JURNAL FISIKA DAN APLIKASINYA
Pengaruh Penambahan Bahan Redam
pada Kebocoran Alat Ukur Daya Isolasi Bahan
Didiek Basuki Rahmat,
∗ Alpha Hambally Armen, dan Gontjang Prajitno†
Jurusan Fisika-FMIPA, Intitut Teknologi Sepuluh Nopember
Kampus ITS Sukolilo, Surabaya 60111
Intisari
Telah dilakukan penelitian tentang penambahan bahan redam untuk mengurangi kebocoran pada alat ukur
daya isolasi bahan. Alat ukur daya isolasi ini dapat mengetahui nilai Insertion Loss dan Noise Reduction dari
suatu bahan. Penelitian ini adalah melakukan sebuah pembuatan box yang dirancang untuk menutupi semua
bagian alat ukur daya isolasi bahan ini, box terbuat dari bahan gypsum yang ditambah dengan kombinasi bahan
redam yaitu rockwoll dan karpet, kondisi alat sebelumnya, tingkat kebocoran dari dalam alat mencapai 24 dB
sampai dengan 33 dB, dengan adanya box dan penambahan bahan redam ini, tingkat kebocoran dapat dikurangi.
Dengan tiga variasi bahan redam yaitu karpet, rockwoll dan rockwoll ditambah karpet nilai kebocoran dapat
diminimalisir, sehingga mencapai 5 dB samapai dengan 15 dB. Alat ukur daya isolasi bahan ini dapat melakukan
pengukuran dengan sumber bunyi 90 dB sampai 100 dB dibuktikan dengan pengukuran nilai Insertion Loss dan
Noise Reduction yang telah dilakukan. Tidak ada pengaruh pada pengukuran ketika digunakan dua sumber
bunyi tersebut.
ABSTRACT
A study has been done that is adding damping materials to reduce leakage power gauge insulation materials.
This instrument can determine the value of Insertion Loss and Noise Reduction of a material. This study
was conducted a box-making are designed to cover all parts of insulating material power gauge, the box is
made of gypsum is added to the combination of damping material that is rockwoll and rugs, machine condition
before, the leakage rate of the tool reaches 24 dB - 33 dB, with the box, the rate of leakage can be reduced
in accordance. The three variations of damping materials are carpets, rugs plus rockwollrockwoll and leakage
values can be minimized by the use of damping carpet plus rockwoll reaches 5 dB - 15 dB. Insulation materials
of power measuring devices can perform measurements with the noise source between 90 dB to 100 dB proven
by measuring the value of Insertion Loss and Noise Reduction. There is no effect on the measurement when
used two sources of sound.
KATA KUNCI: daya isolasi, Insertion Loss, reduksi bising, redam.
I. PENDAHULUAN
Bunyi merupakan suatu besaran fisis akustik yang dapat
terpantul, diserap dan diteruskan. Keras lemahnya besaran
bunyi pun berbeda-beda bergantung pada sumber bunyi itu
sendiri. Karena faktor keras lemah tersebut terdapat masalah
yaitu kebisingan, misalnya di jalan raya yang padat kendaraan
di seberangnya terdapat sekolah, itu akan menjadi masalah
ketika sekolah tersebut terganggu karena kebisingan di jalan
raya.
Bunyi yang menyebabkan kebisingan harusnya di isolasi
dengan menggunakan bahan-bahan tertentu. Daya serap
bahan tersebut yang mempengaruhi daya isolasinya. Jika
daya yang diteruskan tersebut tinggi terlihat bahwa propo-
sional yang diteruskan kecil, begitu sebaliknya jika daya yang
diteruskan rendah, proposional yang diteruskan terlihat besar.
∗E-MAIL: didiek@physics.its.ac.id
†E-MAIL: gontjang@physics.its.ac.id
Maka daya isolasi sebuah bahan layak diteliti dalam sebuah
pengukuran pada Sound Transmission Loss.
Untuk melakukan pengukuran besaran Transmission Loss
ini, diperlukan biaya yang tidak sedikit karena ruangan uji
harus dirancang sedemikian rupa untuk dapat melakukan pen-
gukuran.
Ansarullah [1] telah membuat alat tentang daya isolasi
yang mengacu pada metode ASTM E2611-09 [2]. Pada alat
tersebut digunakan tabung sumber dan tabung penerima yang
berfungsi menerima bunyi yang tembus melalui bahan uji.
