4

Universitas Kristen Petra

2. LANDASAN TEORI

2.1. Bunyi

Bunyi adalah bentuk energi yang selalu merambat ke segala arah yang

berupa gelombang longitudinal. Bunyi hanya bisa merambat apabila di dalam

ruang ada medium atau zat yang dapat menghantarkan bunyi. Bunyi dapat

didengar apabila ada sumber bunyi, medium atau perantara untuk merambat, serta

objek untuk mendengarkan / yang digunakan untuk menangkap isyarat bunyi

tersebut (Wikipedia, 2011).

Dalam klarifikasi bunyi berdasarkan frekuensi, bunyi dapat dibagi menjadi

tiga golongan, yaitu:

Infrasonik, yaitu bunyi yang memiliki frekuensi kurang dari 20 Hz.

Bunyi infrasonik ini tidak dapat didengar oleh manusia, beberapa

hewan saja dapat mendengar bunyi infrasonik, seperti anjing dan

jangkrik.

Audiosonik, yaitu bunyi yang memiliki frekuensi antara 20 Hz –

20.000 Hz. Bunyi audiosonik adalah gelombang bunyi yang dapat

didengar oleh telinga manusia.

Ultrasonik, yaitu bunyi yang memiliki frekuensi lebih dari 20.000

Hz. Bunyi ini tidak dapat didengar oleh telinga manusia, bunyi ini

dapat didengar oleh beberapa hewan saja, seperti lumba – lumba dan

kelelawar. Bunyi ultrasonik ini juga sering digunakan oleh manusia

pada aplikasi radar untuk mendeteksi kedalaman laut dan objek

tertentu, serta dapat digunakan untuk mengukur panjang gua dan

ketebalan logam di industri.

Berdasarkan keteraturan frekuensinya, bunyi itu dapat dibagi menjadi tiga

golongan, yaitu :

Nada, yaitu bunyi yang memiliki frekuensi yang teratur. Contohnya

seperti bunyi alat musik.

5

Universitas Kristen Petra

Desah, yaitu bunyi yang memiliki frekuensi tidak teratur.

Contohnya seperti bunyi desiran angin dan piring jatuh.

Dentum, yaitu bunyi desah yang sangat keras dan dapat

mengagetkan pendengaran. Contohnya seperti bunyi bom, ledakan,

atau halilintar.

Kebanyakan bunyi merupakan gabungan dari berbagai sinyal, tetapi suara

murni secara teoritis dapat dijelaskan dengan kecepatan osilasi atau frekuensi

yang diukur dalam Hertz (Hz) dan amplitudo atau intensitas bunyi yang dapat

diukur dengan pengukuran dalam desibel (dB). (wikipedia, 2011)

2.2. Gelombang Bunyi

Gelombang bunyi terdiri dari molekul – molekul udara yang bergetar maju

mundur. Tiap saat, molekul – molekul itu berdesakan di beberapa tempat,

sehingga menghasilkan wilayah tekanan tinggi, tapi di tempat lain merenggang,

sehingga menghasilkan wilayah tekanan rendah. Gelombang bertekanan tinggi

dan rendah secara bergantian bergerak di udara, menyebar dari sumber bunyi.

Gelombang bunyi ini menghantarkan bunyi ke telinga manusia. Gelombang bunyi

tersebut adalah gelombang longitudinal. (wikipedia, 2011)

2.3. Kecepatan Bunyi

Kecepatan gelombang suara tergantung pada properti fisik media

perambatannya ketika gelombang suara tersebut dirambat. Untuk media

perambatannya melalui udara , kecepatan suara dapat dihitung melalui aplikasi

rumus umum termodinamika sebagai berikut ;

√

dimana : c = Kecepatan suara ( m/s)

= Rasio panas specifik pada tekanan konstan dengan

panas specifik pada volume konstan ( 1,4 untuk udara )

G = Gas konstan ( 8317 m2/s

2K)

To = Temperature dalam Kelvins (K)

6

Universitas Kristen Petra

Sedangkan kecepatan suara pada media perambatan yang solid sebanding

akar kuadrat dari rasio modulus elastisitasnya dengan kepadatan materialnya.Pada

table 2.3 menunjukkan kecepatan suara pada media perambat yang umum. Bunyi

yang dirambat oleh suatu media dapat dibedakan dalam 2 jenis yaitu ;

