Tulisan ini akan membahas propagasi suara di luar ruangan, terutama hubungan antara daya suara, intensitas suara dan tekanan suara di luar ruangan. Kondisi luar ruangan yang dimaksud adalah kondisi hemi freefield dimana sumber suara titik berada diatas tanah dan tidak ada pantulan suara dari sumber ke penerima.
Sebelum kita membahas mengenai propagasi, mari kita definisikan terlebih dahulu beberapa terminologi yang akan kita perlukan sebagai berikut:
Daya Suara
Daya suara adalah energi suara per satuan waktu yang dikeluarkan oleh sumber suara. Satuan daya suara yang biasa digunakan adalah watt (Joule per detik). Akan tetapi, dalam kehidupan sehari-hari pada bidang enjiniring, daya suara lebih sering dinyatakan dengan tingkat daya suara (disimbolkan SWL atau Lw). Tingkat daya suara dapat dinyatakan sebagai berikut:
Karena daya suara hanya mendeskripsikan sumber, tanpa mendeskripsikan lokasi penerima dan kondisi lingkungan sekitar sumber suara, tingkat daya suara menjadi besaran yang dapat digunakan untuk mendeskripsikan sumber suara.
Intensitas suara
Intensitas suara didefinisikan sebagai daya suara dibagi dengan luasan yang dilingkupi oleh daya suara tersebut. Intensitas suara dapat juga dinyatakan secara logaritmik yaitu dengan tingkat intensitas suara (disimbolah SIL atau Li).
Hal ini menyebabkan besarnya intensitas suara bergantung pada jarak antara sumber dan penerima, karena semakin jauh penerima dari sumber, maka area yang harus dilingkupi oleh daya suara tersebut semakin luas. Hal ini dapat dianalogikan seperti sebuah senter yang diarahkan ke sebuah dinding. Semakin dekat senter ke dinding, maka iluminansi cahaya pada dinding yang terkena cahaya senter semakin tinggi (semakin terang), tetapi areanya semakin kecil, dan semakin jauh senter ke dinding, iluminansi cahaya pada dinding semakin rendah (semakin redup) karena area yang harus dicover oleh cahaya yang dikeluarkan oleh senter semakin besar.
Pada kondisi free-field, maka area yang dicover oleh sumber suara titik berbentuk bola sehingga hubungan antara intensitas dan daya suara adalah sebagai berikut:
Dimana r adalah jarak dari sumber ke penerima.
Pada propagasi di luar ruangan, suara berpropagasi dengan bentuk setengah bola karena sumber suara berada diatas tanah. Oleh karena itu, hubungan intensitas suara dengan daya suara menjadi seperti berikut:
Tekanan Suara
Adanya rambatan suara pada medium menyebabkan adanya fluktuasi tekanan yang biasa disebut dengan tekanan suara atau tekanan akustik. Nilai efektif (RMS) dari fluktuasi tekanan ini dapat dinyatakan secara logaritmik dan disebut tingkat tekanan suara (disimbolkan SPL atau Lp) sebagai berikut:
Tingkat tekanan suara ini bersesuaian dengan loudness atau kerasnya suara yang didengar telinga sehingga digunakan untuk mendeskripsikan seberapa keras suara yang didapatkan oleh penerima suara.
Hubungan antara intensitas suara, tekanan suara dan daya suara di luar ruangan
Hubungan antara intensitas suara, tekanan suara dan daya suara adalah sebagai berikut:
Dimana p adalah densitas medium dan c adalah cepat rambat suara pada medium tersebut.
Untuk dapat menghitung suara yang diterima oleh penerima suara dari sumber tertentu, maka kita perlu untuk mengetahui hubungan dari tingkat daya suara sumber ke tingkat tekanan suara pada penerima. Hubungan Lp dengan Lw untuk sumber titik pada kondisi free field adalah sebagai berikut
Q adalah directivity factor yang bergantung pada lokasi sumber terhadap permukaan terdekat. Nilai Q dan DI adalah sebagai berikut:
Dengan kata lain, nilai Q bergantung pada bentuk propagasi sumber suara yaitu 1/Q bola. Jika bentuk sumber suara adalah bola maka nilai Q=1, jika setengah bola (1/2), maka nilai Q adalah 2, jika seperempat bola (1/4), maka nilai Q adalah 4, jika seperdelapan bola (1/8) maka nilai Q adalah 8.
Disamping jarak dan lokasi sumber terhadap permukaan, terdapat beberapa koreksi lain yang digunakan sehingga perhitungan dapat lebih akurat. Sebagai contoh, terdapat beberapa koreksi pada ISO 9613-2 (Acoustics – Attenuation of sound during propagation outdoors – Part 2: General method of calculation) untuk perhitungan propagasi luar ruangan sebagai berikut:
- Absorpsi atmosfer: Atmosfer dapat menyerap suara dimana nilai atenuasinya bergantung pada temperatur dan kelembapan udara dimana suara berpropagasi.
- Efek pantulan dari tanah: Jenis tanah dapat mempengaruhi besarnya pantulan suara yang diterima oleh penerima suara. Di standar ini, terdapat tiga kategori tanah yang didefinisikan yaitu keras, berpori dan campuran.
- Penghalang: Jika sumber dan penerima terhalang oleh suatu benda, misalkan dinding, maka efek dari difrasi suara akibat penghalang ini perlu diperhitungkan.
- Pantulan: Pantulan dari benda lain, misalkan gedung, dapat mempengaruhi besarnya tingkat suara yang diterima oleh penerima suara.
- Koreksi meteorologi: Koreksi untuk kondisi meteorologi jika kondisi tidak sesuai dengan yang disyaratkan oleh ISO 9613 (downwind condition)
Komentar Terbaru