alat dan bahan yang

digunakan dalam penelitian, metode eksperimen yang digunakan, tempat dan

waktu penelitian, serta langkah-langkah pengambilan data.

Bab IV berisi hasil penelitian baik berupa data, grafik, maupun gambar,

serta perhitungan analisanya. Kemudian dibahas lebih lanjut mengenai keterkaitan

hasil penelitian dengan teori atau hasil penelitian lain yang mendukung pada

bagian pembahasan.

Dari hasil penelitian akan diperoleh kesimpulan dan saran yang dibahas

pada Bab V. Bagian terakhir berisi daftar pustaka dan lampiran yang menjelaskan

data atau keterangan lain yang lebih terperinci.


commit to user

5

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pengertian Bunyi

Bunyi (sound) adalah gelombang getaran mekanis dalam udara atau benda

padat yang masih bisa ditangkap oleh telinga normal manusia dengan rentang

frekuensi antara 20 - 20.000 Hz atau dapat juga didefinisikan sebagai gelombang

mekanik longitudinal berfrekuensi 20 – 20.000 Hz yang menjalar melalui medium

padat, cair, gas yang dapat ditangkap oleh indra dengar manusia. Jangkauan

frekuensi ini sebagai jangkauan pendengaran atau audible range. (Halliday dan

Resnick, 1996)

Bunyi memiliki dua definisi yaitu :

a. Secara fisis merupakan pergerakan partikel melalui medium udara, disebut

sebagai bunyi objektif.

b. Secara fisiologis bunyi dianggap sebagai sensasi dari pendengaran yang

ditimbulkan oleh kondisi fisik, disebut sebagai bunyi subyektif. (Doelle,

1993)

Bunyi terjadi karena adanya benda yang bergetar yang menimbulkan

gesekan dengan zat disekitarnya. Sumber getaran dapat berupa objek yang

bergerak, dan dapat pula udara yang bergerak. Gerakan dari objek atau udara

tersebut akan menyentuh partikel zat yang ada di dekatnya. Partikel zat yang

pertama disentuh (yang paling dekat dengan objek) akan meneruskan energi yang

diterimanya ke partikel sebelahnya. Demikian seterusnya partikel-partikel zat

akan saling bersentuhan sehingga membentuk rapatan dan renggangan. (Christina,

2005)

Bunyi terjadi karena beberapa hal, misalnya getaran seperangkat alat

musik atau mesin yang mengubah kedudukan udara dan menyebabkan udara di

sekitarnya mengalami peningkatan dan penurunan tekanan. Contoh yang lain

adalah ketika kita berbicara atau bernyanyi, mulut kita akan terbuka dan tertutup

sehingga menghembuskan udara yang menyebabkan aliran udara berubah.

(Rossing, 2007)

5


commit to user

6

2.2 Gelombang Bunyi

Gelombang bunyi merupakan gelombang longitudinal yang terjadi karena

perapatan dan perenggangan dalam medium gas, cair, atau padat yang arah

getarannya sejajar dengan arah perambatan gelombang. (Tipler, 1998)

Berdasarkan frekuensinya, gelombang bunyi dapat dibedakan menjadi tiga

kategori yaitu :

a. Gelombang infrasonik, yaitu gelombang dengan frekuensi < 20 Hz.

b. Gelombang audiosonik, yaitu gelombnag dengan frekuensi 20 – 20.000

Hz.

c. Gelombang ultrasonik, yaitu gelombang dengan frekuensi > 20 kHz.

Dari ketiga macam bunyi tersebut yang dapat didengar oleh telinga manusia

adalah bunyi audiosonik. (Tipler, 1998)

Bunyi adalah gelombang getaran mekanis dalam udara atau benda padat

yang masih bisa ditangkap oleh telinga manusia normal, dengan rentang frekuensi

antara 20Hz-20kHz. Kepekaan telinga manusia terhadap rentang ini semakin

menyempit sejalan dengan pertambahan umur. Di bawah rentang tersebut disebut

bunyi infra (infra sound), sedang di atas rentang tersebut disebut bunyi ultra (ultra

sound). Bunyi yang merambat lewat udara adalah bunyi udara. Bunyi yang

merambat melalui struktur bangunan disebut bunyi struktur. (Prasasto, 2007)

2.3 Perambatan Bunyi

Bunyi adalah gelombang longitudinal. Bunyi merambat melalui medium

yang memiliki massa dan elastisitas, melalui mekanisme rapatan dan renggangan

partikel-pertikel medium di udara, partikel-partikel udara yang meneruskan

gelombang bunyi tidak berubah posisi normalnya, tetapi hanya bergeser di posisi

setimbangnya. Ruang tempat gerak bunyi disebut medan bunyi. Dalam medan

bunyi partikel-partikel pada medium bunyi menunjukkan gerakan bolak-balik

disekitar posisi setimbangnya. Gerakan bolak-balik inilah yang menyebabkan

terjadinya rambatan gelombang. Hal ini dapat diamati pada gambar 2.1.(Dodi,

2005)


commit to user

7

Gambar 2.1 Pergerakan Partikel Bunyi pada Medium (Sumber : Dodi, 2005)

Menurut David M. Howard dan Jamie A. S. Angus, bunyi dalam medium

dapat dimisalkan seperti bola golf yang dihubungkan satu sama lain dengan pegas.

Gambar 2.2 menunjukkan model sederhana satu dimensi bunyi dalam medium.