Airborne Sound

Structure-Borne Sound (Hemond, 1983)

Tabel 2.3 Speed of sound

Material ft/s m/s

Air (at STP) 1100 335

Lead 3700 1128

Water (fresh) 4500 1385

Concrete 10200 3109

Wood ( soft) 11100 3417

Glass 15500 4771

Steel 16000 4925

Sumber : Hemond (1983, p.12 )

2.4. Frekuensi

Frekuensi adalah ukuran jumlah putaran ulang per peristiwa dalam selang

waktu yang diberikan. Untuk memperhitungkan frekuensi, seseorang menetapkan

jarak waktu, menghitung jumlah kejadian peristiwa, dan membagi hitungan ini

dengan panjang jarak waktu. Sehingga pada suara frekuensi dapat diartikan

sebagai tingkat pengulangan dari gelombang suara yang diukur dalam siklus per

detik. Hasil perhitungan ini dinyatakan dalam satuan hertz (Hz) yaitu nama pakar

fisika Jerman Heinrich Rudolf Hertz yang menemukan fenomena ini pertama kali.

Frekuensi sebesar 1 Hz menyatakan peristiwa yang terjadi satu kali tiap detik.

Frekuensi sebesar 100 Hz menyatakan peristiwa yang terjadi seratus kali tiap

detik. Frekuensi juga dapat diukur dengan cara mengukur waktu antara dua buah

kejadian / peristiwa (dan menyebutnya sebagai periode), lalu memperhitungkan

frekuensi ( f ) sebagai hasil kebalikan dari periode ( T ), seperti pada rumus :

(wikipedia, 2011)

7

Universitas Kristen Petra

Tabel 2.4 Range of frequencies

Sources

Frequency

Range ( Hz) Receivers

Frequency

Range ( Hz)

Human 85-5000 Human 20-20000

Dog 450-1080 Dog 15-50000

Cat 780-1520 Cat 60-65000

Piano 30-4100 Bat 1000-120000

Standard Musical Pitch 440 Cricket 100-15000

Trumpet 190-990 Robin 250-21000

Kettle Drum 95-180 Porpoise 150-150000

Bat 10000-120000

Cricket 7000-100000

Robin 2000-13000

Porpoise 7000-120000

Jet engine 5-50000

Automobile 15-30000

Sumber : Hemond (1983, p.5 )

2.5. Sound Pressure Level ( SPL )

Sound pressure level (SPL) adalah level pengukuran logaritma dari suatu

tekanan intensitas efektif bunyi yang terjadi terhadap suatu nilai titik referensinya,

yang diukur dalam satuan decibel (dB). SPL dapat diukur menggunakan alat ukur

Sound-level Meter . (Hemond, 1983)

(Hemond, 1983)

8

Universitas Kristen Petra

Tabel 2.5. Tingkat Intensitas Beberapa Sumber Bunyi

Sumber : New York Product Testing & Services Inc. (2011)

2.6. Noise Criterion ( NC )

Noise Criterion adalah rating kriteria kenyamanan suatu ruangan akan

kebisingan. Dalam menentukan kriteria ini terdapat 2 variabel yang berpengaruh,

yaitu Sound Pressure Level dan frekuensi yang bisa didapatkan kriteria tersebut

dari Noise Rating Curve. (noise criterion, 2011)

