Peredaman suara dan perhitungan dasarnya (Simplify)

Memahami hubungan peredaman suara dan massa

STC (Sound Transmission class)

Pertama, STC adalah pengukuran yang tidak lengkap, karena peringkat STC tidak memperhitungkan tingkat peredaman pada frekuensi rendah, di mana sebagian besar masalah kebisingan terutama pada studio musik banyak terjadi.
Sound Transmission Class (STC) adalah nilai yang menunjukan seberapa baik sebuah partisi bangunan dalam meredam suara (Airborne Noise). Di Amerika Serikat, banyak digunakan untuk menilai partisi dinding interior, plafon dan lantai, pintu, jendela dan konfigurasi dinding eksterior rumah-rumah biasa.

Jadi jangan terlalu mengandalkan nilai STC dalam menentukan sistem peredaman suara. Saya telah belajar banyak bahwa nilai STC yang tinggi belum tentu baik dalam menangani peredaman suara pada frekuensi rendah. Karena nilai STC memang dirancang dan ditujukan untuk frekuensi yang berhubungan dengan suara manusia dan bukan untuk musik. Tidak ada nilai standar redaman (yang saya tahu) yang dirancang khusus untuk studio musik atau studio rekaman.

Jasa peredaman suara dan akustik Bandung

Frekuensi resonance pada material.

Masalah terbesar dengan mengandalkan hanya nilai STC adalah STC hanya menunjukan nilai peredaman suara pada frekuensi diatas ke 125Hz. Hal ini akan menyesatkan, karena sebagian besar masalah peredaman suara studio musik adalah bersumber dari kebisingan di bawah frekuensi 125Hz, Gunakan nilai STC rating ini untuk mengetahui secara kasar nilai peredaman suara untuk frekuensi mid low, mid dan high mid, dan untuk peredaman pada frekuensi rendah kita perlu hitung sendiri.

Kedua, lupakan istilah "100% Kedap Suara" pada ruangan, karena tidak ada ruangan yang bisa kedap terhadap suara 100%. Setiap konstruksi peredaman suara akan selalu ada bunyi yang bisa menembusnya/bocor, Tantangan ketika merancang sebuah studio rumah adalah untuk mengetahui seberapa nilai redaman yang anda butuhkan, pada frekuensi berapa bunyi itu menggangu orang disekitarnya, berapa toleransi kebisingan yang dapat diterima oleh lingkungan sekitar dan seberapa keras bunyi itu.

Sebagai contoh, jika anda hanya memainkan biola akustik didalam kamar, dan tinggal sendirian di tengah hutan, jarak tetangga terdekat 120m, 150m dari jalan utama dan tidak didalam Zona terbang pesawat komersial atau jalur kereta api, maka peredaman cukup dengan teknik konstruksi standar tanpa khawatir tentang kebisingan luar mengganggu anda (atau mengganggu orang lain). Satu-satunya hal yang anda harus lakukan adalah memperbaiki akustik ruangan.

Untuk tujuan membangun konstruksi peredaman suara, Acousticians memperhatikan 3 area yaitu sbb:

Massa
Airthight Contructions
Flanking path

Secara umum topik ini pernah saya bahas pada tulisan saya sebelumnya (disini), tapi mari kita bahas masing-masing item ini secara lebih rinci lagi.

MASSA, MASSA dan LEBIH BANYAK MASSA

Lupakan mitos yang anda pernah baca melalui internet. Lupakan apa yang teman Anda katakan. Tidak ada produk ajaib yang dapat dibeli dan menghentikan bunyi yang mengganggu keluarga atau tetangga. Dibutuhkan konstruksi kedap udara (airthight Constructions), struktur decoupling dan massa untuk mengurung suara tetap didalam ruangan. Setiap penggandaan massa akan meningkatkan nilai peredaman sebesar 6dB. Hal ini dikenal sebagai MASS LAW. Mari kita gali topik ini lebih teknikal dengan mengenali perhitungannya,

Mass Law (single Leaf) dapat dihitung dengan rumus sbb:(simplify)

$\small R= 20\log(m.f)-47$

m= surface mass (kg/m2)
f= frekuensi
R= Transmission Loss

Jasa peredaman suara dan akustik ruang Bandung

Untuk memahami hal ini, kita perlu melihat (dan memahami) bagaimana massa, kekakuan, dan damping secara bersamaan mempengaruhi konstruksi peredaman dinding, atap dan lantai. Plus, Anda perlu memahami bahwa pada frekuensi rendah akan terjadi apa yang dinamakan material Frequency resonance dan pada frekuensi tinggi akan terjadi Frequency coincidence.