Bahan uji diletakkan di antara tabung sumber dan tabung
penerima. Hasil pengukuran masih menunjukkan adanya
kebocoran pada tabung pengirim dan tabung penerimanya.
Permasalahan ini harus ditangani, karena akan berpengaruh
pada hasil pengukuran. Pada artikel ini dilaporkan hasil
penelitian pengaruh penambahan bahan redam terhadap
kebocoran pada alat ukur daya isolasi bahan.
-90 c
Jurusan Fisika FMIPA ITSJ. FIS. DAN APL., VOL. 9, NO. 2, JUNI 2013 DIDIEK BR, dkk.
Gambar 1: Perbedaan tingkat tekanan bunyi di ruang penerima dan
ruang sumber.
II. TEORI DASAR
Transmission Loss
Faktor yang dinilai pada karakteristik suatu bahan akustik
adalah nilai transmission loss material akustik, yaitu kemam-
puan bahan untuk tidak meneruskan bunyi atau mengisolasi
bunyi dari suatu ruang sumber bunyi. Untuk dapat mengiso-
lasi bunyi diperlukan bahan yang memiliki transmission
loss yang tinggi. Jumlah energi yang ditransmisikan dibagi
dengan energi datang dinyatakan sebagai besaran koefisien
transmisi τ .
Transmission Lossmenyatakan besarnya energi yang hilang
karena gelombang bunyimelewati suatu partisi [3], yang diny-
atakan dalam decibel. Hubungan antara koefisien transmisi
dengan transmission loss dapat dituliskan dalam persamaan:
TL = 10 log
1
τ
dB (1)
dengan τ adalah koefisien transmisi.
Insertion Loss dan Noise Reduction
Insertion Loss adalah ukuran yang digunakan untuk menen-
tukan seberapa baik sebuah partisi mengurangi kebisingan
bunyi. Sebagai gambaran dapat dilihat pada Gambar 1. Pada
Gambar 1 (a) tidak diberi partisi, sedangkan pada Gambar 1
(b) diberi partisi. Pada saat sumber bunyi dinyalakan terlihat
perbedaan tingkat tekanan bunyi di ruang penerima. Di ruang
penerima Gambar (a) dan (b) yang awal mulanya 85 dB men-
jadi 45 dB setelah diberi partisi. Hal ini terjadi karena adanya
partisi. Selanjutnya, ditentukan Insertion Loss (IL) sebagai
[4]:
IL = SPLa − SPLb (2)
dengan SPLa = tingkat tekanan bunyi di ruang penerima
tanpa partisi, SPLb = tingkat tekanan bunyi di ruang penerima
dengan partisi.
Besaran lain yang juga digunakan untuk menyatakan daya
isolasi suatu bahan adalah reduksi bising (Noise Reduction).
Reduksi bising terjadi antara ruang sumber bunyi dengan ru-
ang penerima bunyi. Reduksi bisingmerupakan selisih tingkat
tekanan bunyi dalam ruang sumber bunyi dengan tingkat
tekanan bunyi dalam ruang penerima seperti pada Gambar 1.
Secara matematis reduksi bising dinyatakan dalam persamaan
berikut [5]
NR = SPL1 − SPL2 (3)
dengan NR = reduksi bising (dB), SPL1 = tingkat tekanan
bunyi dalam ruang sumber (dB), SPL2 = tingkat tekanan bunyi
dalam ruang penerima (dB).
Metode ASTM-E2611-09
Pengukuran standar untuk mengetahui daya isolasi bahan
sangat banyak, diantaranya adalah ASTM E-90, ASTM E
1050, ISO DIS 140-1, ISO 354. Pada ISO 140, pengukuran
melibatkan dua buah ruang sumber dan penerima. Penguku-
ran dengan ISO 140 membutuhkan ruang yang cukup luas
dengan biaya yang mahal. Oleh karena itu, pada penelitian
ini di lakukan pembuatan alat ukur daya isolasi bahan seder-
hana dengan metode tabung uji yang mengacu pada ASTM
E2611-09 [2].