Gambar 2.6.1 Grafik Noise Criterion Curve

Sumber : The Engineering Toolbox (2011

9

Universitas Kristen Petra

Tabel 2.6.2 Type of Recommended NC Level Room

Type of Room - Space Type Recommended NC Level

NC Curve

Residences

Apartment Houses 25-35

Assembly Halls 25-30

Churches 30-35

Courtrooms 30-40

Factories 40-65

Private Homes, rural and suburban 20-30

Private Homes, urban 25-30

Hotels/Motels

Individual rooms or suites 25-35

Meeting or banquet rooms 25-35

Service and Support Areas 40-45

Halls, corridors, lobbies 35-40

Offices

Conference rooms 25-30

Private 30-35

Open-plan areas 35-40

Business machines/computers 40-45

Hospitals and Clinics

Private rooms 25-30

Operating rooms 25-30

Wards 30-35

Laboratories 35-40

Corridors 30-35

Public areas 35-40

Schools

Lecture and classrooms 25-30

Open-plan classrooms 35-40

Movie motion picture theaters 30-35

Libraries 35-40

Legitimate theaters 20-25

Private Residences 25-35

Restaurants 40-45

TV Broadcast studies 15-25

Recording Studios 15-20

Concert and recital halls 15-20

Sport Coliseums 45-55

Sound broadcasting 15-20

Sumber : Sumber : The Engineering Toolbox (2011)

10

Universitas Kristen Petra

2.7. Absorption

Konsep absorption dalam akustik dapat diartikan sebagai hilangnya energi

yang terjadi ketika gelombang suara datang dan memantul pada permukaan.

Energi gelombang suara yang hilang tersebut diserap oleh material pada

permukaannya dan energy tersebut berubah menjadi panas. Besarnya nilai

koefisien absorption pada suatu material bergantung pada banyak energi suara

yang terserap oleh permukaan material tersebut. Besarnya nilai tersebut berkisar

dari 0.0 sampai 1.0, jika nilai koefisien tersebut 0.0 berarti tidak ada energi suara

yang tereserap . Pada keadaan seperti ini dapat dikatakan dalam akustik material

tersebut “hard”,sehingga semua energi suara yang terjadi sama dengan energi

suara yang direfleksikan kembali. Apabila koefisien tersebut 1.0 maka material itu

secara akustik dapat disebut sebagai material “ soft “.

Gambar 2.7.1 Reflection of sound energy off a plane surface

Sumber : Hemond (1983 , p. 46 )

Sehingga total gelombang energi suara yang terjadi dapat ditunjukkan

melalui persamaan Absorption coefficient (α) + transmission coefficient ( tc ) = 1

Besarnya nilai Absorption coefficient juga dipengaruhi frekuensi

gelombang suara. Panjang gelombang yang lebih pendek ( frekuensi lebih tinggi )

akan mempunyai karakteristik yang lebih mudah menembus penghalang ( barrier )

dan dikonversikan ke energi panas dibanding dengan gelombang suara yang

mempunyai frekuensi lebih rendah. Sehingga hubungan α dan frekuensi dapat

ditunjukkan oleh grafik berikut :

11

Universitas Kristen Petra

Gambar 2.7.3 Grafik range of absorption coefficients

Sumber : Hemond (1983, p. 47 )

Sedangkan pada material absorption atau yang disebut absorber koefisien

absorption nya juga dipengaruh oleh frekuensi dan bentuk karakteristik material

tersebut. Sehingga masing-masing jenis memliki karakteriktik dalam penyerapan

bunyi ( pada frekuensi tertentu lebih efektif ) yang dapat ditunjukkan pada grafik

berikut : (Egan, 1972)

Gambar 2.7.4 Grafik Absorder Response Curves

Sumber : Egan (1972)

12

Universitas Kristen Petra

2.8. Transmission Loss ( TL ) dan Noise Reduction ( NR )

Transmission Loss ( TL ) dan Noise Reduction ( NR ) antar ruangan adalah

dua konsep dasar dari semua permasalahan akan kebisingan. Noise Reduction

( NR ) adalah perbedaan level intesitas bunyi antara ruangan yang menjadi sumber

bunyi dengan ruangan penerima bunyi yang dipisahkan oleh suatu media ,seperti

dinding partisi. Sedangkan besarnya nilai isolasi bunyi dari suatu bahan partisi

pada berbagai frekuensi dinyatakan sebagai Transmission Loss ( TL ) yang

dinyatakan dalam dB. Sehingga NR dan TL dalam isolasi kebisingan sangat

berkaitan satu sama lain. Sehingga hubungan keduanya dapat dinyata dalam

rumus sebagai berikut :

NR = SPL1-SPL2

TL = NR + 10

A = α . L

Dimana :

NR = Noise Reduction ( dB )

SPL1 = SPL rata-rata ruang sumber bunyi ( dB )

SPL2 = SPL rata-rata ruang penerima bunyi ( dB )

TL = Transmission Loss ( dB )

S = Luas bidang partisi ( m2 )

A = Tingkat absorpsi ruang penerima (m2.Sabins )

α = Koefisien absorpsi material pada ruang penerima

L = Luasan bidang pada ruang penerima ( m2 )

(Egan, 1972)

2.9. Noise Control

Pada noise control ini terdapat tiga elemen dasar bising yang penting

dalam pengontrolan bising, yaitu sumber bunyi, media rambat dan penerimanya.

