All Posts By

Beta Bayu Santika

Warna Suara Kebisingan

By | Articles, Kebisingan, News | No Comments

Bunyi/suara merupakan kumpulan sinyal acak yang memiliki karakteristik fisis tertentu yang bergantung pada sumber bunyi. Salah satu karakter fisis bunyi dapat dilihat dari spektrum yang terbentuk. Ada banyak kebisingan yang dapat dibedakan berdasarkan karakter spektrumnya, seperti White Noise, Pink Nopise, Brownian Noise, Blue Noise, Violet Noise, Grey Noise, dan lainnya. Pada umumnya yang sering digunakan adalah White Noise, Pink Noise, dan Brownian Noise baik dalam pengukuran ataupun pengetesan audio.

Banyak orang sangat familiar dengan White Noise, biasanya suara static dari Air Conditioner yang menghantarkan kita untuk terlelap dengan menyamarkan background noise selalu dianggap White Noise padahal secara teknis apa yang kita dengar dari putaran kipas Air Conditioner bukanlah White Noise. Banyak suara yang kita kaitkan dengan White Noise sebenarnya adalah Pink Noise, Brownian Noise, Green Noise, ataupun Blue Noise. Dalam dunia audio engineering ada berbagai macam jenis warna noise dengan keunikan spektrumnya tersendiri, hal ini diproduce untuk memberikan kesan kaya pada aransemen music, relaxasi, dan lain sebagainya. Jadi sudah mengerti ya bahwa suara static tidak selalu White Noise. Berikut beberapa warna suara yang cukup familiar dan sering dibahas dalam dunia audio engineering:

  1. White Noise

Warna bising yang paling sering disebut dalam kehidupan sehari-hari adalah White Noise. White Noise dinamai “White” atau putih sebagai pengibaratan cahaya putih yang mengandung semua frekuensi secara merata atau flat dalam kalkulasi matematis. Dikatakan matematis karena pada kenyataannya tidak flat sempurna. Pola hitung White Noise merata jika dihitung menggunakan persamaan berikut:

Jadi pada kasus White Noise, maka power sinyalnya menjadi:

Spektrum yang dihasilkan berupa garis lurus konstan seperti grafik berikut,

Perlu diingat bahwa grafik yang terlihat adalah fungsi logaritmik dan bukan fungsi linear dimana range frekuensi pada frekuensi-frekuensi tinggi semakin luas daripada range frekuensi pada frekuensi rendah. Berkut merupakan White Noise yang dapat didengarkan:

  1. Pink Noise

Secara proporsional spektrum pink noise terlihat menurun, namun jika direntangkan tanpa melihat band frekuensi akan bernilai merata atau flat pada setiap frekuensi. Dikarenakan pendengaran manusia memiliki space yang proporsional, dimana penggandaan frekuensi (1/1 oktaf) akan dirasakan sama terlepas dari frekuensi aktualnya (40-60 Hz terdengar sama secara interval dan jarak dengan 4000-6000 Hz), setiap oktaf mengandung jumlah energi yang sama dan karenanya Pink Noise sering digunakan sebagai sinyal referensi dalam audio engineering. Kerapatan spectral power dari Pink Noise dibandingkan dengan White Noise memiliki perbedaan 3 dB per-oktaf lebih rendah (Proporsional density hingga 1/f) sehingga karena alasan inilah Pink Noise seringkali disebut dengan Noise 1/f. Beberapa orang mengaitkan warna pink dengan merah dan putih dimana pink lebih cerah dari merah dan lebih redup dari putih sehingga dijabarkan sebagai spektrum menurun dengan nilai mendekati a ~ 1. Secara matematis, Pink Noise dapat dikalkulasikan menggunakan formulasi dibawah ini.