Bola golf mewakili massa molekul dalam medium yang sesungguhnya dan pegas

mewakili gaya antara molekul-molekul tersebut. Apabila bola golf yang paling

belakang didorong ke depan maka pegas yang terhubung dengan bola golf yang

lainnya akan menekan pegas yang ada di depannya dan pada lintasan yang sama

akan menekan pegas yang ada di depannya, begitu seterusnya. (Howard et. al.,

2007)

Gambar 2.2 Model Suara dalam Medium (Sumber : Howard et. al., 2007)

2.4 Pemantulan Bunyi

Ketika gelombang bunyi mengenai suatu permukaan, sebagian energinya

akan dipantulkan, sebagian ditransmisikan, dan sebagian ada yang diserap, lihat

gambar 2.3 (Rossing, 2007). Gejala pemantulan bunyi hampir sama dengan

pemantulan cahaya. Hukum pemantulan bunyi menyatakan bahwa gelombang

Maksimum

perpindahan

(negatif)

Maksimum

perpindahan

(positif)

Posisi partikel

di tengah


commit to user

8

bunyi datang, garis normal bidang, dan gelombang bunyi pantul terletak pada satu

bidang datar, sudut gelombang bunyi datang sama dengan sudut gelombang bunyi

pantul. Namum harus diingat bahwa panjang gelombang bunyi jauh lebih besar

daripada gelombang cahaya dan hukum pemantulan bunyi hanya berlaku jika

panjang gelombang bunyi lebih kecil dibandingkan dengan ukuran permukaan

pemantul. (Doelle, 1993)

Gambar 2.3 Interaksi Gelombang Bunyi dengan Bidang Batas

(Sumber : Cowan, 2007)

Pemantulan bunyi yaitu pemantulan kembali dari gelombang bunyi yang

menumbuk suatu permukaan, dimana sudut datang sama besar dengan sudut

pantul. Permukaan yang keras, tegar, dan rata memantulkan semua energi bunyi.

Bentuk permukaan pemantul dapat dibedakan dalam beberapa kondisi :

a. Permukaan rata bersifat sebagai penghasil gelombang bunyi yang merata.

b. Permukaan cekung bersifat sebagai pengumpul gelombang bunyi.

c. Permukaan cembung bersifat sebagai penyebar gelombang bunyi. Suara

yang disebarkan menimbulkan gelombang bunyi yang merambat ke segala

arah dengan tekanan bunyi yang sama pada tiap bagian ruang. (Suptandar,

2004)

Umumnya masalah akustik ruang yang disebabkan oleh pemantulan

adalah gema atau resonansi ruangan. Gema terjadi karena keterbatasan

pendengaran kita. Ketika dua bunyi datang pada waktu yang berbeda kurang dari


commit to user

9

60 ms, kita mendengar kombinasi dari dua bunyi tersebut menjadi satu bunyi.

Namun ketika perbedaan waktu datangnya lebih dari 60 ms maka kita akan

mendengar dua bunyi yang berbeda. Lihat gambar 2.4. Ketika dua buah bunyi

dihasilkan oleh satu sumber suara, gema dapat menyebabkan kesulitan dalam

memahami informasi yang disampaikan, khususnya ketika waktu datangnya

bunyi lebih dari 100 ms.

Gambar 2.4 Gema dalam Ruang (Sumber : Cowan, 2007)

Ada beberapa medan bunyi yang berbeda di dalam ruang. Lihat gambar 2.5.

1. Near Field yaitu daerah pada ¼ panjang gelombang dari sumber suara.

Tingkat tekanan bunyi pada daerah ini dapat turun naik secara signifikan

sehingga pengukuran tingkat tekanan bunyi lebih baik tidak dilakukan

pada daerah ini.


commit to user

10

2. Far field yaitu daerah diluar near field. Pengukuran tingkat tekanan bunyi

dianjurkan dilakukan pada daerah ini. Daerah far field dibagi menjadi dua

area, yaitu free field dan reverberation field. Free field berada di dalam

ruangan yang mempunyai permukaan bidang serap yang tinggi dan tidak

ada pembatas antara sumber bunyi dan penerima. Reverberation field yaitu

area yang terjadi di dekat bidang batas, berseberangan dengan sumber

bunyi, dan sangat memantul.

Gambar 2.5 Medan Suara dalam Ruang (Sumber : Cowan, 2007)

2.5 Penyerapan Bunyi

Sesuai dengan karakterisik materialnya, sebuah bidang batas selain dapat

memantulkan kembali gelombang bunyi, juga dapat menyerap gelombang bunyi.

Penyerapan ini akan mengakibatkan berkurangnya atau menurunnya energi bunyi

yang menimpa bidang batas tersebut. Penyerapan oleh pembatas ruangan sangat

bermanfaat untuk mengurangi tingkat kekuatan bunyi yang terjadi, sehingga dapat

mengurangi kebisingan ruang. Hal ini sekaligus bermanfaat untuk mengontrol

waktu dengung. (Christina, 2005)


commit to user

11

Menurut Leslie L. Doelle (1993) penyerapan bunyi adalah penyerapan

energi bunyi oleh pelapisan permukaan tertentu yang memiliki koefisien

penyerapan yang tertentu juga. Terdapat jenis penyerapan suara yaitu :

a. Penyerapan bahan berpori, berfungsi mengubah energi bunyi menjadi

energi panas melalui gesekan dengan molekul udara. Pada frekuensi

tinggi, semakin tebal lapisan bahan penyerap akan semakin efisien.

Sehingga dapat dikatakan bahwa material berpori bermanfaat untuk

menyerap bunyi yang berfrekuensi tinggi, sebab pori-porinya yang kecil

sesuai dengan besaran panjang gelombang bunyi berfrekuensi di atas 1000

Hz. Material berpori yang banyak digunakan adalah serat kacang (rock

wall), serat kayu, papan serat (fiber board), dan lain-lain.

b. Penyerapan panel bergetar, berfungsi sebagai pengubah energi bunyi

menjadi energi getaran. Penyerapan ini akan bekerja dengan baik pada

frekuensi rendah, misalnya kaca, pintu, dan panel kayu.

c. Penyerap resonator rongga, berfungsi untuk mengurangi energi melalui

gesekan dan interfleksi pada lubang dalam yang bekerja pada frekuensi

rendah, contohnya sound block, resonator panel berlubang, dan resonator

celah. Christina E. Mediastika (2005) mengungkapkan bahwa penyerap

resonator rongga semacam ini disebut juga Helmholtz Resonator. Rongga

penyerap bermanfaat untuk menyerap bunyi pada frekuensi khusus yang

telah diketahui sebelumnya. Rongga penyerap terdiri dari sebuah lubang

yang sempit yang diikuti dengan ruang tertutup dibelakangnya. Penyerap

semacam ini sangat efektif bekerja pada frekuensi yang telah ditentukan

dengan jalan menyerap atau menangkap bunyi yang datang masuk ke

rongga tersebut.

Penyerapan gelombang bunyi oleh suatu permukaan merupakan fungsi

dari beberapa parameter, antara lain kekerasan permukaan, porositas, kelenturan

permukaan, dan dalam beberapa kasus melibatkan besaran-besaran resonansi.