Dan dari ketiga elemen tersebut kita akan mengontrol kebisingan dengan tiga

langkah, yaitu :

a. Kontrol/atenuasi bising pada sumbernya

b. Kontrol/ atenuasi bising pada media rambatnya

c. Kontrol/ atenuasi bising pada penerimanya (Egan, 1972)

13

Universitas Kristen Petra

2.10. Gypsum-board

Gypsum board, juga dikenal sebagai eternit atau papan gypsum, adalah

sebuah panel terbuat dari gypsum plaster ditekan antara dua lembar kertas tebal.

Hal ini digunakan untuk membuat dinding interior dan langit-langit.

Lembaran gypsum board dapat dibuat dari fiberglass bukan kertas untuk

mencegah pertumbuhan jamur. Pertumbuhan jamur umum pada papan gypsum

yang menggunakan eternit berbasis kertas yang telah terkena air akibat kebocoran

pipa atau banjir, karena itu ada juga lembaran gypsum board yang dibuat dari

fibreglass untuk mencegah timbulnya jamur pada papan gypsum.

2.11. Soft-board

Soft Board adalah material papan kayu buatan tipis yang berkarateriktik

tumpukan lembaran-lembaran yang terbuat dari wol-wol kayu yang mempunyai

lebar dan panjang tertentu. Pada perdagangannya material ini umumnya dijual

dengan ukuran 4x8 feet dengan tebal 15-18 mm. Penggunaan material soft board

ini umumnya dipakai sebagai material isolasi bunyi, dinding partisi dan beketing

maupun peranca. Adapun sifat-sifat dari material soft board ini adalah :

- material bangunan yang ringan

- tidak tahan terhadap api dan air

- mudah dipotong-potong dan dipalu

- material bangunan yang empuk/kenyal (septinova, 2011)

2.12. Acoustic-board

Acoustic Board adalah suatu material bangunan yang berupa panel-panel

yang bermukaannya memiliki karakteristik fisik akustik pada permukaannya yang

mendukung penggurangan kebisingan , seperti lubang-lubang kecil yang

berdiameter sangat kecil. Acoustic board merupakan material yang terbuat dari

serat mineral basah yang pada surface finish nya diberi lapisan cat latex vinyl .

Jenis material acoustic board yang akan kami pakai pada penelitian ada ceiling

acoustic board.

14

Universitas Kristen Petra

2.13. Glasswool

Glasswool merupakan material peredam yang terbuat dari fiberglass,

disusun menjadi sebuah tekstur yang mirip dengan wol. Glasswool diproduksi

dalam gulungan atau dalam lempengan, dengan sifat mekanik dan termal yang

berbeda. Proses pembuatan glasswool dimulai dari percampuran pasir alam dan

kaca daur ulang di 1.450°C, kaca yang dihasilkan diubah menjadi serat. Kekuatan

kohesi dan mekanik produk diperoleh dengan adanya pengikat yang "semen" dan

serat secara bersamaan. Idealnya, ikatan kimia harus terjadi diantara perpotongan

serat. Lembaran serat ini kemudian dipanaskan sampai sekitar 200°C untuk

menyatukan dengan resin tambahan dan disimpan sampai dengan batas waktu

tertentu untuk memberikan kekuatan dan stabilitas. Tahap terakhir adalah

pemotongan dari lembaran - lembaran wol ini dan pengepakan dalam gulungan

atau dalam bentuk lembaran dibawah tekanan yang sangat tinggi sebelum dikemas

dalam kemasan yang nantinya akan disimpan atau didistribusikan.