Penggambaran kurva yang dihasilkan oleh Pink Noise adalah sebagai berikut:

Secara audial, Pink Noise akan terdengar seperti rekaman audio berikut ini,

  1. Brownian Noise (Red Noise)

Warna kebisingan satu ini memiliki beberapa istilah, beberapa orang menyebutnya Brown Noise, Brownian Noise, ataupun Red Noise. Brownian ditemukan oleh Robert Brown, penemu Brownian Motion (Random Walk or Drunkard’s Walk) dimana Noise yang dihasilkan oleh Brownian Motion ini sama dengan Red Noise/Brown Noise. Diibaratkan sebagai cahaya merah yang lebih pekat dari Pink dan White, spektrum yang dibentuk memiliki ciri khas penurunan tajam yang melebihi penurunan Pink Noise (1/f2 atau penurunan 6 dB per-oktaf). Secara visual nilai Red Noise adalah sebagai batas Pink Noise bersamaan dengan White Noise, sehingga kurva spektrum yang terbentuk adalah sebagai berikut:

Secara audial, Brownian Noise akan terdengar seperti rekaman audio berikut ini,

  1. Blue Noise (Azure Noise)

Jika Red Noise atau Brownian Noise dan juga Pink Noise memiliki karakter menurun, maka Blue Noise adalah kebalikannya. Blue Noise memiliki ciri kurva spektrum menanjak yang berbanding terbalik dengan Pink Noise. Kerapatan proporsional Blue Noise dapat disederhanakan senilai dengan f (density proportional f) melebihi range dari finite frekuensi. Blue Noise memiliki noise dengan komponen frekuensi rendah yang minimal dan tidak ada lonjakan energi yang terkonsentrasi, atau dapat juga disebut sebagai suara untuk dithering yang baik. Dalam beberapa literasi dikatakan bahwa Radiasi Cherenkov adalah contoh alami dari Blue Noise yang hamper sempurna, dengan pertumbuhan kepadatan daya yang linear dengan fekuensi diatas area spektrum dimana permeabilitas indeks refraksi medium mendekati konstan. Spektrum densitas secara jelas dipaparkan dalam formulasi Frank-Tamm. Dalam hal ini, keterbatasan rentang frekuensi berasal dari keterbatasan kisaran dimana suatu bahan dapat memiliki indeks refraksi lebih besar dari satu. Radiasi Cherenkov juga muncul sevagai warna biru cerah untuk alasan ini.

Penggambaran kurva yang dihasilkan oleh Blue Noise adalah sebagai berikut:

Secara audial, Blue Noise akan terdengar seperti rekaman audio berikut ini,

  1. Violet Noise (Purple Noise)

Jika Blue Noise adalah kebalikan dari Pink Noise, maka Violet dapat dikategorikan sebagai kebalikan dari Red atau Brownian Noise. Hal ini dapat dilihat dari penambahan power density dari Violet Noise yang bernilai 6 dB peroktaf dengan meningkatnya niilai frekuensi. Kerapatan proporsional dari Violet Noise atau sering juga disebut Purple Noise adalah f2 pada rentang frekuensi tertentu. Violet Noise kadang juga dikatakan sebagai diferensiasi dari White Noise karena nilainya berkisar pada hasil diferensiasi nilai pada sinyal White Noise.

Penggambaran kurva yang dihasilkan oleh Violet Noise adalah sebagai berikut:

Secara audial, Violet Noise akan terdengar seperti rekaman audio berikut ini,

  1. Grey Noise

Grey Noise adalah White Noise yang diacak yang dikorelasikan dengan kurva kebisingan suara yang sama secara psychoacoustic atau dapat dikatakan juga sebagai kurva A-weighting terbalik, dengan rentang frekuesni tertentu yang memberikan kesan atau persepsi bahwa ini terdengar sama kerasnya pada semua frekuensi. Hal ini berbeda dengan White Noise pada umumnya yang memiliki nilai kekuatan yang sama pada skala frekuensi linear tetapi tidak dianggap sama kerasnya karena tidak disesuaikan dengan kurva kenyaringan suara pada manusia.

Penggambaran kurva yang dihasilkan oleh Grey Noise adalah sebagai berikut:

Secara audial, Grey Noise akan terdengar seperti rekaman audio berikut ini:

Written by:

Betabayu Santika

Acoustic Design Engineer

Geonoise Indonesia

Beta@geonoise.asia

Sources:

Pics: Noise Curves By Warrakkk – Own work, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=19274696

Hartmann, William M. Signals, sound, and sensation. Springer Science & Business Media, 2004.

“Federal Standard 1037C”. Institute for Telecommunication Sciences. Institute for Telecommunication Sciences, National Telecommunications and Information Administration (ITS-NTIA). Retrieved 16 January 2018.