ASTM E2611-09 adalah standar pengukuran untuk men-
gukur sebuah STL menggunakan metode transfer matriks
untuk perhitungan. Data untuk perhitungan diperoleh dari
pengukuran tekanan suara dari empat mikrofon, dua dipo-
sisikan antara sumber suara dan bahan uji dan dua diposisikan
di sisi berlawanan dari bahan uji. Metode menentukan
geometri dari alat uji yang diperlukan sehubungan dengan
ukuran bahan uji, posisi mikrofon dan rentang frekuensi
yang diukur. Suara pengujian peralatan berdasarkan ASTM
E2611 09 ditawarkan dalam dua ukuran tabung, satu dengan
diameter 100 mm dan lainnya dengan diameter dari 29 mm.
Rentang frekuensi yang diukur adalah 50 Hz - 1,6 kHz
untuk tabung yang lebih besar dan 500 Hz - 6.4 kHz untuk
tabung kecil. Sebuah diagram skematik aparat tabung empat
mikrofon ditunjukkan pada Gambar 2.
Ke-empat mikrofon di lokasi tetap (dua dalam tabung sum-
ber dan dua dalam tabung penerima) merekam tekanan suara
selama pengambilan data. Ini terhubung ke analyzer empat
kanal frekuensi digital yang digunakan untuk menghitung
fungsi transfer yang kompleks, alat ini mampu menen-
tukan STL sampel. Hasilnya dapat ditampilkan sebagai suatu
skenario frekuensi v STL untuk berbagai ukuran tabung [6, 7].
Pada penelitian ini, metode ASTM E2611-09 beserta
alatnya, hanya menjadi acuan dalam penelitian, karena pada
penelitian ini peletakkan microphone pada alat masih bisa
dapat diubah-ubah, tidak tetap seperti pada metode ASTM
E2611-09 yang ada.
III. METODOLOGI
Perancangan box untuk menutupi alat ukur daya isolasi
bahan
Alat ukur daya isolasi bahan ini nantinya akan dimasukkan
ke dalam sebuah box yang terbuat dari bahan gypsum, box
akan dirancang sedemikain rupa agar menutupi semua bagian
alat ukur daya isolasi bahan ini, seperti terlihat pada Gambar 3
box tersebut terbuat dari bahan gypsum, dengan panjang 260
cm, lebar dan tinggi 35 cm, pada dinding box ini diberi sedikit
rongga, yang bertujuan untuk penambahan bahan redam yang
akan diletakkan di antara dinding box dan alat ukur daya iso-
lasi bahan ini.
Perbaikan di bagian kotak speaker bagian mulut tabung
Selain penambahan box sebagai tingkat kedap, dilakukan
pula sedikit perbaikan di bagian kotak speaker. Perbaikan
ini bertujuan untuk meredam suara yang keluar dari speaker.
Perbaikan yang dilakukan antara lain penambahan bahan den-
gan kombinasi rockwoll, tempat telur dan karpet, seperti pada
Gambar 4.
Selain beberapa hal diatas, dilakukan pula sedikit penam-
bahan rockwoll pada mulut tabung alat ini, hal ini bertujuan
(a)
(b) (c)
Gambar 4: Perbaikan pada box speaker dan penambahan rockwoll di
mulut tabung.
Gambar 5: Skema pengujian tingkat kebocoran.
untuk meredam bunyi yang kemungkinan keluar dari mulut
tabung.
Pengujian tingkat kekedapan
Setelah box terpasang menutupi alat ukur daya isolasi ba-
han ini, akan dilakukan pengujian tingkat kebocoran dari alat,
akan dibangkitkan sumber (white noise) sebesar 80 dB, 90
dB dan 100 dB dari dalam tabung. Akan dilakukan penguku-
ran dibagian luar box tersebut, pengukuran dilakukan dengan
penggunaan bahan redam yaitu rockwoll, karpet dan peng-
gabungan kedua bahan tersebut. Skema pengambilan data da-
pat dilihat pada Gambar 5.
IV. HASIL DAN ANALISIS
Pengenalan alat beserta box yang telah dirancang
Box yang dibuat untuk menutupi semua bagian tabung pada
alat ukur, box tersebut terbuat dari bahan gypsum, dengan
panjang 260 cm, lebar dan tinggi 35 cm.
-92J. FIS. DAN APL., VOL. 9, NO. 2, JUNI 2013 DIDIEK BR, dkk.
Gambar 6: Alat ukur yang telah dimasukkan ke dalam box.
