TEKNÄ°K MAKALE 63. Sayı (Kasım Aralık 2006)

Yazan: Terry Tyson / Kirkegaard Åžirketi BaÅŸdanışmanı Ä°nsulation Outlook Dergisi’nin Ekim 2006 Sayısından Çeviren: Mak. Müh. TuÄŸrul Kodaz Mak. Müh. Önder BalioÄŸlu
Özet

Yalıtım malzemeleri akustik problemleri gidermek için kullanılır. Bu malzemeler yapıda bulunan yankılanma, ses yükseltilmesi veya gürültü gibi akustik parametrelerin kontrolünde kullanılır. Bunlar aynı zamanda makine dairesindeki gürültünün azaltılmasında da kullanılabilir. Yalıtım malzemeleri, bitişik alanlardaki ve gürültülü borulardaki ses yalıtımının iyileştirilmesinde de kullanılırlar. Fakat bu kullanım, daha ağır materyaller ile birlikte kullanıldığında etkili olur.

Mineral yün yalıtım malzemesi menfez, dağıtıcı gibi parçalardaki gürültü problemlerinde veya yapı ile iletilen gürültü ve titreşimin kontrolünde kullanılamaz. Eğer yapının sahibi, müteahhidi veya mimarı gürültünün kaynağı olarak yapı ile taşınan titreşimden veya sesten şüpheleniyorsa tecrübeli bir akustik danışmanından hizmet almalıdır.

Mimari akustik için gerekli iyi dizayn şartları, projelerin dizayn safhasında uygulandıkları takdirde son derece açık ve yalındır. Ancak akustik problemlerin çözülmesi, yapının bitiminden sonraki safhaya bırakılırsa son derece zor olabilir. Genellikle bir yapının mimarı veya sahibi, dizayn safhasında nitelikli bir akustik danışmanından danışmanlık hizmeti almak yerine, gürültü ve ses yalıtımı problemlerini gidermek için fiberglas veya cam yünü gibi ürünleri, sorunlu borularda veya tavanda uygulayabilecek bir yalıtım sorumlusuna görev verirler. Bu yaklaşımın pratikte başarılı olması çok zordur. Bu makalede, gürültü kontrolünde yalıtım teknikleri kullanılarak ne tür başarılar sağlanıp sağlanamayacağı incelenecektir.

Sesin Özellikleri

Ses bir basınç dalgasıdır. Ses dalgalarının görünmeyen dalgalar olduğunu hayal etmek, konuyu anlamak açısından kolay olabilir. Bu dalgalar boşlukta ilerleyen, sıralı olarak sıkıştırılmış hava kolonları olarak hayal edilebilir. Sesin hızı ortalama olarak 1130 ft/saniyedir.  Karşılaştırmak açısından, kanallı yapılarda, içerideki hava hızının 1100 ft/dakika veya ses hızının bu değerin 1/60’ı olduğunun bilinmesi faydalıdır. Hava, kanal içinde hem aşağı yönlü hem de yukarı yönlü hareket edebilir ve yapı içindeki fanlar hem havanın kaynağı (aşağı yönlü) hem de geri dönüş yolu olmaları (yukarı yönlü) dolayısıyla gürültü kaynağı olarak sınıflandırılabilirler.

Ses dalgalarında boyuttan söz edilebilir. Genelde insanlar ses hakkında konuşurken frekansını kullanırlar. Çünkü bir sesin dalga boyu onu tam olarak karakterize edebilmek için gerekli olan bilginin bir kısmını içerir. Ses kontrol çalışmalarının başarısı, ses dalgaları uygulamalarının boyutuna bağlıdır. Örneğin boruların kaynaklanmamasından ötürü oluşan hava kaçaklarının neden olduğu sesler gibi yüksek frekanslı seslerin dalga boyu düşüktür. Bu frekanstaki gürültüler, mineral yün yalıtım malzemesi kullanılarak kolayca giderilebilir. Fakat fan veya hava işleme ünitelerinin çıkardığı sesler gibi düşük frekanslı seslerin dalga boyu yüksektir. Ses çıkaran makinenin boyutu da göze alındığında, bu tür gürültüler sadece mineral yün yalıtım malzemesi kullanılarak giderilemez.

