Pelajaran 4: Kebisingan Struktur vs Kebisingan Udara di Bangunan

Bagian dari seri pelajaran Acoustics 101 oleh ALTA Integra.

Di dalam sebuah gedung, kita mendengar berbagai macam suara — mulai dari yang menyenangkan seperti kicauan burung, hingga yang mengganggu seperti lalu lintas, langkah kaki, percakapan, atau musik keras dari ruangan lain. Semua suara ini bisa kita dengar karena ada medium yang menghantarkannya. Dalam disiplin akustik bangunan, ada dua medium utama penghantar suara: udara dan benda padat. Ketika kebisingan merambat lewat udara, kita menyebutnya kebisingan udara (airborne noise); ketika merambat lewat benda padat, kita menyebutnya kebisingan struktur (structure-borne noise).

Masalah paling umum dalam akustik bangunan adalah ketika perancang atau kontraktor gagal menerapkan strategi mitigasi kebisingan yang tepat — kesalahan yang berujung pada pemborosan uang, waktu, dan reputasi pemilik bangunan. Untuk mengendalikan kedua jenis kebisingan ini secara efektif, kita perlu memahami (1) apa yang membangkitkan suara, dan (2) bagaimana ia merambat.

Kebisingan Struktur: Dua Cara Ia Terbentuk

Kebisingan struktur dapat dihasilkan dari (1) benturan pada permukaan padat, atau (2) suara berfrekuensi rendah yang menggetarkan permukaan padat. Pada kedua kasus ini, suara yang dihasilkan merambat dari permukaan padat asalnya — misalnya dinding — lalu menjalar melalui struktur bangunan hingga akhirnya memancar sebagai bunyi di ruang penerima.

Contoh benturan pada permukaan padat: getaran yang terasa di tanah saat kereta bawah tanah lewat di bawah kita adalah kebisingan struktur — interaksi roda dan rel menimbulkan getaran kuat yang mengayunkan partikel struktur di sekitarnya. Ini terdengar aneh jika kita menyebut getaran sebagai "kebisingan", tetapi dalam fisika (khususnya akustik), setiap getaran mekanis partikel adalah suara — bukan hanya yang bisa kita dengar langsung seperti percakapan atau musik gitar. Pada gedung bertingkat, kebisingan struktur akibat benturan sering berasal dari langkah kaki penghuni di lantai atas.

Contoh suara berfrekuensi rendah: musik pesta dari rumah tetangga mungkin tidak terlalu mengganggu karena dinding sudah meredam sebagian intensitasnya, tetapi getaran pada jendela dan perabotan di sekitar kita justru lebih terasa daripada musiknya sendiri. Ini terjadi karena ketika frekuensi suara berimpit dengan frekuensi alami suatu benda (seperti kaca), benda itu akan berosilasi lebih kuat dibanding pada frekuensi lain — inilah sebabnya subwoofer, yang menghasilkan suara berfrekuensi sangat rendah, mudah menggetarkan struktur bangunan yang memiliki frekuensi alami rendah.

Kebisingan Udara: Bagaimana Ia Merambat

Kebisingan udara terjadi ketika energi suara menyebabkan udara di sekitarnya terkompresi, menciptakan area bertekanan lebih tinggi, yang kemudian disusul rarefaksi (area bertekanan lebih rendah). Pola kompresi-rarefaksi ini merambat menjauh dari sumber energi dengan kecepatan suara.

Di dalam bangunan, kebisingan udara dari ruangan lain bisa mencapai kita secara langsung melalui bukaan seperti pintu, jendela, atau bahkan lubang kunci — atau secara tidak langsung, ketika kebisingan mengenai permukaan padat seperti dinding dan menggetarkan partikelnya, sehingga energi suara tetap merambat lebih jauh hingga mencapai gendang telinga kita meski semua bukaan sudah tertutup. Pada diagram jalur transmisi suara di bangunan, garis padat biasanya mewakili transmisi kebisingan udara, sedangkan garis putus-putus mewakili transmisi kebisingan struktur.

Menariknya, kebisingan dari langkah kaki sebenarnya terdengar sebagai kebisingan udara, tetapi penyebab utamanya adalah kebisingan struktur — sehingga strategi pengendaliannya harus berfokus pada sisi struktur agar hasilnya efektif, topik yang akan kita bahas pada pelajaran berikutnya.

Kecepatan Suara

Suara merambat pada kecepatan suara, yang dipengaruhi terutama oleh dua parameter: (1) komposisi material tempat suara merambat, dan (2) suhu. Kecepatan suara berbeda-beda pada tiap medium — data referensi kecepatan suara di berbagai medium tersedia dari Hyperphysics, Georgia State University — dan memahami perbedaan ini penting untuk mendiagnosis jalur transmisi kebisingan struktur dengan akurat.

Pertanyaan yang Sering Diajukan

Apa beda kebisingan struktur dan kebisingan udara?
Kebisingan udara merambat lewat udara dan masuk ke ruangan melalui bukaan atau getaran permukaan; kebisingan struktur dihasilkan langsung di dalam elemen bangunan padat (dinding, lantai, slab) dan memancar sebagai bunyi begitu mencapai ruang penerima.

Mengapa getaran dianggap sebagai kebisingan?
Dalam fisika dan akustik, suara didefinisikan sebagai getaran mekanis partikel — jadi getaran yang terasa di tanah saat kereta lewat, misalnya, secara teknis adalah bentuk kebisingan struktur meski tidak selalu terdengar sebagai bunyi biasa.

Mengapa langkah kaki sering salah didiagnosis sebagai kebisingan udara?
Karena bunyi yang terdengar memang merambat lewat udara, tetapi sumber energinya adalah benturan pada permukaan padat (kebisingan struktur) — sehingga strategi pengendalian yang efektif harus menyasar sisi struktur, bukan sisi udara.

Apa yang menyebabkan jendela bergetar saat ada musik keras dari tetangga?
Getaran itu adalah kebisingan struktur yang terjadi ketika frekuensi suara berimpit dengan frekuensi alami benda seperti kaca, membuatnya berosilasi lebih kuat — umumnya dipicu oleh suara berfrekuensi rendah seperti bass subwoofer.

Apa yang memengaruhi kecepatan suara?
Dua parameter utama: komposisi material tempat suara merambat, dan suhu — keduanya menentukan seberapa cepat bunyi merambat dari sumber ke penerima.

Tautan internal yang disarankan: Pelajaran 1: Kebisingan Latar Belakang — Mengapa Ini Masalah Serius?, Pelajaran 2: Sound Pressure Level (SPL): Cara Mengukur Tingkat Kebisingan, Pelajaran 3: Kriteria Kebisingan (NC): Standar Peringkat Kebisingan Latar Belakang, Pelajaran 5: Indeks dan Peringkat Kinerja Kontrol Kebisingan, Pelajaran 6: Perilaku Bunyi di Ruangan: Refleksi, Absorpsi, dan Difusi, Pelajaran 7: Reverberasi dan Gema — Bagaimana Bunyi Meluruh di Ruangan.