Lau, Daniel Leo; Arce, Gonzalo R.; Gallagher, Neal C. (1998), “Green-noise digital halftoning”, Proceedings of the IEEE, 86 (12): 2424–42, doi:10.1109/5.735449

Joseph S. Wisniewski (7 October 1996). “Colors of noise pseudo FAQ, version 1.3”. Newsgroup: comp.dsp. Archived from the original on 30 April 2011. Retrieved 1 March 2011.

Noise in HVAC System; What, Where and How Noise comes from?

By | Akustik Bangunan, Kebisingan

One of the things that becomes an unpredictable issue of a building, especially with a centralized air conditioning system, is the noise it creates. Calculating noise from every part of the HVAC system is needed to avoid unwanted noises in adjacent rooms.

What do we need to know to avoid noise from the HVAC system?

Are there simple steps to avoid it?

In this article, we will discuss about the noise that occurs in the HVAC system and how to avoid it.

Every sound that is heard can usually be identified through its frequency range. In relation to frequency range, noise that occurs related to the HVAC system is divided into 3 categories within the frequency range:

  • Low Frequency

Fan Noise, it generally produces sound from 125 Hz to 500 Hz octave frequency bands. Variable Air Volume (VAV) boxes noise is usually from 125 Hz to 500 Hz octave frequency bands.

  • Mid Frequency

Airflow Noise and turbulence-generated noise in a duct range from 31.5 Hz to 1000 Hz.

  • High Frequency

Damper and Diffusers Noises, they usually contribute to the overall noise in the range of 1000 Hz until 4000 Hz octave bands.

All the noise above can be avoided if we know how to design HVAC system acoustically and each of these issues must be addressed:

HVAC System Acoustically – GeoNoise Indonesia
  • Duct-borne Noise

The sound generated by the fan will travel along with the ductwork both upstream and downstream easily because the velocity of sound is much greater than the velocity of air in ducts.

  • Radiated Equipment Noise

Radiated equipment noise transmits through the wall or floor into the adjacent space or in the case of rooftop equipment to the environment. It is generated by vibration of the fan casing and motor.

  • Duct Break-in Noise

Noise inside ceiling plenums or from air conditioning equipment, plant room, etc, can break into the duct and then be carried into rooms or spaces downstream. So, where possible, avoid ducts passing through noisy areas as this can significantly increase noise through the air conditioning system, avoid lightweight ducts as well, replace them with heavier ducting such as sheet steel.

  • Duct Break-out Noise

Along with the ductwork, however, transmits through the wall of the duct, thus impacting the adjacent space. Generally, it happens from noise passing through the duct, aerodynamics noise from obstructions fitting in the duct, and turbulent airflow causing duct walls to vibrate and rumble radiating low-frequency airborne noise.

  • Terminal Noise

The final links in the distribution chain are the terminal air devices. These are Grilles, Diffusers, Registers, and Vent Cover that go over the duct opening in the room. Streaming air noise from diffusers and from transitions can cause additional noise in the receiving room. So that for this issue, we need to concern choosing the proper specs of supply and return air devices. We need to try to find out the NC (Noise Criteria) rating for them from their respective manufacturers.

By knowing those 5 ways of how noise occurs, it makes easier for us to categorize noise that will produce in our HVAC system design and help us in choosing what material, enclosure, duct shape and everything we need to reduce noise.

Kebisingan Pada Sistem HVAC

By | Articles

Salah satu hal yang menjadi masalah tak terduga suatu bangunan berkaitan dengan sistem HVAC adalah kebisingan yang ditimbulkannya. Penghitungan kebisingan hasil dari akumulasi bagian-bagian dari sistem HVAC sangat diperlukan, agar tidak terjadi kebisingan di ruangan-ruangan yang diinginkan.

Apa yang perlu diperhatikan dalam mendesain sistem HVAC?

Apakah ada langkah singkat untuk menghindarinya?

Dalam artikel ini akan dibahas secara singkat terkait kebisingan yang terjadi pada system HVAC  dan bagaimana menghindarinya. 

Setiap suara yang terdengar biasanya dapat diidentifikasi melalui range frekuensi kebisingannya, begitupun dengan kebisingan yang berasal dari sistem HVAC. Kebisingan yang berkaitan dengan sistem HVAC dibagi menjadi 3 cakupan frekuensi, yaitu:

  • Frekuensi rendah

Kebisingan dari Fan, secara umum cakupannya adalah pada frekuensi 16 Hz hingga 250 Hz;

Variable Air Volume (VAV) Box Noise pada range frekuensi 125 Hz hingga 500 Hz.