Efisiensi suatu penyerapan bunyi dinyatakan dengan angka antara 0 dan 1, yang

disebut koefisien penyerapan. Angka 0 menunjukkan tidak ada penyerapan atau


commit to user

12

terjadi pemantulan sempurna. Sedangkan angka 1 menunjukkan penyerapan

sempurna.

Penyerapan bunyi berfungsi untuk mengurangi atau menghilangkan

refleksi bunyi yang tidak diinginkan. Penyerapan bunyi juga dapat difungsikan

untuk menghilangkan gema. Fungsi utama dari penyerapan bunyi adalah untuk

mengontrol dengung. (Rossing, 2007)

2.6 Difusi Bunyi

Difusi atau difus adalah gejala terjadinya pemantulan yang meyebar

karena gelombang bunyi menerpa permukaan yang tidak rata. Gejala ini dipakai

untuk menghilangkan terjadinya flutter echoes atau pemantulan berulang-ulang

ketika bunyi memantul mengikuti hukum sudut pantul sama dengan sudut datang.

(Christina, 2005)

Bila takanan bunyi di setiap bagian suatu ruangan sama dan gelombang

bunyi dapat merambat dalam semua arah, maka medan bunyi dikatakan serba

sama atau homogen, dengan kata lain difusi bunyi atau pemyerapan bunyi terjadi

dalam ruang. Difusi bunyi yang cukup adalah ciri akustik yang diperlukan pada

jenis-jenis ruang tertentu (ruang konser, studio radio, dan ruang-ruang musik),

karena ruang-ruang itu membutuhkan distribusi bunyi yang merata,

mengutamakan kualitas musik dan pembicaraan aslinya, dan menghalangi cacat

akustik yang tidak diinginkan. Difusi dapat diciptakan dengan beberapa cara :

a. Pemakaian permukaan dan elemen penyebar yang tidak teratur dalam

jumlah yang banyak sekali, seperti pilaster, pier, balok-balok telanjang,

langit-langit yang terkotak-kotak, pagar balkon yang dipahat, dan dinding-

dinding yang bergerigi.

b. Penggunaan lapisan permukaan pemantul bunyi dan penyerap bunyi secara

bergantian.

c. Distribusi lapisan penyerap bunyi yang berbeda secara tidak teratur dan

acak. (Doelle, 1993)


commit to user

13

Gambar 2.6 Difusi Bunyi (Sumber : Egan, 1988)

2.7 Difraksi Bunyi

Difraksi adalah suatu gejala pembelokan bunyi yang disebabkan oleh

benda-benda penghalang, seperti sudut ruang, kolom, tembok, balok-balok, dan

perabot lainnya. (Suptandar, 2004)

Difraksi adalah gejala akustik yang menyebabkan gelombang bunyi

dibelokkan atau dihamburkan sekitar penghalang seperti sudut, kolom, tembok,

dan balok. Dalam mempelajari kelakuan gelombang bunyi pada suatu ruangan

dapat disederhanakan bila lapisan-lapisan perapatan dan perenggangan yang

memancar ke luar diganti oleh sinar bunyi khayal, yang tegak lurus pada muka

gelombang yang bergerak maju. (Doelle, 1993)

Gambar 2.7 Difraksi Bunyi (Sumber : Egan, 1988)

http://www.google.co.id/

http://www.google.co.id/


commit to user

14

2.8 Impulse Respone

Sumber dasar informasi mengenai suara yang dapat didengar di dalam

ruang disebut impulse response. Sinyal ini dapat menunjukkan semua informasi

tentang akustik di dalam ruang antara sumber dan posisi penerima. Bunyi

dikeluarkan oleh sumber bunyi di atas panggung, ini ditunjukkan pada gambar

2.8. Gelombang sferis dari sumber merambat ke segala arah. Bunyi pertama

didengar di posisi pendengar secara langsung dari sumber bunyi disebut bunyi

langsung. Komponen dari gelombang yang dipantulkan sekali atau beberapa kali

oleh permukaan ruang atau benda yang ada di ruangan disebut bunyi pantul.

Bunyi pantul datang lebih lambat daripada bunyi langsung. Umumnya bunyi

pantul lebih lemah karena intensitas bunyi berbanding terbalik dengan luasan

yang ditempuh gelombang bunyi dan energi bunyi diserap oleh permukaan

ruangan atau benda yang ada di dalam ruangan. Gelombang bunyi akan diteruskan

dengan cara dipantulkan sampai ke penerima hingga energinya habis karena

diserap oleh permukaan ruangan atau benda yang ada di dalamnya. (Gade, 2007)

Gambar 2.8 Diagram Ilustrasi Impulse Respone di dalam Ruangan

(Sumber : Gade, 2007)


commit to user

15

2.9 Dengung

Perpanjangan bunyi sebagai akibat pemantulan berulang-ulang dalam

ruang tertutup setelah sumber bunyi dimatikan disebut dengung, yang

memberikan pengaruh tertentu pada kondisi mendengar. Besaran standar yang

digunakan dalam pengendalian dengung disebut waktu dengung atau

reverberation time. (Doelle, 1993)

Dengung adalah aspek subjektif akustik ruang yang banyak dikenal.

Ketika sebuah ruangan terlalu dengung, maka kejelasan pengucapannya akan

berkurang. Reverberation time atau waktu dengung yang merupakan ukuran

objektif dari dengung diciptakan seratus tahun yang lalu oleh W. C. Sabine.