Glasswool adalah bahan insulasi yang terdiri dari gabungan bahan – bahan

kimia dan fibreglass yang fleksibel, yang membuatnya menyimpan udara dan

menghasilkan densitas (massa jenis) yang rendah yang dapat diatur sesuai dengan

tekanan dan ikatan yang diberikan.

Glasswool ini dapat berupa material pengisi yang disemprotkan ke dalam

sebuah ruangan kosong atau bersamaan dengan reaksi aktif kimia disemprotkan di

bawah struktur bangunan, lembaran atau panel yang dapat digunakan sebagai

media datar insulasi seperti tembok yang berpori, langit – langit atap, pipa – pipa

sanitasi. Disamping itu, glasswool juga merupakan material insulasi suara yang

baik. (wikipedia, 2011)

2.14. Styrofoam

Styrofoam adalah material insulasi yang dibuat dengan cara

menyemprotkan styrene resin polymerization dibawah tekanan pada suatu cetakan

atau dengan menekan biji – biji polystyrene pada cetakan dan diperluas di bawah

uap atau air hangat dengan bantuan air dan uap kembali.

Styrofoam memiliki bentuk sel tertutup yang sangat kecil, yaitu 1 m3

styrofoam mengandung 3 – 6 juta sel yaitu berdiameter 0.01 – 0.1 mm, oleh

15

Universitas Kristen Petra

karena itu dari segi teknik peredaman, material styrofoam adalah material

peredam yang baik. Berat jenis dari material Styrofoam dapat dibuat bervariasi.

Berat jenis dari styrofoam yang didapat melalui banyak metode sebelum swelling

atau pembengkakan memiliki bermacam macam berat dari 10 – 100 kg/m3. Pada

umumnya, standar dari foam material yang digunakan pada konstruksi memiliki

kepadatan 10 – 30 kg/m3.

Selain itu, kandungan udara yang banyak dalam styrofoam juga

menjadikan styrofoam sebagai isolator panas yang baik. Oleh karena itu,

styrofoam juga digunakan sebagai pembuatan dinding rumah di negara – negara 4

musim untuk melindungi dari cuaca di luar rumah. (wikipedia, 2011)

2.15. Polyurethane-foam

Polyurethane foam, yang umumnya pada industri dikenal sebagai sponge,

adalah material polimer yang terdiri dari sebuah rantai unit organik yang

dihubungkan oleh tautan uretana (karbamat). Polimer polyurethane dibentuk oleh

pereaksian sebuah monomer yang mengandung setidaknya dua gugus

fungsional isosianat dengan monomer lainnya yang mengandung setidaknya dua

gugus alkohol dalam kehadiran sebuah katalis. Perumusan polyurethane meliputi

kekakuan, kekerasan, serta kepadatan yang amat beragam. Aplikasi hasil dari

bahan-bahan polyurethane ini di antaranya adalah:

Low-density flexible foam digunakan dalam pada industri furniture, tempat

tidur, dan dudukan kursi pada otomotif.

Low-density rigid foam digunakan untuk isolasi termal dan dasboard mobil.

Soft solid elastomers digunakan untuk gel pads dan penggiling cetakan.

Low-density elastomers digunakan pada industry sepatu.

Hard solid plastic digunakan sebagai bagian struktural dan bezel instrumen

elektronik. (wikipedia, 2011)

16

Universitas Kristen Petra

Gambar 2.15 Karakteristik Material Polyurethane Foam

Sumber : Wikipedia ( 2011)

2.16. Rockwool

Rockwool adalah material yang terbentuk dari mineral sintetik alam sehingga

komposisi dasar material ini hampir sama dengan glasswool. Perbedaannya

material ini mempunyai karakteristik lebih kaku dan keras. Material ini

mempunyai sifat yang sangat bagus dalam memblok suara dan panas. Rockwool

pun mempunyai pH yang relative tinggi, sehingga pertumbuhan tanaman seperti

jamur dll relative jarang. Dan aplikasi penggunaan material ini pada industry

antara lain sebagai isolasi panas (isolasi structural dan pipa ), filtrasi dan peredam

suara. (wikipedia, 2011)