Frequency resonance (Single Leaf)

Pada frekuensi yang lebih rendah (sekitar 10-20Hz), transmisi suara cenderung tergantung pada tingkat kekakuan konstruksi. Beruntung bagi kita, rentang frekuensi ini jauh di bawah dari apa yang di reproduksi oleh bunyi dari musik yang kita hadapi, jadi tidak menjadi masalah bagi sebagian besar peredaman studio. begitu frekuensi naik, resonansi mulai mempengaruhi transmisi bunyi. Setiap material dan konstruksi pada dasarnya memiliki memiliki frekuensi sendiri yang disebut Frequency resonance. Terdiri dari frekuensi fundamental (memiliki efek terbesar), dan kelipatan fundamental ini disebut harmonik. Ini terjadi pada sekitar frekuensi 50Hz hingga 100Hz. Anda bisa menghitung frekuensi resonan sebuah material dengan rumus (Simplify) sbb :

$Fr = 0.45 *vl * b(( \frac{1}{l})^{2}) +(\frac{1}{h})^{2}))$
b = tebal panel (m),
l = panjang panel(m)
h= tinggi panel(m)
vl = Kecepatan suara pada material (m/s)

$\small vl=\sqrt{ (E/(p*(1-s^{2})}$
E = Young’s modulus of elasticity
s = Poisson ratio
p = density (kg/m3).

Supaya anda lebih mudah memahaminya, coba anda bayangkan sedang men-tune snare drum, kemudian hubungkan tuner gitar ke mikrofon dan pasang mic di atas drum snare tadi, pukul snaredrum dan akan terlihat pada tuner, tone dari snare tersebut, Nah dinding, atap dan lantai ruangan bereaksi sama seperti snaredrum anda tadi. frekuensi resonan pada dinding akan melewati dinding seperti pisau panas melalui mentega. Untuk alasan ini, peredaman akan 'sempurna' jika kita bisa membuat konstruksi peredaman suara dengan frekuensi resonan di bawah 10Hz, tapi ingat, kita sangat jarang berurusan dengan frekuensi serendah itu pada konteks musik.

Frequency coincidence/critical frequency (single Leaf)

Frequency coincidence adalah Gelombang bunyi yang datang pada frekuensi dan sudut pandang tertentu, akan menghasilkan Bending wave pada partisi dengan panjang gelombang yang sesuai (coincides) dengan panjang gelombang bunyi. Radiasi bunyi yang ditimbulkan oleh Bending wave dapat memudahkan terjadinya transmisi melalui partisi, sehingga nilai peredaman suara atau transmission loss(TL) menurun secara signifikan.

Rumus frequency coincidence sbb:(Simplify)

$\small Fc = v^{2}/(1.8 * h * vl * \sin^{2}(a))$

Fc = Frequency of coincidence,
V = kecepatan suara diudara (m/s), (340-343m/s)
h = tebal pane(m),
vl = Kecepatan suara pada material (m/s)
a = sudut datang incidence.

Dengan kata lain Coincidence Effect terjadi ketika panjang gelombang suara di udara sama dengan bending wave pada material/panel. Pada bahan tipis seperti kaca, frekuensi coincidence ada pada suatu tempat antara 1.000Hz dan 4,000Hz, yang menarik untuk dicatat adalah bahwa frekuensi manusia saat bicara berada pada range ini.
Diatas frekuensi coincidence(critical frequency), kekakuan (stiffness) mulai memainkan peran penting pada nilai peredaman material.