Dengung didefinisikan sebagai waktu yang dibutuhkan oleh bunyi dalam ruangan

untuk berkurang 60 dB setelah sumber bunyi berhenti. (Cowan, 2007)

Bunyi dengung dapat dibutuhkan maupun dihindari, tergantung dari

penggunaan ruangan. Ruangan yang khusus untuk berceramah misalnya, tidak

membutuhkan dengung dibandingkan dengan ruang untuk paduan suara. Waktu

dengung adalah waktu yang diperlukan oleh bunyi untuk berkurang 60 dB,

dihitung dalam detik. Setiap ruangan membutuhkan waktu dengung berbeda-beda

tergantung dari penggunaannya. Waktu dengung yang terlalu pendek akan

menyebabkan ruangan mati, sebaliknya waktu dengung yang panjang akan

memberikan suasana hidup pada ruangan. (Prasasto, 2007)

Dengung (reverberation) merupakan suatu ciri akustik yang sangat jelas

dalam suatu ruangan tertutup. Barangkali setiap orang secara tidak sengaja pernah

mengamati yaitu suara di dalam ruangan besar yang ditimbulkan oleh suatu

sumber suara lantas secara tiba-tiba sumber suara tersebut dihentikan. Suara

dalam ruangan tidak secara langsung menghilang tetapi masih dapat didengar

untuk sementara waktu, secara perlahan kekerasan suaranya menurun hingga

akhirnya menghilang. Hal ini terjadi karena adanya refleksi dan porsi perlambatan

suara yang sampai ke telinga setelah sumber suara dihentikan. Hal ini berarti pula

adanya penurunan energi akustik secara temporer. Proses penurunan ini secara

matematis dianggap mengikuti hukum eksponensial sebagai berikut :


commit to user

16

teutu 12

0)( untuk t > 0 (2.1)

Dimana u(t) adalah energi density (energi per unit volume) merupakan

fungsi waktu, u0 adalah energi density pada permulaan proses peluruhan (decay

process) dan δ adalah konstanta damping dari ruangan. Akan tetapi dalam akustik

selang waktu proses penurunan energi biasanya tidak dicirikan oleh konstanta

damping tetapi dengan adanya waktu dengung (RT). (Husein, 1996)

Pada gambar 2.9 ditunjukkan logaritma dari energi suara sebagai fungsi

dari waktu t. Misalkan suatu ruangan dieksitasi dengan sumber suara kontinu

kemudian dihentikan atau diinterupsi pada t = 0. Penurunan suara yang dihasilkan

dapat didekati dengan garis lurus yang berhubungan dengan persamaan (2.1).

sedangkan waktu dengung (RT) merupakan suatu interval waktu dimana energi

density atau energi suara total turun sebesar satu juta kali dari nilai awalnya. Hal

ini berkaitan dengan berkurangnya tingkat suara dengung sebesar 60 dB.

Hubungan antara RT dengan konstanta damping adalah RT = 6,91/δ. (Husein,

1996)

Gambar 2.9 Definisi Reverberation Time (Sumber : Gade, 2007)


commit to user

17

Reverberatoin time dapat dihitung dari data ruangan yang diketahui

dengan ketelitian yang cukup bisa dipertanggungjawabkan (reasonable accuracy)

dengan persamaan :

A

VRT

16,0 (2.2)

Dimana

RT : waktu dengung (s)

V : volume ruang (m3)

A : penyerapan ruang total (sabin)

Persamaan (2.2) dikenal dengan teori klasik Sabine. Penyerapan suatu

permukaan diperoleh dengan mengalikan luasnya S dengan koefisien penyerapan

α dan penyerapan total A diperoleh dengan menjumlahkan perkalian ini dengan

menyertakan penyerapan yang dilakukan oleh penonton dan benda – benda lain

dalam ruang (tempat duduk, karpet, tirai, dan lain - lain), dan digunakan rumus :

A = S1α1 + S2α2 + S3α 3 + … + Snαn (2.3)

Dengan S1 … Sn adalah luas masing-masing permukaan dalam m2 dan α1 … αn

adalah koefisien penyerapannya masing – masing. (Doelle, 1993)

Ada dua variabel bidang penyerap suara yang mempengaruhi panjang

waktu dengung, yaitu: luas dan koefisien serap. Semakin luas material penyerap

suara yang digunakan maka semakin pendek waktu dengungnya. Besarnya

koefisien serap material beragam menurut frekuensi suaranya. Jumlah pemakai

juga termasuk sebagai faktor penyerap bunyi. (Agustinus, 2007)

Formula Sabine diciptakan untuk membantu perkiraan waktu dengung

suatu ruangan yang tengah direncanakan. Formula Sabine diperuntukkan bagi

penghitungan RT pada ruangan yang tersusun dari elemen bidang batas yang tidak

terlalu menyerap. Sedangkan untuk ruangan yang tersusun dari bidang batas yang


commit to user

18

sangat menyerap, seperti umumnya terjadi pada ruang studio, formula Eyring

lebih tepat digunakan. Adapun formula Eyring adalah sebagai berikut :

)1(log

16,0

eS

VT

(2.4)

Dengan

iiSS

1

(2.5)

Dimana :

T = waktu dengung (detik)

V = volume ruangan (m3)

ᾱ = rata-rata koefisien absorbsi ruangan

αi = koefisien absorbsi permukaan bidang batas pembentuk ruangan

S = luas penyerap total dalam ruang (m2)

Si = luas masing-masing bahan dengan koefisien αi (m2)

Persamaan (2.5) disubstitusikan ke Persamaan (2.2) diperoleh

S

VRT 16,0

(2.6)

Karena tidak semua bahan serap pada semua dinding sama, maka koefisien

serapnya dibuat rata-rata. Kemudian, Millington dan Sette ,menurunkan

persamaan untuk memprediksikan nilai waktu dengung dengan berdasar pada

formula Eyring di atas. Persamaannya adalah :

)1(ln

16,0

i

i

iS

VT

(2.7)

dengan αi <<1


commit to user

19

Karakteristik dengung suatu ruangan tergantung pada volume dan fungsi

ruang. Dengung dikatakan optimal apabila :

1. Karakteristik RT pada frekuensi disukai.

2. Perbandingan bunyi pantul terhadap bunyi langsung yang terjadi

menguntungkan.

