SEJARAH DAN PERBANDINGAN RATING KEBISINGAN AKUSTIK BANGUNAN

 In Articles

Rating kebisingan dalam ruangan memiliki sejarah yang panjang. Evolusi ini dimulai dengan merancang instrumen yang dapat mengukur suara secara berulang. Diskriminasi frekuensi terhadap pengukuran suara pita oktaf membuka jalan bagi kemajuan dalam memahami dampak kebisingan pada komunikasi dan pendengaran.

Metode yang saat ini digunakan di literatur untuk rating kebisingan pada ruangan meliputi: Noise Criteria (NC), Preferred Noise Criteria (PNC), Room Criteria (RC), Balanced Noise Criteria (NCB), dan RC Mark II. Metode-metode ini ditujukan untuk mengakomodasi kompleksitas karakter nada dan temporal suara menjadi deskriptor kuantitatif dan kualitatif. Berikut ini akan dijelaskan mengenai beberapa metode yang dikembangkan dalam penentuan rating kebisingan.

1924 – Equal Loudness Contour

Referensi paling awal yang membahas Equal Loudness Contours berasal dari Fletcher dan Steinberg pada tahun 1924 (Kryter, 1985). Namun, sumber referensi Equal Loudness Contours yang paling terkenal berasal dari Fletcher dan Munson pada tahun 1933.

Gambar/Figure 1. Equal Loudness Contour

1949 – A, B, C, D Weighting

Standar pembobotan pertama kali dicantumkan dalam ASA Standard Z24.3-1944 (Beranek, 1949 dan 1988). Dalam penggunaannya pembobotan A dan C cukup familiar. Hal ini berbeda dengan pembobotan B dan D yang masih jarang digunakan.

Pembobotan A adalah pembobotan yang dirancang untuk mencerminkan respons telinga manusia terhadap kebisingan. Sedangkan, pembobotan C memberikan lebih banyak penekanan pada suara berfrekuensi rendah dibandingkan pembobotan A. Selain itu, pengukuran tekanan suara puncak (peak sound pressure) biasanya menggunakan pembobotan C.

Gambar/Figure 2. A, B, C, D Weighting Curve

1957 – Noise Criteria (NC)

Gambar 3 menunjukkan kurva NC pertama yang diterbitkan pada tahun 1957 (Beranek, 1957). Kurva ini menggunakan kurva equal loudness contour sebagai referensinya. Kurva NC biasanya digunakan dengan metode tangensial dalam mengevaluasi spektrum tingkat tekanan suara. Penggunaan NC secara luas, sering dikaitkan dengan buku pedoman yang dikeluarkan oleh American Society of Heating, Ventilating, and Airconditioning Engineers (ASHRAE). Buku ini digunakan oleh sebagian besar insinyur mekanikal-elektrikal sebagai pegangan mereka dalam mendesain.

Gambar/Figure 3. Kurva Noise Criteria (NC)

1971 – Preferred Noise Criteria (PNC)

Kurva Preferred Noise Criteria (PNC) dikembangkan pada tahun 1971 ditunjukkan pada Gambar 4. Kurva ini diterbitkan setelah adanya evaluasi bahwa kurva NC tidak dapat digunakan dalam pengamatan suara hiss (suara yang terdengar mendesis) dan rumbly (suara yang terdengar bergemuruh). Berbeda dengan kurva NC, kurva ini bentuknya bentuknya tidak terlalu curam pada frekuensi rendah dan lebih curam pada frekuensi tinggi (Beranek, 1971). Meskipun kurva ini memiliki keseimbangan yang lebih baik antara suara frekuensi rendah, sedang, dan tinggi, nyatanya kurva PNC memiliki rentang nilai yang lebih rapat pada frekuensi rendah. Akibatnya, untuk mengatasi kebisingan pada frekuensi rendah akan dibutuhkan pengendalian kebisingan yang lebih ekstensif. Hal ini biasanya sejalan dengan biaya yang cenderung lebih tinggi untuk membangun sistem mekanis jika dibandingkan dengan penggunaan kurva NC. Selain itu, konsultan berpengalaman menyatakan bahwa batas frekuensi rendah yang lebih rapat pada kurva PNC tidak perlu dan tidak praktis untuk diaplikasikan pada sebagian besar bangunan. Atas dasar hal ini dan fakta bahwa mereka tidak pernah dimasukkan ke dalam standar atau pedoman praktis, membuat kurva PNC tidak pernah digunakan secara luas.