Ses dalgalarının yüksekliği veya şiddeti desibel (dB) ile ifade edilir. Desibel ifadesi ile yapılan ses ölçümleri, duyulabilen ses aralığı olan 8 oktavın düşük frekanstan yüksek frekansa kadar olan aralığındadır. Genel bir ses seviyesi ölçümü sonucunda her bir oktav aralığında yapılmış, 8 farklı ölçüm elde edilir. Bu 8 ölçüm değeri basitleştirilerek tek bir ölçüm olarak ifade edilebilir ve buna dB(A) denir. Aslında bu ölçüm 8 oktavlık aralıktaki ses spektrumunu açıklar ve dB(A) ise sesin insan kulağına ne kadar yüksek geldiğini basitleştirerek gösterir.  dB(A)’daki basitleştirmenin kullanım nedeni ise anlatım kolaylığıdır.

Diğer Faydalı Terimler

Yapı ve Hava Yoluyla Taşınan Gürültü: Titreşimden doğan duyulabilen sesler, yapı içine nüfuz edip taşınır ve başka bir yerde yeniden ışıma yoluyla ortaya çıkar. Buna yapı yoluyla taşınan gürültü denir. Yapı yoluyla taşınan gürültü, yalıtım malzemesi kullanarak veya hatta daha başka bir ağır yapı yardımıyla etkili bir şekilde giderilemez. Bu tür problemler sadece titreşim yalıtımı veya yapısal yalıtım teknikleri kullanarak giderilebilir.

İletim Kaybı (İK) ve Ses İletim Sınıfı (SİS): İK kapı, duvar, pencere, taban ve tavan gibi ortak yapı ve parçalar ve boru gibi yapıların kompozit dış kaplamaları için kullanılan bir ölçüdür. Hem İK hem de SİS yapıdan geçmesi engellenen sesin ölçüsüdür. Bunlar genellikle duvar inşası, pencere ve duvar türleri seçiminde ölçü amaçlı kullanılır. Ses havanın ulaşabildiği her yere ulaşabilir ancak hava geçirmeyen bir duvar varsa, ses bu yapının içinden geçemez. Bu tür ortamlarda ses şu şekilde yayılır; Hava yoluyla taşınan ses duvara çarpar, çarpmanın etkisiyle duvar titreşir ve duvarın diğer yüzünde bu titreşimlerden ötürü oluşan gürültü yine hava yoluyla yapının içine taşınır ve duyulabilir bir gürültü haline gelir. SİS yapı boyunca taşınan gürültünün şiddetini basitleştirilmiş şekilde gösteren tek bir sayıdır. Bu sayı tamamıyla konuşma frekansı ile sınırlıdır ve mekanik aletlerde görülen çok düşük frekanslı gürültü problemlerine uygulanmaz. Ayrıca unutulmaması gereken başka bir nokta ise eşit değerli SİS değeri, yapının her frekansta aynı performansı göstereceği anlamına gelmez.


Bazı ortak SİS değerleri:

SİS25Normal konuşma duyulabilir şekilde iletir

SİS30Açık şekilde duyulur yüksek ses

SİS35Yüksek dalgalı ama anlaşılır ses

SİS40Sadece mırıldanma şeklinde duyulan yüksek ses

SİS45Sadece tonu duyulabilen yüksek ses

SİS50Tamamı ile duyulmayan yüksek ses


Ses Emilim ve Gürültü Azaltma Katsayısı (SGA) - (İngilizce kısaltması NRC olarak geçmektedir): SGA sayısı sadece akustik tavanlara ve kumaş kaplı duvar yüzeylerine uygulanır. Ses dalgaları duvar yüzeyine çarptığında üç olay gerçekleşebilir; Ses yüzeyden yansır, yüzeye çarpan ses dalgası yüzey boyunca iletilir veya yüzey tarafından emilir. SGA sayısı yüzeye kaplanmış materyal tarafından emilen belirli frekans aralığındaki sesin miktarını ölçer.  Yüksek SGA sayısı yüzeyin fazla miktarda ses emdiğini gösterir.

