All Posts By

Natanael Hizkia

Baku Getaran pada Bangunan

By | Akustik Bangunan, Environmental Noise, Kebisingan, News, Uncategorized, Vibration

Berbagai kegiatan dan usaha manusia dapat mengganggu lingkungan sekitarnya karena getaran (vibrasi) yang ditimbulkan. Misalkan saja konstruksi (contohnya pada saat pekerjaan pemancangan), pertambangan, dan lain sebagainya. Getaran tersebut dapat mengganggu kenyamanan dan kesehatan penghuni di sekitarnya, dan bahkan dapat menimbulkan dampak kerusakan pada bangunan di sekitarnya.

Di Indonesia, baku tingkat getaran diatur melalui Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup No. 49 Tahun 1996. Peraturan ini dibuat untuk menjamin kelestarian lingkungan hidup untuk manusia dan makhluk hidup lainnya. Oleh karena itulah dampak dari usaha atau kegiatan yang dapat mengganggu Kesehatan manusia, makhluk lain dan lingkungan akibat getaran perlu diatur dan pengendalian pencemaran dan perusakan lingkungan, dalam hal ini terkait getaran, perlu diatur.

Pada peraturan tersebut, penanggung jawab usaha atau kegiatan wajib untuk:

  1. Mentaati baku tingkat getaran yang telah dipersyaratkan. Kewajiban ini dicantumkan dalam izin yang relevan untuk mengendalikan tingkat getaran bagi setiap usaha atau kegiatan yang bersangkutan
  2. Memasang alat pencegahan terjadinya getaran
  3. Menyampaikan laporan hasil pemantauan tingkat getaran sekurang-kurangnya 3 (tiga) bulan sekali kepada Gubernur, Menteri, Instansi yang bertanggung jawab di bidang pengendalian dampak lingkungan dan instansi teknis yang membidangi kegiatan yang bersangkutan serta instansi lain yang dipandang perlu.

Baku tingkat getaran sendiri dibagi menjadi beberapa bagian yaitu:

  1. Baku tingkat getaran untuk kenyamanan dan Kesehatan
  2. Baku tingkat getaran mekanik berdasarkan dampak kerusakan
  3. Baku tingkat getaran mekanik berdasarkan jenis bangunan
  4. Baku tingkat getaran kejut

Tabel dan grafik berikut adalah baku tingkat getaran untuk kenyamanan dan kesehatan:

Seperti terlihat pada tabel, nilai tingkat getaran dibagi menjadi Diizinkan, Mengganggu, Tidak nyaman dan Menyakitkan:

Tabel berikut digunakan untuk baku tingkat getaran mekanik berdasarkan dampak kerusakan:

Seperti dapat dilihat ditabel, batas gerakan peak dari getaran dibagi menjadi 4 kategori yaitu:

  • Kategori A: tidak menimbulkan kerusakan
  • Kategori B: Kemungkinan keretakan plesteran (retak/terlepas plesteran pada dinding pemikul beban pada kasus khusus)
  • Kategori C: Kemungkinan rusak komponen struktur dinding pemikul beban
  • Kategori D: Rusak dinding pemikul beban

Berikut informasi tingkat getaran mekanik berdasarkan dampak kerusakan dalam bentuk grafik:

Baku tingkat getaran mekanik juga dapat dibagi berdasarkan jenis bangunan. Jenis bangunan dibagi menjadi tiga yaitu:

  1. Bangunan untuk keperluan niaga, bangunan industri dan bangunan sejenis
  2. Perumahan dan bangunan dengan rancangan dan kegunaan sejenis
  3. Struktur yang karena sifatnya peka terhadap getaran tidak seperti tersebut pada no 1 dan 2, nilai budaya tinggi seperti bangunan yang dilestarikan

Berikut adalah nilai baku tingkat getarannya:

Untuk frekuensi > 100, sekurang-kurangnya nilai yang tersebut dalam kolom harus dipakai.

Tabel berikut di bawah adalah baku tingkat getaran kejut.