Gambar/Figure 4. Kurva Preferred Noise Criteria (PNC)

1981 – Room Criteria (RC)

Sebagai upaya untuk lebih memahami implikasi bentuk spektrum terhadap kesesuaian kebisingan latar belakang pada bangunan yang dihasilkan oleh sistem mekanik bangunan, ASHRAE, melakukan survei bising latar belakang di ruang bangunan pada pertengahan 1970-an. Blazier menggunakan survei ini untuk mengembangkan metode evaluasi kesesuaian suara latar belakang dalam ruang bangunan berdasarkan penggunaannya (Blazier, 1981). Pengembangan menghasilkan seperangkat kurva Room Criteria (RC) yang lurus, dan memiliki garis sejajar dengan kemiringan konstan –5 dB/oktaf. Bentuk ini digambarkan sebagai perseptual netral, yaitu tidak memiliki dominasi nada dalam satu rentang frekuensi.

Metode RC melibatkan penentuan rating RC dan deskriptor kualitas spektrum untuk menunjukkan adanya ketidakseimbangan atau dominasi suara dalam rentang frekuensi tertentu dan menyebabkan spektrum suara dianggap sebagai hiss atau rumbly. Kurva RC dan metode untuk menilai spektrum suara ruangan tercantum dalam American National Standard S12.2-1995, “Criteria for Evaluating Room Noise.”

Metode penilaian RC pertama kali diusulkan oleh Blazier (Blazier, 1981) dan sekarang telah terstandarisasi dalam ANSI S12.2-1995, “Criteria for Evaluating Room Noise.” Gambar 5 menyajikan satu set kurva RC bersama dengan spektrum tingkat tekanan suara tipikal. Kurva RC dimulai dari RC-25 hingga RC-50, dan kurva ini dirancang untuk mencakup tipikal suara latar belakang di bangunan pada rentang frekuensi 16 Hz sampai 4000 Hz. Kurva RC memiliki garis paralel konstan dengan kemiringan-5 dB per oktaf.

Bentuk ini didasarkan pada pengamatan Blazier yang diyakini sebagai bentuk spektrum rata-rata yang biasa ditemukan di bangunan-bangunan yang menjadi objek survei yang dilakukan oleh ASHRAE.

Rating spektrum tingkat tekanan suara ini mengikuti bentuk umum RC XX(YY), di mana XX adalah rating RC dan YY adalah satu atau lebih deskriptor yang menunjukkan keseimbangan spectral seperti yang dibahas di bawah ini. Penilaian spektrum tingkat tekanan suara menggunakan metode RC terdiri dari dua langkah yakni:

  1. Menentukan mid-frequency average level (LMF) yang merupakan nilai rating RC itu sendiri yang selanjutnya didefinisikan sebagai:

LMF = (L500 + L1000 + L2000)/3.

  1. Langkah kedua yang perlu dilakukan adalah menentukan keseimbangan yang dirasakan antara suara frekuensi rendah dan tinggi. Suara dengan spektrum yang kaya akan frekuensi rendah (16 Hz hingga 500 Hz) didefinisikan sebagai suara yang “rumbly”, sedangkan suara dengan spektrum yang kaya akan suara frekuensi tinggi (1000 Hz hingga 8000 Hz) didefinisikan sebagai “hissy”.

Kriteria “rumble” ditunjukkan dari kurva RC yang 5 dB lebih tinggi dari kurva netral yang ditentukan dari LMF dan lurus pada frekuensi 16 Hz hingga 500 Hz. Jika tingkat suara pada frekuensi rendah melebihi kurva kriteria, maka spektrum tersebut dianggap merepresentasikan suara yang bergemuruh (rumbly sound), contohnya suara yang keluar dari kendaraan berat atau mesin pendingin yang sudah usang.

Kriteria “hiss” dimana kurva RC memiliki nilai 3 dB lebih tinggi dari kriteria netral dan memanjang dari 1000 Hz sampai 4000 Hz. Spektrum suara yang nilainya melebihi kriteria ini akan dianggap sebagai suara yang mendesis (hissy sound), contohnya suara pipa air maupun udara yang bocor.