3. Pertumbuhan dan peluruhan bunyi optimum.

Tabel 2.1 Jangkauan Perkiraan Waktu Dengung untuk Beberapa Ruang dengan

Fungsi Tertentu (Sumber : Egan, 1988)

No. Jenis ruang Waktu Dengung pada Frekuensi Tengah (s)

1. Studio rekaman 0,5

2. Ruang kelas 0,6 – 0,8

3. Intimate drama 0,9 – 1,0

4. Ruang konferensi 0,7 – 1,1

5. Cinema 0,8 – 1,2

6. Teater kecil 1,2 – 1,4

7. Auditorium 1,5 – 1,8

8. Auditorium multi fungsi 1,6 – 1,8

9. Gereja 1,4 – 2,6

10. Ruang konser tari dan

musik rock

1,0 – 1,2

11. Opera 1,5 – 1,8

12. Symphony 1,7 – 2,3

Jangkauan waktu dengung optimum pada frekuensi tengah yang

disarankan untuk berbagai fungsi ruang dapat dilihat pada tabel 2.1. Tabel 2.1

berlaku untuk jangkauan frekuensi tengah dari 500 Hz sampai 1000 Hz. Pada

umumnya waktu dengung yang besar pada frekuensi rendah lebih disenangi untuk

ruangan dengan volume besar. Untuk ruangan dengan volume kecil nilai waktu

dengung yang dipilih tidak tergantung pada frekuensi. Waktu dengung optimum

untuk ruang tertentu bergantung pada volume ruangan.


commit to user

20

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Metode Penelitian

Penelitian ini menggunakan dua metode yaitu metode numerik dan metode

eksperimen. Dalam metode numerik, akan dilakukan perhitungan waktu dengung

dengan menggunakan rumus Sabine. Penggunaan rumus Sabine membutuhkan

data berupa volume ruangan dan koefisien absorpsi bahan penyerap yang ada di

dalam ruangan.

Metode kedua yaitu dengan menggunakan metode eksperimen. Secara

eksperimen waktu dengung diukur dengan Hand-Held Analyzer Type 2270

menggunakan Dual-Channel Building Software BZ-7229. Dalam penelitian ini

bunyi impulse dihasilkan dari B&K Sound Source Omni Power Type 4292. Data

yang diperoleh berupa nilai T20 dan T30 pada beberapa frekuensi.

3.2 Alat Penelitian

Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah :

1. B&K Power Amplifier Type 2734.

2. B&K Sound Source Omni Power Type 4292.

3. B&K Hand-Held Analyzer Type 2270

4. Software BZ 5503 Utility Software for Hand Held Analyzer Pulse

Refluk.

5. Laptop.

6. Penggaris dan meteran.

3.3 Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian ini dilakukan di laboratorium akustik dan di ruang B

III.01A yang berada di gedung B Fakultas Matematika dan Ilmu

Pengetahuan Alam Universitas Sebelas Maret Surakarta. Penelitian ini

dilakukan dari bulan Mei sampai bulan Oktober 2011.

20


commit to user

21

3.4 Pengambilan Data

3.4.1 Pengambilan Data untuk Metode Numerik

Gambar 3.1 Diagram Alir Metode Numerik

Penjelasan dari gambar 3.1 adalah :

1. Mengukur panjang, lebar, dan tinggi ruangan.

Dilakukan pengukuran panjang, lebar, dan tinggi dari

ruangan yang akan diuji supaya diketahui berapa volume dari ruangan

tersebut, luas lantai, dan luas bidang batas dengan ruangan yang lain.

Pengukuran dilakukan dengan menggunakan meteran.

2. Mencari volume ruangan

Dalam persamaan Sabine terdapat parameter volume

ruangan (V). Volume ruangan dicari dengan mengalikan panjang,

lebar, dan tinggi dari data yang sudah diperoleh dari poin 1.

3. Mengukur luas permukaan bidang pembentuk ruangan.

Salah satu hal yang mempengaruhi nilai waktu dengung

pada sebuah ruangan adalah luas permukaan bidang pembentuk

ruangan. Oleh karena itu untuk mencari waktu dengung pada ruang

Panjang, lebar, tinggi

Volume ruangan

Luas permukaan pembentuk ruang


commit to user

22

perlu dilakukan pengukuran luas permukaan dari bahan serap yang

terdapat di dalam ruangan tersebut. Kemudian dicari nilai koefisien

serap dari tiap-tiap bahan serap yang ada di dalam ruangan tersebut.

Setiap bahan serap mempunyai nilai koefisien serap yang berbeda-

beda. Koefisien serap dari bahan-bahan tersebut disesuaikan dengan

literatur yang ada.

3.4.2 Pengambilan Data untuk Metode Eksperimen

Gambar 3.2 Diagram Alir Metode Eksperimen

Penjelasan dari gambar 3.2 adalah :

1. Persiapan alat.

Sebelum pengambilan data dimulai, terlebih dahulu

dilakukan persiapan alat. Mulai dari menyiapkan sumber bunyinya,

microphone, dan analyzer.

Persiapan alat

Volume ruangan dan luas lantai

Luas partisi

Mengatur perekaman

Membuat bunyi impulse dan merekamnya

Diperoleh data


commit to user

23

2. Volume ruangan dan luas lantai.

Untuk pengambilan data melalui metode eksperimen

diperlukan data berupa volume ruangan dan luas lantai. Dalam

menghitung volume ruangan diperlukan data berupa panjang, lebar,

dan tinggi. Untuk menentukan luas lantai diperlukan data panjang

dan lebar ruangan. Panjang, lebar, dan tinggi diukur dengan

menggunakan meteran.

3. Luas partisi.

Dalam melakukan pengukuran secara eksperimen juga

membutuhkan data luas bidang batas ruang B III.01A dengan ruang

yang ada di sampingnya. Ruang B III.01A berbatasan langsung

dengan ruang B III.01B dengan perantara triplek. Luas bidang batas

adalah luas triplek yang menjadi pembatas antara dua ruang tersebut.

4. Pengaturan tempat perekaman.

Pengaturan tempat perekaman dalam keadaan ruangan

kosong disesuaikan dengan ISO 3382, bahwa merekam suara

impulse di dalam ruang perlu dilakukan pengukuran dalam berbagai

kedudukan. Alat yang digunakan untuk merekam adalah B&K Hand-

Held Analyzer Type 2270. Sound source diletakkan pada posisi tetap

dan perekam diletakkan pada beberapa posisi yang berbeda-beda.

Setiap kondisi ruang data diambil sebanyak tiga kali. Total

pengukuran yang dilakukan adalah sebanyak dua belas kali.

Pengukuran pertama sampai ketiga dilakukan dalam kondisi ruangan

kosong, pengukuran keempat sampai keduabelas dilakukan dalam

kondisi ruangan diberi tambahan absorber. Absorber diletakkan di

sembarang tempat di dalam ruang. Pada penelitian ini absorber

diletakkan menyandar pada triplek (pembatas antara ruang B III.01A

dan B III.01B).