Kita dapat memprediksi nilai Single panel Mass Law (termasuk dengan Bending wave-nya) dengan rumus sbb:(Simplify)

$\small R= 20\log(m.f)-10\log\frac{2\eta f}{\pi f_{c}} - 47$
ŋ = Damping coefficient
Fc = Critical frequency/Frequency coincidence

π =

3.14 atau 22/7

Sudah mulai paham? Gampang bangetkan?..😄

tidak terlalu sulit, kecuali jika Anda berencana untuk menjadi seorang Ahli akustik, memahami semua teori, rumus dan detail kecil tentang bagaimana perhitungan peredaman suara, tidak sepenting dengan memahami bagaimana membangun ruangan kedap suara dengan benar.

Minimal dengan mengetahui sedikit teori dan rumus peredaman suara, anda tidak mengerjakan konstruksi peredaman suara berdasarkan hasil tebak-tebakan (guesswork)

Airthight Contructions

Ingat, dimana udara bisa bisa keluar, begitupun bunyi.

Masalah terbesar yang sering saya temukan selama ini dengan peredaman suara dari ruang ke ruang adalah kecerobohan kontraktor dalam memperhatikan jalur kebocoran udara yang terjadi selama konstruksi peredaman suara ruang. Misalnya, retak kecil yang ada di bagian bawah dinding yang terbentuk antara pertemuan pelat partisi bagian bawah dan lantai yang umumnya diabaikan akan mengurangi nilai peredaman suara.

Contoh:

Dinding bata setebal 275mm, seluas 10m2 dengan rata2 nilai peredaman sebesar 49B, mempunyai lubang sebesar 0.01m2, dapat menurunkan nilai redam dinding bata keseluruhan menjadi 29dB!!, 20dB adalah pengurangan nilaiyang sangat besar.

Konstruksi peredaman bukanlah pekerjaan yang mudah dan murah, maka kerjakanlah dengan sangat teliti. Yang harus anda perhatikan adalah :

Tutup dinding eksisting ruangan dari lubang2 yang paling kecil.
Sambungan2 antar partisi (terutama pertemuan pada sudut ruang)
lubang rumah lampu (inbow).
Lubang rumah power outlet (inbow).
Lubang saklar lampu.
Lubang kabel audio.
Lubang Ac

Jangan diabaikan titik2 lemah yang saya sebut diatas, kecuali anda berniat hanya untuk membuang uang. Saya tidak akan membanjiri anda dengan rumus2 lagi, walaupun ada rumus mengenai hal ini.

Flanking path

Suara yang merambat melalui struktur bangunan itu sendiri disebut Flanking path. Ambil batang kayu, letakkan telinga anda di satu ujung, dan suruh seseorang untuk mengetuk ujung batang kayu lainnya dengan palu, anda akan mendengar suaranya dengan cukup jelas melalui batang kayu itu. Suara merambat dengan cepat melalui struktur bangunan eksisting, maka memutus rambatan suara ke struktur studio adalah sangat penting. Caranya dengan membuat struktur independen atau istilahnya Room within a Room.

Room within a Room

Dengan konstruksi ini, getaran akibat tekanan energi bunyi tidak merambat (diminimalisir) ke struktur eksisting, mungkin ada sedikit rambatan melalui lantai tetapi sangat minimal, inti dari struktur ini bisa bekerja baik bila tidak ada koneksi antara ruangan dalam (inner Shell) dan ruangan luarnya (Outer Shell).

Akan saya bahas detailnya pada tulisan berikutnya..sabar👳

Sumber lain dari Fanking Path bisa bersumber pada pipa air, drainase dan saluran pembuangan (yang tertanam pada dinding) dan Ducting untuk sistem HVAC . JIka anda beruntung dapat mendesign ruangan dari NoL, maka letakan pipa2 air jauh dari ruangan studio, selain menghilangkan efek flanking path tapi juga menghidari terjadinya ruangan menjadi lebih lembab.

Sepertinya cukup dulu penjelasan singkat mengenai teori dasar (simplify) peredaman suara dan hubungannya dengan massa ini, mudah2an tulisan saya ini memberikan manfaat kepada teman-teman, Nanti kita bahas aplikasinya pada tulisan berikutnya.

Terima kasih

Panca (Whatsapp only)

087883424078