Sumber suara hiss atau berdesis berasal dari aliran udara

Selain itu, dua kurva kriteria memberikan kemungkinan suara berfrekuensi rendah akan menghasilkan bunyi berderik (rattling sound) yang dapat didengar pada elemen bangunan ringan seperti plafon gantung, perlengkapan lampu, pintu, jendela, saluran udara, dll. Pada Gambar 5, ditunjukkan adanya region “moderately noticeable vibration” atau getaran yang terasa dan cukup terdengar jelas. Ada pula region untuk “clearly noticeable vibration” atau getaran yang terasa dan terdengar jelas. Terdapat beberapa deskriptor YY yang dapat digunakan untuk menyatakan keseimbangan spectrum diantaranya: Neutral (N), Rumble(R), Vibration (RV), atau Hiss(H).

Spektrum yang tidak melebihi kriteria rumble, hiss,  atau getaran yang nyata dapat dianggap “netral”, yang artinya spektralnya memiliki keseimbangan yang relatif baik antara energi suara frekuensi rendah, sedang, dan tinggi. Spektrum ini diikuti oleh deskriptor kualitas (N). Sebagai contoh, dapat dilihat pada Gambar 5 dimana terdapat spektrum yang melebihi kurva kriteria “clearly noticeable vibration”, maka spektrum tersebut akan ditetapkan sebagai spektrum RC 46(RV).

Gambar/Figure 5. Contoh Evaluasi Spektrum untuk Room Criterion (RC) Rating.

1989 – Balanced Noise Criteria (NCB)

Kurva NCB memiliki profil yang memanjang dari 16 Hz-8000 Hz. Standar ANSI S12.2 mendefinisikan nilai untuk setiap kurva individu dari NCB-10 hingga NCB-65. Kurva NCB-0 didefinisikan sebagai ambang batas audibilitas untuk suara kontinu dalam bidang difus. Kurva NCB diturunkan dengan prosedur yang berbeda dari prosedur untuk mendefinisikan kurva NC (Beranek, 1989).

Kurva NCB menggunakan nilai SIL (Speech Interference Level) yang berasal dari nilai rata-rata empat frekuensi tengah-tinggi dari pita oktaf. Kurva NCB juga memenuhi uji gangguan yang sama dengan kurva NC, yaitu kekerasan suara pada frekuensi rendah tidak melebihi nilai SIL lebih dari 24 unit. Seperti halnya rating RC, rating NCB mengambil bentuk NCB XX(YY), di mana XX adalah peringkat NCB dan YY adalah deskriptor keseimbangan spektral.

Sama halnya dengan rating RC, terdapat dua langkah yang perlu dilakukan untuk menentukan nilai rating NCB

  1. Menghitung Speech Interference Level (SIL) untuk spektrum yang dievaluasi. SIL didefinisikan sebagai berikut:

SIL = (L500 + L1000 + L2000 + L4000)/4

Penilaian terhadap spektrum untuk menentukan rating NCB sama dengan SIL yang dibulatkan ke desibel terdekat. Sebagai contoh, spektrum yang ditunjukkan pada Gambar 6 memiliki SIL sebesar 44 dB, dan oleh karena itu spektrum didefinisikan sebagai NCB-44.

  1. Menentukan keseimbangan yang dirasakan antara suara frekuensi rendah dan tinggi. Spektrum yang kaya akan frekuensi rendah (16 Hz hingga 500 Hz) didefinisikan sebagai “rumble”. Spektrum yang kaya akan frekuensi tinggi (1000 Hz hingga 8000 Hz) didefinisikan sebagai “hissy”.

Kriteria yang dijelaskan sebelumnya untuk getaran yang cukup dan terlihat jelas juga digunakan dalam rating NCB. Seperti metode RC, spektrum yang ditemukan tidak melebihi kriteria rumble, hiss, atau getaran yang terlihat akan dianggap sebagai spektrum “netral”. Pada kategori ini, spektralnya memiliki keseimbangan yang relatif baik antara energi suara frekuensi rendah, sedang, dan tinggi.