5. Membuat bunyi impulse dan merekamnya.

Setelah pengaturan tempat perekaman selesai, kemudian

dilakukan pengambilan data suara impulse lalu suara tersebut


commit to user

24

direkam. Sumber suara impulse berasal dari B&K Sound Source

Omni Power Type 4292. Suara direkam pada rentang frekuensi 100

Hz sampai 3,15 kHz.

6. Data

Data yang diperoleh adalah berupa nilai T20 dan T30 pada rentang

frekuensi 100 Hz sampai 3,15 kHz.

3.5 Pengolahan Data

3.5.1 Perumusan Sabine

Perumusan Sabine yang digunakan untuk mencari nilai dari waktu

dengung suatu ruangan adalah :

A

VRT

16,0

(3.1)

Dimana



A : penyerapan ruang total (sabin)

3.5.2 Pengolahan Data Eksperimen

Dari eksperimen diperoleh data berupa T20 dan T30 dalam setiap

kondisi ruangan pada rentang frekuensi 100 Hz sampai 3,15 kHz. Dari

data yang sudah diperoleh kemudian dibuat grafik T20 dan T30 fungsi

frekuensi. Kemudian dicari karakteistik dari grafik yang diperoleh. Dari

grafik dikaji bagaimana kondisi T20 dan T30 pada kondisi ruang yang

berbeda dan sejauh mana absorber yang dipasang mampu memberikan

pengaruh terhadap nilai T20 dan T30.


commit to user

25

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Perhitungan Reverberation Time Secara Numerik

Di dalam perumusan Sabine untuk mencari waktu dengung diperlukan

data berupa luasan permukaan bidang batas pembentuk ruangan dan koefisien

absorbsinya. Sehingga dalam penelitian ini selain dicari luas permukaan bidang

pembentuk ruang juga dicari nilai koefisien serapannya. Di bawah ini disajikan

tabel berupa luas bidang serap dalam ruang B III.01A beserta nilai koefisien

serapannya.

Tabel 4.1 Nilai Koefisien Serapan

Beberapa Jenis Bahan (Sumber : Cowan, 2007)

No. Bagian Ruangan Keterangan Luas (m2) α (pada 500 Hz*)

1. Lantai ruang Keramik 55,0 ± 0,03 0,01

2. Dinding

samping kanan

- Kaca

- Triplek

- Beton

7,21 ± 0,01

18,3 ± 0,01

1,67 ± 0,02

0,01

0,10

0,02

3. Dinding

samping kiri

Beton 37,2 ± 0,02 0,02

4. Dinding depan - Kaca

- Beton

2,10 ± 0,01

19,5 ± 0,02

0,01

0,02

5. Dinding

belakang

- Kaca

- Beton

10,8 ± 0,02

10,8 ± 0,02

0,01

0,01

6. Langit-langit Gypsum 55,0 ± 0,03 0,05

*) Frekuensi 500 Hz dipakai sebagai rerata koefisian serap material pada

umumnya.

Dari data pada tabel 4.1 kemudian diolah dengan menggunakan persamaan

Sabine yaitu :

A

VRT

16,0

25


commit to user

26

Dimana



A : penyerapan ruang total (sabin m2)

Setelah dilakukan perhitungan dengan menggunakan perumusan di atas,

diperoleh nilai waktu dengung ruang B III.01A adalah sebesar 5,33 sekon. Nilai

tersebut menandakan bahwa ruang B III.01A mempunyai dengung yang lama.

Setelah sumber bunyi berhenti, dibutuhkan sekitar 5,33 sekon sampai bunyi

meluruh sebesar 60 dB. Waktu dengung yang lama dapat menyebabkan gema

berkepanjangan sehingga dapat merusak bunyi asli. Untuk ruang kelas, nilai

waktu dengung yang dianjurkan adalah 0,6 sampai 0,8 sekon. Waktu dengung

yang didapatkan dari hasil perhitungan menggunakan persamaan Sabine bernilai

besar karena pada ruangan tersebut digunakan bahan penyusun ruangan yang nilai

koefisien absorbsinya kecil, sehingga ketika ada gelombang bunyi yang

mengenainya maka bunyi yang dipantulkan lebih banyak daripada yang diserap.

Ruangan yang digunakan dalam penelitian ini merupakan salah satu

ruangan Jurusan Fisika yang terletak di gedung B Fakultas Matematika dan ILmu

Pengetahuan Alam Universitas Sebelas Maret Surakarta. Ruangan tersebut

sengaja didesain untuk keperluan kuliah. Hampir tidak terdapat bahan penyerap

bunyi dalam ruangan tersebut. Bagian-bagian yang terdapat dalam ruang sangat

mempengaruhi nilai waktu dengung dari ruang tersebut. Sebagian besar dari

ruangan terbuat dari tembok beton yang koefisien absorbsinya 0,02. Ketika

kondisi disekitar ruangan ramai, bising dari luar ruangan bisa mempengaruhi

kualitas bunyi yang diterima. Selain itu, pembatas antar ruang yang hanya

menggunakan triplek membuat ruangan terganggu apabila ada suara bising dari

ruang di sebelahnya.

4.2 Perhitungan Reverberation Time Secara Eksperimen

Dalam penelitian ini sumber bunyi dihasilkan oleh B&K Sound Source

Omni Power Type 4292. Bunyi yang dikeluarkan kemudian direkam dengan

menggunakan mikrofon B&K Hand-Held Analyzer Type 2270. Perekaman


commit to user

27

dilakukan dengan empat variasi kondisi ruangan. Kondisi pertama, ruangan dalam

keadaan kosong. Di dalam ruangan hanya terdapat sumber bunyi dan mikrofon.

Kondisi kedua, ruangan diberi tambahan flat type absorber. Absorber dapat

diletakkan disembarang tempat di dalam ruang. Kondisi ketiga, ruangan diberi

tambahan non flat type absorber . Kondisi keempat, ruangan diberi tambahan flat

type absorber dan non flat type absorber .Dalam proses perekaman pada setiap

kondisi ruang, dilakukan tiga variasi peletakan mikrofon terhadap sumber bunyi

dengan posisi sumber bunyi tetap. Sumber bunyi diletakkan pada koordinat (4,26 ;

8,23) ± 0,005 m. Kondisi ruang dan peletakan mikrofon pada setiap pengukuran

dapat dilihat pada tabel 4.2.