Pada peraturan tersebut, diatur juga metoda pengukuran dan analisis tingkat getaran sebagai berikut:

  1. Peralatan yang digunakan adalah:
    1. Alat penangkap (transduser) getaran (Accelerometer atau seismometer)
    2. Alat ukur atau alat analisis getaran (Vibration meter atau vibration analyzer)
    3. Tapis pita 1/3 oktaf atau pita sempit (Filter 1/3 oktaf atau narrow band)
    4. Pancatat tingkat getaran (Level atau X – Y recorder)
    5. Alat analisis pengukur tingkat getaran (FFT Analyzer)
  2. Prosedur pengukuran
    1. Getaran untuk Kenyamanan dan Kesehatan:
      • Alat penangkap getaran diletakkan pada lantai atau permukaan yang bergetar, dan disambungkan ke alat ukur getaran yang dilengkapi dengan filter
      • Alat ukur dipasang pada besaran simpangan. Dalam hal alat tidak dilengkapi dengan fasilitas itu, dapat digunakan konversi besaran.
      • Pembacaan dan pencatatan dilakukan untuk setiap frekwensi 4-63 Hz atau dengan sapuan oleh alat pencatat getaran.
      • Hasil pengukuran sebanyak 13 data digambarkan pada Grafik
    2. Getaran untuk keutuhan bangunan
      • Cara pengukuran sama dengan pengukuran getaran untuk kenyamanan dan Kesehatan manusia, hanya besaran yang dipakai ialah kecepatan getaran puncak (peak velocity)
    3. Cara Evaluasi
      • Ke-13 data yang digambarkan pada grafik dibandingkan terhadap batas-batas baku tingkat getaran. Getaran disebut melampaui baku tingkat getaran apabila getaran pada salah satu frekuensi sudah melampaui nilai baku getaran yang ditetapkan. Baku tingkat Getaran dibagi dalam 4 kelas yaitu a, b, c, dan d.

Definition

Definisi yang digunakan di peraturan Menteri lingkungan Hidup no 49 tahun 1996 adalah sebagai berikut

  1. Struktur bangunan adalah bagian dari bangunan yang direncanakan, diperhitungkan dan dimaksudkan untuk:
    • Mendukung segala macam beban (beban mati, beban hidup dan beban sementara)
    • Menjamin stabilitas bangunan secara keseluruhan dengan memperhatikan persyaratan kuat, kaku, dan andal. Misal: struktur kerangka kaku (frame), struktur dinding pemikul (Bearing wall)
  2. Komponen struktur adalah bagian dari suatu struktur bangunan, yang menjamin fungsi struktur. Misal: balok, kolom dan slab dari frame.
  3. Dinding pemikul adalah struktur bangunan berupa bidang tegak yang berfungsi mendukung beban diatasnya seperti slab lantai tingkat atau atap.
  4. Non struktur adalah bagian dari bangunan yang tidak direncanakan atau difungsikan untuk mendukung beban. Misal: dinding partisi, kerangka jendela/pintu.

Pengaruh kerusakan struktur dan non-struktur:

  1. Kerusakan pada struktur, dapat membahayakan stabilitas bangunan, atau roboh. (misalnya patok kolom bisa merobohkan bangunan).
  2. Kerusakan pada non struktur, tidak membahayakan stabilitas bangunan, tetapi bisa membahayakan penghuni (misal: robohnya dinding partisi, tidak merobohkan bangunan, tetapi bisa mencederai penghuni).

Derajat kerusakan struktur:

  1. Rusak ringan adalah rusak yang tidak membahayakan stabilitas bangunan dan dapat diperbaiki tanpa mengurangi kekuatannya.
  2. Rusak sedang adalah rusak yang dapat mengurangi kekuatan struktur. Untuk mengembalikan kepada kondisi semula, harus disertai dengan tambahan perkuatan.
  3. Rusak berat adalah rusak yang membahayakan bangunan dan dapat merobohkan bangunan. 

Ditulis oleh:

Hizkia Natanael
Acoustic Engineer
Phone: +6221 5010 5025
Email: hizkia@geonoise.asia

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.