Kriteria “rumble” didefinisikan sebagai kurva NCB 3 dB lebih tinggi dari kurva netral yang ditentukan dari SIL dan memanjang antara 16 Hz dan 500 Hz. Gambar 6 menyajikan kurva kriteria “rumble” yang sesuai dengan spektrum NCB-44. Perhatikan bahwa spektrum melebihi kriteria gemuruh NCB-47, oleh karena itu spektrum yang ditampilkan akan dicirikan sebagai “rumble”. Ini juga berada pada kriteria “clearly noticeable vibration”.

Gambar/Figure 6. Contoh Kriteria Rumble untuk Balanced Noise Criteria Curves (NCB) Rating

Kriteria hiss agak lebih rumit untuk ditentukan seperti diilustrasikan pada Gambar 7. Kurva kriteria hiss adalah rata-rata aritmatika dari tiga nilai kurva NCB yang memotong spektrum pada 125, 250, dan 500 Hz—dalam hal ini NCB-49. Perhatikan bahwa spektrum tidak jatuh di atas kurva kriteria hiss NCB-49, oleh karena itu spektrum tidak “hissy”.

Gambar/Figure 7. Contoh Kriteria Hiss untuk Balanced Noise Criteria Curves (NCB) Rating

1997 – Room Criteria (RC) Mark II

Metode rating ini mirip dengan metode rating RC dimana nilai LMF digunakan untuk menghitung nilai rating. Namun, terdapat hal yang membedakan metode ini dengan metode rating RC terutama dalam dua hal. Pertama, kurva RC yang digunakan dalam metode RC Mark II sedikit berbeda, pada frekuensi 16 Hz-31 Hz bentuk kurva datar dan bukan miring, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 8.

Gambar/Figure 8. Kurva Rating Room Criteria (RC) Mark II

Kedua, metode rating RC Mark II berbeda dalam cara menghitung karakteristik kualitatif suara. Metode baru ini menggunakan dua besaran baru untuk menghitung karakteristik kualitatif suara yakni “faktor deviasi spektral rata-rata energi” dan “indeks penilaian kualitas“. Seperti terlihat pada Gambar 8, metode rating RC Mark II membagi rentang frekuensi yang suara dapat didengar menjadi tiga wilayah—rendah (16-63 Hz), menengah (125-500 Hz), dan tinggi (1000-4000 Hz). Kelebihan suara dalam rentang ini dipersepsikan masing-masing sebagai suara “rumble”, “roar”, dan “hiss”.

Metode peringkat kualitatif RC Mark II dapat dibagi menjadi tiga langkah sebagai berikut:

  1. Menentukan rating RC menggunakan LMF seperti yang telah dibahas sebelumnya.
  2. Menghitung deviasi spektral rata-rata energi di masing-masing dari tiga wilayah frekuensi yang disebutkan sebelumnya. Ini adalah sebagai berikut:

Dimana nilai ∆Lf merupakan selisih antara nilai spektrum dan nilai kurva RC pada frekuensi tersebut.

 

  1. Menentukan Quality Assessment Index (QAI). QAI adalah perbedaan antara deviasi spektral rata-rata energi tertinggi dan terendah.
  • Jika QAI kurang dari atau sama dengan 5 dB, spektrum dianggap netral, yaitu menunjukkan keseimbangan yang baik antara rentang frekuensi rendah, sedang, dan tinggi. Dengan demikian, deskriptor kualitatif yang mengikuti peringkat RC adalah (N).

 

  • Jika QAI lebih besar dari 5 dB, maka deskriptor kualitatif akan ditentukan oleh deviasi spektral rata-rata energi maksimum dan menandakan (LF), (MF), atau (HF).

 

  • Jika spektrum melebihi kriteria sedang atau terlihat jelas, deskriptor kualitatif (LVA) atau (LVB) juga akan digunakan. Ada kemungkinan bahwa dua deskriptor akan diperlukan, yaitu, salah satu dari (N), (LF), (MF), atau (HF) dan satu dari (LVA) atau (LVB).
Gambar/Figure 9. Perhitungan RC Mark II dan QAI

Selain menentukan peringkat RC Mark II, Blazier pun menyediakan sarana untuk menentukan bagaimana penghuni ruangan dapat merespons spektrum tertentu. Respon subjektif penghuni ditunjukkan sebagai: “dapat diterima”, “marginal”, dan “tidak menyenangkan”. Tanggapan ini menganggap bahwa peringkat RC (yang merupakan LMF) konsisten dengan rekomendasi untuk peringkat tersebut berdasarkan penggunaan ruang. Tanggapan subjektif disediakan pada Tabel 1 (Blazier, 1997).