Tabel 4.2 Kondisi Ruang dan Peletakan Mikrofon pada Setiap Pengukuran

Project Kondisi ruang Letak mikrofon (m)

1

Kosong

3,43 ± 0,002 ; 7,47 ± 0,003

2 1,80 ± 0,001 ; 2,52 ± 0,001

3 4,37 ± 0,002 ; 2,10 ± 0,001

4

Diisi dua buah flat type absorber

3,43 ± 0,002 ; 7,47 ± 0,003

5 1,80 ± 0,001 ; 2,10 ± 0,001

6 4,37 ± 0,002 ; 2,40 ± 0,001

7

Diisi dua buah non flat type absorber

1,50 ± 0,001 ; 7,62 ± 0,003

8 1,50 ± 0,001 ; 2,10 ± 0,001

9 4,37 ± 0,002 ; 2,40 ± 0,001

10 Diisi non flat type absorber (masing-

masing dua buah)

1,50 ± 0,001 ; 7,62 ± 0,003

11 1,80 ± 0,001 ; 1,80 ± 0,001

12 4,07 ± 0,002 ; 2,40 ± 0,001

Variasi tersebut digunakan untuk mengetahui bagaimanakah pengaruh

pemberian absorber terhadap waktu dengung. Jika waktu dengung yang

dihasilkan dari tiga variasi peletakan mikrofon pada kondisi ruang yang berbeda

(tanpa dan dengan tambahan absorber) nilainya mengalami perubahan, maka

dapat dikatakan bahwa penambahan absorber mempengaruhi waktu dengung.


commit to user

28

Setelah dilakukan perekaman, data yang diperoleh berupa nilai T20 dan

T30 pada rentang frekuensi 100 Hz sampai 3,15 kHz. Dari data yang diperoleh

kemudian dibuat grafik waktu dengung fungsi frekuensi.

Nilai T20 dan T30 yang diperoleh dari tiga variasi penempatan mikrofon

pada setiap kondisi ruang dihitung rata-ratanya kemudian dibuat grafik fungsi

frekuensi. Dari data yang diperoleh terlihat bahwa pemakaian absorber

memberikan cukup perbaikan pada nilai waktu dengung. Data T20 yang diperoleh

untuk beberapa kondisi ruang dapat diperhatikan pada gambar 4.1 dan tabel 4.3.

Gambar 4.1 Hubungan Frekuensi dan T20 pada Beberapa Kondisi Ruang

Dari hasil yang diperoleh pada frekuensi 500 Hz, ketika ruangan kosong

nilai T20 sebesar 3,71 s. Setelah ruangan diberi tambahan flat type absorber nilai

T20 menjadi 3,51 s, setelah diberi tambahan non flat type absorber nilai T20

menjadi 3,36 s dan setelah diberi tambahan dua jenis absorber nilainya menjadi

3,33 s. Ada pula nilai waktu dengung yang meningkat setelah penambahan

absorber, yaitu pada frekuensi 100 Hz sampai 250 Hz dan 400 Hz. Namun

penurunan waktu dengung lebih sering daripada peningkatan waktu dengung.


commit to user

29

Data tersebut membuktikan bahwa pemberian absorber dapat memperbaiki waktu

dengung suatu ruangan. Hal ini sesuai dengan rumus Sabine bahwa besar waktu

dengung berbanding terbalik dengan penyerapan total bahan pembentuk ruang.

Dengan kata lain, waktu dengung menurun seiring dengan peningkatan

penyerapan total bahan pembentuk ruang.

Tabel 4.3 T20 pada Beberapa Kondisi Ruang

Frekuensi

(Hz)

T 20 (s)

Ruang

kosong

Flat Type

Absorber

Non Flat Type

Absorber

Flat and Non Flat

Type Absorber

100 6,50 4,98 5,68 5,58

125 4,19 3,82 4,25 4,25

160 3,99 3,49 3,62 3,86

200 4,09 3,63 3,70 3,46

250 3,89 3,68 3,50 3,26

315 3,54 3,61 3,24 3,28

400 3,39 3,47 3,45 3,72

500 3,71 3,51 3,36 3,33

630 3,73 3,74 3,66 3,62

800 4,14 3,87 3,83 3,70

1000 4,21 3,97 3,95 3,59

1250 4,09 3,63 3,86 3,68

1600 4,11 3,69 3,63 3,34

2000 4,01 3,63 3,66 3,50

2500 3,64 3,37 3,44 3,34

3150 3,33 3,17 3,12 2,98


commit to user

30

Data T30 yang diperoleh untuk beberapa kondisi ruang dapat diperhatikan

pada gambar 4.2 dan tabel 4.4. Hasil yang diperoleh pada perhitungan T30

memberikan hasil yang sama seperti pada perolehan data T20. Pemberian

absorber memberikan pengaruh pada perbaikan nilai waktu dengung suatu

ruangan.

Dari dua buah jenis absorber yang dipakai, penggunaan non flat type

absorber pada volume ruang kecil (dalam penelitian ini volume ruangan sebesar

220 m3) memberikan dampak yang lebih baik untuk menurunkan waktu dengung.

Hal ini terlihat pada selisih penurunan waktu dengung setelah diberi flat type

absorber dan non flat type absorber. Pemberian non flat type absorber bisa

menurunkan waktu dengung lebih banyak dari pada pemakaian flat type absorber

terutama pada frekuensi di atas 500 Hz.

Penambahan absorber dapat memperbaiki nilai waktu dengung terutama

pada frekuensi > 1 kHz. Untuk frekuensi rendah perubahan waktu dengung

kurang terasa. Dengan kata lain absorber yang dipakai pada penelitian ini bekerja

baik pada frekuensi tinggi.