  • Frekuensi menengah

Airflow ataupun kebisingan hasil turbulensi yang terjadi pada duct berkisar pada range frekuensi 31.5 Hz – 1000 Hz.

  • Frekuensi tinggi

Kebisingan Damper dan diffuser yang memberikan kebisingan pada range frekuensi 1000 Hz – 4000 Hz.

Ketiga kategori yang telah dijelaskan di atas dapat dihindari dengan mengetahui dari mana saja kebisingan tersebut berasal sehingga dapat menjadi perhatian lebih ketika mendesain saluran duct, seperti bentuk duct dan material yang dipakai pada setiap komponen sistem HVAC. Banyak cara agar suara dari sumber tertentu menjalar ke suatu area atau tempat, namun secara garis besar kebisingan pada sistem HVAC menjalar melalui 5 hal, diantaranya:

Sistem HVAC Acoustic – GeoNoise Indonesia
  • Ductborne Noise

Ductborne Noise berasal dari suara fan yang menjalar di sepanjang duct baik upstream maupun downstream terhadap arah arus fan. Penjalaran terjadi dengan mudah dan cepat karena kecepatan suara lebih cepat dari kecepatan udara dalam duct itu sendiri. Noise menjalar melalui saluran duct dan memberi kebisingan pada ruangan penerima, baik lokasi supply maupun return air.

  • Radiated Equipment Noise

Radiated equipment noise atau kebisingan yang berasal dari radiasi peralatan bising HVAC terjadi melewati lantai, atap ataupun dinding. Hal ini menjadikan suara bising terdengar pada ruangan sekitarnya. Contohnya, ketika pemasangan unit HVAC berada di samping ruang kerja, dengan sistem insulasi suara dinding pemisah yang kurang baik, maka suara unit HVAC akan menembus dinding dan terdengar di ruang kerja maupun di ruang sekitar unit HVAC.

  • Duct Break-in Noise

Kebisingan yang bersumber dari Ceiling Plenums atau dari perangkat Air Conditioning, ruang pemasangan dan sumber bising lainnya, akan menembus saluran duct dan kemudian menjalar menuju ruangan bersamaan dengan arus pada saluran duct. Jadi jika dimungkinkan, hindari duct melalui area bising sehingga tidak ada kebisingan yang masuk ke dalam system duct, atau jika ditinjau dari duct, hindari penggunaan material duct ringan dengan kemampuan insulasi yang rendah jika melewati ruangan-ruangan yang bising.

  • Duct Break-out Noise

Kebisingan juga dapat keluar dari dalam saluran duct lewat perimeter duct itu sendiri, hal ini akan memberikan kebisingan pada ruangan atau area sekitar duct tersebut. Umumnya hal ini terjadi dari suara bising fan, kebisingan aerodinamis (regenerated noise) di dalam duct, dan turbulensi airflow yang menyebabkan duct bergetar dan menghasilkan suara gaduh yang meradiasikan frekuensi rendah airborne noise.

  • Terminal Noise

Bagian akhir dari rantai distribusi udara pada system HVAC adalah perangkat terminal air yang diantaranya mencakup grille, diffuser, register, dan vent cover yang terbuka langsung terhadap ruang penerima. Kebisingan yang melewati diffuser dan perangkat transisi ini akan bertambah pada ruang penerima jika terdapat kemungkinan bergetar ataupun pertemuan dua arah arus udara yang berbeda. Untuk permasalahan ini yang dibutuhkan adalah penggunaan peralatan dengan spesifikasi yang baik untuk perangkat pada supply dan juga return serta desain pembelokan duct yang kurang baik. Untuk memudahkan biasanya beberapa manufaktur memberikan kode rating NC (Noise Criteria) pada perangkatnya, pilihlah sesuai dengan kebutuhan NC ruangan.

Dengan mengetahui kelima cara kebisingan tercipta, kita dapat dengan mudah mengkategorikan kebisingan pada system HVAC yang akan kita buat. Hal ini akan membantu menuntun kita dalam hal pemilihan material duct, sistem percabangan duct, enclosure unit Air Conditioning, tipe duct dan lain sebagainya sesuai dengan kemungkinan-kemungkinan bising yang akan terjadi.