Structure borne Noise: The way it is propagate and how we can control this particular vibration.

Suara bertransmisi melalui dua cara. Pertama, suara merambat melalui udara (airborne sound). Ketika noise yang ditimbulkan berasal dari rambatannya melalui udara maka perlu dikembangkan sebuah transmission loss dari ruang sumber ke ruang penerima untuk mengurangi noise yang merambat. Transmission loss adalah parameter penting dari sebuah partisi seperti pada dinding dan slab. Cara transmisi kedua adalah suara yang merambat melalui struktur (structure borne sound). Structure borne sound adalah suara yang ditimbukan dari sumber getaran dan impact sound. Sumber tersebut bertransmisi melalui bagian struktur yang solid pada bangunan seperti, lantai, column, dinding, pipa dan duct.

Lalu bagaimana structure borne sound dapat merambat?

Pada mesin beroperasi dan menimbulkan getaran yang berosilasi (tahap Generation) kemudian mentransfer energi osilasi tersebut ke struktur pasif (tahap Transmission), kemudia energi didistribusikan melalui system structural (Propagationi) terakhir energi tersebut menggetarkan udara dan menjadi suara (Radiation). Berikut adalah proses dari proses structure borne sound.

Seperti kita ketahui bahwa cepat rambat suara di benda solid lebih cepat dibandingkan dengan suara di udara. Sumber dari structure borne sound dalam bangunan antara lain:

1. Pumps: reciprocrating and centrifugal
2. Compressor: AHU, cooling tower
3. Electrical: Motor, generator, transformaers, UP
4. Mesin lainnya.


Structure borne ini akan menimbulkan efek di antaranya efeknya terhadap struktur dan efek akustiknya. Pada struktur akan terjadi kerusakan pada pondasi, terdapatnya retakan pada bagian bangunan, dan masalah yang akan mempersulit dalam menanganinya. Untuk efek dari akustiknya adalah noise yang ditimbulkan akan mengganggu penghuni bangunan, noise mungkin akan berinterferensi dengan instrument lain, suara getaran menyebabkan tekanan darah inggi, sakit kepala, dan tuli.


Lalu bagaimana mengurangi getaran atau suara yang ditimbulkan dari struktur?


Hal yang paling utama untuk dilakukan adalah getarannya harus diisolaasi. Terdapat beberapa Teknik berbeda dalam mengisolasinya untuk mengurangi noise dan getaran yang diklasifikasikan ke dalam 2 hal.
1. Active vibration isolation
Cara ini dilakukan dengan modifikasi pada mesin getaran untuk mengontrol amplitude getarannya. Dengan itu efek getaran akan terminimalisasi. Sehingga cara ini adalah dengan menangani mesin itu sendiri
2. Passive vibration isolation.
Jika active vibration isolation adalah modifikasi pada mesin untuk mengontrol getaran maka pada passive vibration isolation adalah dengan mengontrol amplitude selama propagasinya dengan mengisolasi getaran dari mesin yang bergetar. Jadi yang dilakukan adlaah dengan meminimalkan propagasi suara dari ruang sumber ke ruang penerima dengan mengubah konfigurasi bangunan, dan element bangunan lainnya.
Dalam menangani masalah getaran dan structure borne sound maka perlu diketahui berdasarkan sumber, jalur transmisinya dan penerima.


a. Sumber: sumber ini biasanya berasal dari getaran mekanis atau gangguan aliran fluida yang dihasilkan secara internal oleh mesin. Sebagai contoh adlaah pipa yang mengalirkan air atau udara. Apabila alirannya berupa aliran laminar maka akan lebih mudah dalam mengontrolnya namun apabila alirannya turbulensi makan akan lebih sulit menanganinya.
b. Jalur Transmisi: jalur transmisi adalah jalur struktural atau udara yang digunakan untuk mentransmisikan noise ke penerima. Terkadang melalui struktur, terkadang melalui udara dan terkadang melalui struktur dan udara. Jalur ini perlu dikaji untuk mengetahui caranya menjalar dari sumber ke penerima dan bagaimana penangannya.
c. Penerima: sistem yang merespons kebisingan atau dapat disebut sebagai area sensitive terhadap kebisngan sumber


Solusi yang dapat dilakukan untuk menangani getarannya berdasarkan bagiannya adalah


1. Solusi yang dilakukan pada sumber:
a. Memindahkan mesin di atas pondasi yang kokoh dan sejauh mungkin dari area sensitive. Setiap mesin yang menimbulkan getaran harus diletakkan pada lantai yang paling bawah (ground floor). Hal ini dikarenakan terdapat semacam solid base yang menambah stiffness pada lantai dasar. Jadi secara otomatis getarannya akan terhenti atau getaran tidak merambat dari mesin ke komponen lain. Meskipun akan tetap merambat, akan tetapi rambatannya tidak sebesar jika diletakkan di lantai atas yang bisa menyebar ke bawah. Jika mesin yang menimbulkan getaran ini diletakkan di lantai atas, maka transmisi yang akan ditanggung struktur sangat tinggi karana seluruh support dan stiffness-nya akan hilang sehingga dapat berdampak pada lantai di bagian bawah.
Apabila dalam kasus tertentu, mesin tidak dapat diletakkan di lantai paling bawah, mesinnya harus diletakkan di sudut ruangan tidak boleh di tengah slab. Mesin yang diletakkan di tengah akan memproduksi suara dari struktur yang tinggi karena stiffness dibawahnya relative rendah apalagi jika berada di lantai atas. Mesin setidaknya harus dikeliling dua sisi column atau balok karena hal ini akan menambahkan stiffness dan akan memberikan semacam pengurangan dalam perambatan getaran.
b. Jika diperlukan ganti mesin dengan kualitas yang lebih tinggi dan tipe mesin yang lebih sedikit menimbulkan getaran dan kebisingan. Selain itu, dengan mengubah kecepatan operasi mesin dan frekuensi operasinya untuk menghindari resonansi pada struktur.
c. Menggunakan active vibration control dan absorber untuk mereduksi noise yang terjadi sesuai dengan perhitungan yang belaku.

2. Solusi yang dilakukan pada jalur transmisi
a. Meminimalkan transmisi getaran dengan memasang isolator berupa spring dan atau inertia block yang dipasang pada bagian mesin. Mesin tetap mengeluaran getarannya sendiri namun ketika getarannya merambat ke elemen bagian dari bangunan sejumlah energinya akan diserap oleh spring atau inertia block.
b. Structural discontinuity: memutuskan rambatanannya dari struktur dalam benuk sambungan konstruksi untuk menghentikan penyebaran suara yang ditanggung struktur.

c. Mounting operation: cara ini paling sering digunakan untuk menghentikan atau mengurangi isolasi getaran. Hal ini bisa dilakukan dengan menambahkan spring atau beberapa jenis bantalan logam (Inertia block) di bawah mesin seperti gambar di bawah ini.

3. Solusi yang dilakukan pada ruang penerima
a. Menambahkan redaman structural di area penerima untuk meminimalkankan efek getaran
b. Mengisolasi area penerima dari jalur perambatan getaran.

Pada pembahasan selanjutnya, kita akan membahas bagaimana perhitungan yang tepat dalam mengisolasi getaran dan structure borne noise untuk mereduksi dampak yang diterima.

Ditulis oleh :

Adetia Alfadenata (Acoustic Engineer) | GEONOISE INDONESIA | email: support.id@geonoise.asia