TABEL I: Hasil uji kebocoran alat [1]
Frekuensi SPL di dalam SPL di luar Ruangan Kebocoran
(Hz) tabung (dB) tabung (dB) (dB) (dB)
250 100 83 ± 0,3 47-50 33 ± 0,3
500 100 75 ± 0,2 45-48 33 ± 0,3
1000 100 69 ± 0,4 43-45 24 ± 0,4
2000 100 69 ± 0,3 41-43 26 ± 0,3
Box gypsum yang dirancang untuk meredam suara juga
dilengkapi dengan beberapa bahan tambahan, yaitu karpet dan
rockwoll yang menutupi alat ukur daya isolasi ini. Pada pen-
gujian tingkat redam, nantinya akan dicoba satu persatu dari
bahan tersebut lalu dicoba juga mengkombinasikan keduanya.
Hasil uji tingkat kekedapan
Data yang diperoleh dari pengujian alat sebelumnya, dike-
tahui adanya kebocoran yang cukup besar, seperti ditunjukkan
pada Tabel 1. Besar kebocoran bisa dilihat dari kondisi luar
tabung, yaitu perbandingan kondisi background sebelum dan
sesudah diberi bunyi, besar kebocoran ini sangat tinggi, per-
masalahan ini harusnya ditangani agar tidak ada pengaruh
pada pengukuran pengujian partisi nantinya. Pengaruh pada
pengukuran disini adalah, ruang penerima dirancang benar-
benar menerima sumber bunyi hanya dari ruang sumber, jika
ada sebuah kebocoran, hal ditakutkan adalah ruang penerima
tidak hanya menerima sumber dari ruang penerima, namun
juga pengaruh kebocoran dari luar ruang.
Setelah alat dimasukkan ke dalam box yang telah ditambah
oleh lapisan bahan redam (rockwoll, karpet), dilakukan uji ke-
bocoran untuk masing-masing penggunaan bahan redam yaitu
rockwoll, karpet dan gabungan keduanya. Hasil pengukuran
uji kebocoran ditunjukkan Tabel 2.
Tentang penggunaan bahan redam yaitu karpet dan rock-
woll, yang membedakan nilai keduanya adalah besar nilai
koefisen absorbsi yang berbeda, lalu ketika digabungkan ke-
duanya, memiliki nilai koefisien absorbsi yang baik daripada
penggunaan satu bahan redam. Tekanan bunyi yang ditrans-
misikan dari bahan redam tersebut juga kembali diredam oleh
box (gypsum) yang bersifat reflektif, hal ini akan mengem-
balikan bunyi ke bahan redam (rockwoll dan karpet) yang di-
pasang.
Karena penambahan box, serta perbaikan pada kotak
speaker, tingkat kebocoran dapat dikurangi. Untuk sumber 90
dB, alat ini tidak ditemukan adanya kebocoran, maka alat bisa
Gambar 7: Grafik perbandingan tingkat kebocoran dengan penggu-
naan bahan redam dengan sumber di dalam tabung 100 dB.
digunakan dengan sumber bunyi 90 dB dan 100 dB, untuk
membandingkan hasil ini, kita melakukan sebuah penguku-
ran Noise reduction untuk 2 bahan uji, yaitu triplek dan kaca.
Hasil pengujian ditunjukkan pada Tabel 3.
Berdasarkan Tabel 3, tidak ditemukan pengaruh penguku-
ran jika menggunakan sumber 90 dB dan 100 dB, karena
perbedaan hanya berkisar ± 1 dB. Maka alat ini dapat berop-
erasi, dengan kriteria sumber bunyi 90 dB sampai dengan 100
dB. Tingkat kebocoran ketika sumber 100 dB, berhasil diku-
rangi, karena sebelumnya alat ini memiliki kebocoran yang
besar ± 20 dB. Meskipun tidak meredam 100% namun ke-
bocoran yang masih ada tidak berpengaruh apa-apa terhadap
pengukuran nantinya.
V. SIMPULAN
Alat ukur daya isolasi bahan ini dapat melakukan penguku-
ran dengan sumber tekanan bunyi (white noise) 90 dB sampai
100 dB. Dengan penggabungan dua bahan redam besar tingkat
kebocoran pada alat dapat diredam jika dibandingkan dengan
hanya satu bahan redam saja. Perbedaan penggunaan sum-
ber bunyi tidak berpengaruh pada pengukuran Noise reduc-
tion, karena dengan dua sumber hasil yang didapatkan hasil
yang sama.