Tabel 1. Interpretasi rating RC Mark II dengan asumsi spektrum sesuai untuk penggunaan ruang

Deskriptor Kualitas Suara Persepsi Subjektif QAI Respon Subjektif Manusia
(N) Neutral Seimbang, tidak ada frekuensi yang dominan

QAI ≤ 5 dB

(L16 , L31.5  ≤ 65 dB)

Dapat Diterima

QAI ≤ 5 dB

(L16 , L31.5  > 65 dB

Marjinal
(LF) Rumble Suara frekuensi rendah lebih dominan (16-63 Hz) 5 dB < QAI ≤ 10 dB Marjinal
QAI > 10 dB Tidak menyenangkan

(LFVA) Rumble,

Clearly perceptible surface vibration

Suara frekuensi rendah lebih dominan (16-63 Hz)

QAI ≤ 5 dB

(L16 , L31.5  ≤ 75 dB)

Dapat diterima
5 dB < QAI ≤ 10 dB Marjinal
QAI > 10 dB Tidak menyenangkan

(LFVB) Rumble,

Moderately perceptible surface vibration

Suara frekuensi rendah lebih dominan (16-63 Hz)

QAI ≤ 5 dB

(L16 , L31.5  > 65 dB)

Marjinal
5 dB < QAI ≤ 10 dB Marjinal
QAI > 10 dB Tidak menyenangkan
MF (Roar) Suara frekuensi tengah lebih dominan (125-500 Hz) 5 dB < QAI ≤ 10 dB Marjinal
QAI > 10 dB Tidak menyenangkan
HF (Hiss) Suara frekuensi tinggi lebih dominan (1000-4000 Hz) 5 dB < QAI ≤ 10 dB Marjinal
QAI > 10 dB Tidak menyenangkan

Dari banyaknya metode rating kebisingan pada ruangan yang dikembangkan, saat ini terdapat 4 metode yang paling sering digunakan oleh para praktisi dalam proses desain yakni Noise Criteria (NC), Balanced Noise Criteria (NCB), dan Room Criteria (RC) dan RC Mark II. Kurva NC yang lebih dahulu dikembangkan, lebih banyak digunakan dan distandarisasi melalui literatur teknis. Sementara kurva RC dan NCB didefinisikan dalam standar Amerika, dalam hal ini, ANSI S12.2 (ANSI, 1995). Kedua metode memberikan sarana untuk menilai spektrum berdasarkan oktaf band aritmatika rata-rata tingkat suara, seperti yang sudah dibahas sebelumnya, didefinisikan dengan parameter LMF dan SIL. Selain itu, kedua metode memiliki deskriptor kualitatif yang menunjukkan keseimbangan spektrum yang dirasakan antara frekuensi rendah dan tinggi. Metode RC Mark II adalah pengembangan lebih lanjut metode RC dan menggunakan kurva yang hampir identik dengan kurva RC yang didefinisikan dalam ANSI S12.2. Rating RC Mark II sangat berbeda dari metode RC dengan cara menggambarkan kualitas spektrum dengan deskriptor yang lebih komprehensif.

References

[1]   ANSI Criteria for Evaluating Room Noise, ANSI Standard, S12.2, 1995 .

[2]  ASHRAE Fundamental Handbook, ASHRAE Handbook, Chapter 48, 2001.

[3]  Leo L. Beranek, Ed. 1, Acoustics. New York: McGraw-Hill Book Company, 1954.

[4] Gregory C. Tocci, “Room Noise Criteria—The State of the Art in the Year 2000.”  Current Issues in Noise News International, vol. 8, no. 3, September, 2000.

[5] Blazier Jr., Warren E., “Revised Noise Criteria for Application in the Acoustical Design and Rating of HVAC Systems,” Noise Control Engineering Journal, pp 64-73, 1981.

[6] Blazier Jr., Warren E., “RC Mark II: A refined procedure for rating the noise of heating, ventilating, and air-conditioning (HVAC) systems in buildings” Noise Control Engineering Journal, vol. 445, pp 243-250, 1997.

Recent Posts
Contact Us

We're not around right now. But you can send us an email and we'll get back to you, asap.

Start typing and press Enter to search