Gambar 4.2 Hubungan Frekuensi dan T30 pada Beberapa Kondisi Ruang


commit to user

31

Tabel 4.4 T30 pada Beberapa Kondisi Ruang

Frekuensi

(Hz)

T 30 (s)

Ruang

kosong

Flat Type

Absorber

Non Flat Type

Absorber

Flat and Non Flat

Type Absorber

100 6,60 7,17 8,13 5,83

125 6,02 4,11 4,65 5,06

160 4,22 3,70 3,75 3,67

200 4,11 3,72 3,67 3,79

250 3,76 3,64 5,27 3,43

315 3,59 3,36 3,44 3,38

400 3,49 3,44 3,41 3,32

500 3,65 3,56 3,47 3,20

630 3,82 3,73 3,65 3,53

800 4,10 3,86 4,06 3,70

1000 4,15 3,99 3,92 3,62

1250 4,09 3,76 3,88 3,64

1600 4,07 3,70 3,74 3,44

2000 3,95 3,76 3,64 3,48

2500 3,67 3,46 3,44 3,31

3150 3,29 3,18 3,13 3,04

4.3 Prosedur Inversi

Berdasarkan Persamaan (2.5) dapat dicari nilai pergeseran penyerapan

total dalam ruang. Pada penelitian ini, ada beberapa bahan pembentuk ruang B

III.01A FMIPA UNS (lihat gambar 4.3) yang dibagi menjadi 10 luasan, jadi

Persamaan (2.5) menjadi :

)(1

1010998877665544332211 SSSSSSSSSSS

(4.1)


commit to user

32

Gambar 4.3 Desain Ruang B III.01 A FMIPA UNS

Keterangan :

Keramik

Beton

Kaca

Triplek

Gypsum

(S6-1)

Lantai

Langit-langit

Langit-langit

U

Lantai

(S1)

Langit-langit

(S10)

(S2)

(S

3)

(S4)

(S5)

(S7)

(S8)

(S9)

(S6-4)

(S6-3)

(S6-2)

S6 = S6-1 + S6-2 + S6-3 + S6-4


commit to user

33

Setelah diberi tambahan absorber yang dipasang menutupi bahan dalam ruang

yang memiliki luas S3, Persamaan (4.1) menjadi :

)(1

1111101099887766554431132211 SSSSSSSSSSSS

(4.2)

Dari Persamaan (4.1) dan (4.2) diperoleh pergeseran α sebesar :

(4.3)

31111 S

S

(4.4)

Dengan :

Δᾱ = pergeseran koefisien serap total ruang

S11 = luas absorber (m2)

S = luas penyerap total (m2)

α11 = koefisien serap absorber

α3 = koefisien serap bidang yang ditutup absorber

Persamaan (4.4) juga dapat ditulis :

)( pabsorberyangditutuabsorberabsorber

S

S

(4.5)

Persamaan (4.5) berlaku untuk semua jenis ruang. Persamaan tersebut

dapat digunakan untuk mencari luas absorber yang perlu dipasang di dalam suatu

ruangan untuk memperbaiki waktu dengung ruang tersebut. Koefisien serap

absorber yang dipasang harus diketahui terlebih dahulu. Pada penelitian ini,

koefisien serap absorber yang digunakan dapat dicari dengan menggunakan

persamaan waktu dengung Sabine.

Diambil data dari nilai T30 pada frekuensi tengah (500 Hz). Ketika dalam

keadaan kosong ᾱ dalam ruang adalah 0,042. Setelah diberi tambahan flat type

absorber ᾱ menjadi 0,043. Sehingga pergeseran ᾱ adalah 0,001. Dari Persamaan


commit to user

34

(4.5) ketika absorber yang dipasang memiliki luas 0,816 m2 menutupi bahan yang

koefisien serapnya 0,1 dalam ruangan yang luasnya 227,59 m2 diperoleh koefisien

serap flat type absorber pada frekuensi 500 Hz adalah 0,38.

Untuk mencari luasan absorber yang perlu dipasang dalam ruangan,

terlebih dahulu mencari pergeseran ᾱ yang diperlukan supaya waktu dengung

sesuai dengan standar yang dianjurkan. Dari perhitungan secara numerik,

diperoleh nilai waktu dengung sebesar 5,33 s. Dengan menggunakan persamaan

(2.6) nilai ᾱ yang dimiliki ruang B III. 01 A FMIPA UNS adalah 0,029. Supaya

waktu dengung ruang tersebut sesuai standar (maksimal 0,8 s) maka harus

memiliki ᾱ sebesar 0,194. Dengan demikian Δᾱ yang harus diberikan pada

ruangan tersebut adalah 0,165. Dengan menggunakan Persamaan (4.5) luasan

absorber yang harus dipasang pada ruang B III. 01 A FMIPA UNS supaya waktu

dengungnya sesuai standar adalah 134 m2 (lihat lampiran 8).

Dengan cara yang sama dilakukan untuk non flat type absorber. Dari

perhitungan diperoleh koefisien serap non flat type absorber pada frekuensi 500

Hz adalah 0,66. Luas non flat type absorber yang perlu dipasang di ruang B III.01

A FMIPA UNS supaya waktu dengungnya sesuai standar adalah 67 m2 (lihat

lampiran 8).


commit to user

34

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan dapat disimpulkan sebagai

berikut :

1. Waktu dengung ruang B III.01A FMIPA UNS berdasarkan hasil

perhitungan numerik adalah 5,33 sekon. Waktu dengung ruang B

III.01A FMIPA UNS belum sesuai standar yang dianjurkan, yaitu

0,6 sekon sampai 0,8 sekon.

2. Pemakaian absorber dapat menurunkan waktu dengung suatu

ruangan.

3. Luasan absorber yang perlu dipasang dalam suatu ruangan untuk

memperbaiki nilai waktu dengungnya mengikuti persamaan berikut :

)( pabsorberyangditutuabsorberabsorber

S

S

Persamaan tersebut adalah hasil dari pengembangan rumus Sabine

dan berlaku untuk semua jenis ruangan. Dimana Δᾱ adalah

pergeseran koefisien serap total ruang dan S adalah luas penyerap

total dalam ruang (m2).

5.2 Saran

1. Memperbanyak data base untuk koefisien serap bahan yang sering

digunakan pada ruang kuliah atau ruang pertemuan.

2. Melakukan perhitungan waktu dengung pada ruangan yang dibatasi

oleh tembok sehingga dapat dilihat perbedaan pemakaian triplek dan

tembok sebagai pembatas ruangan terhadap nilai waktu dengungnya.

3. Melakukan perhitungan waktu dengung lebih dari satu ruangan dan

dibandingkan hasilnya.

35

analisis waktu dengung reverberation time) …/analisis... · dengung yang ideal, ... konversi...

Documents