Gürültü kriteri (GK -İngilizce kısaltması NC -), oda kriteri (OK  -İngilizce kısaltması RC-) ve dB(A) arka plan ses seviyesini açıklayan basitleştirilmiş tek sayılardır. Bunlardan her biri ses spektrumunu gösterir. Ayrıca GK ve OK gürültü hassasiyeti bulunan alanlarının dizayn hedeflerinin gösterilmesi aşamasında kullanılır. Yüksek sayısal değer yüksek arka plan gürültüsü olduğu anlamına gelir.

Örneğin:

OK-35 = Genel bir sınıf dizaynı

OK-25 = Kilise

OK-15 = Konser salonu.

dB(A) bazen açık havadaki gürültüyü ölçmede de kullanılır ve yetkili kanunlarca açık alanlarda olabilecek en yüksek ses seviyesi bu gösterim kullanılarak belirtilir. Tablo 2 bazı aletlerdeki gürültü seviyesini gösterir. Tabloda hangi frekansın diğerlerine göre daha dominant olduğuna dikkat edilmelidir.

Tablo 2’de transformatör için dominant duyulabilir gürültünün 125 Hz oktav aralığında olduğu görülebilir. Mineral yün yalıtım malzemesi 500 Hz ve daha yüksek frekanslarda etkili olmaya başlar. Ancak transformatör yüksek frekanslarda fazla gürültü çıkarmaz, bu nedenle transformatör gürültüsü mineral yün yalıtım malzemesiyle başarılı bir şekilde giderilemez. Hava yoluyla taşınan 63Hz’deki 70 dB gürültü normal yapı yöntemleriyle içeri hapsedilebilir. Ancak 125 Hz’deki gürültüyü çevreye vermeden içeri hapsetmek için transformatör, titreşimi önlenecek şekilde yüzeye monte edilmelidir.

Vidalı chiller’deki dominant frekans 250 Hz oktav aralığıdır. (Tablo 3) Mineral yün yalıtım malzemesi bu aralıktaki gürültüyü önlemede çok etkili değildir. Bu nedenle chiller’i bu yalıtım malzemesiyle kaplamak gürültü sorunun etkili bir şekilde çözemeyecektir. Buna rağmen 2 inç kalınlığında bir yalıtım sistemi kullanılarak var olan gürültü yüksek oranda azaltılabilir. Fakat hiç bir uygulama 250 Hz’deki bir gürültünün yapı aracılığıyla taşınıp başka bir yerde gürültü olarak ortaya çıkmasını tamamıyla engelleyemez. Herhangi bir hassas gürültü engelleme uygulamasında, chiller titreşimsiz ayaklar üzerine monte edilmelidir. Ayrıca chiller odasında yapısal yalıtım da yapılmalıdır.

Havalandırma sistemi için dominant frekans 63 Hz oktav aralığıdır. (Tablo 4) 63 Hz’deki bir gürültü için mineral yün tek başına etkili bir çözüm değildir. Ancak 2 inç kalınlığında mineral yün, kanal içi kaplaması, havalandırma sistemi tarafından iletilen fan sesinde büyük oranlı bir azalmaya neden olur.


Mineral Yün Yalıtım Malzemelerinin Ses Yalıtımında Etkili Olduğu Yerler

Yalıtım sorumluları, yapıların dizaynı ve inşası bittikten sonra binalardaki cihaz gürültüsü, ses yalıtımının iyileştirilmesi ve diğer akustik problemler gibi sorunlarla karşılaşırlar. Ancak, yapı inşası sonrası akustik problemlerin giderilmesi çok zor bir hal alır. Bu problemlerden çok azı yalıtım sorumluları tarafından giderilebilir. Bu problemler aşağıda anlatılacaktır.

Makine  ve Elektrik Odalarında Ses Uygulamaları: Makine dairesi ve elektrik odalarındaki çoklu kaynaklardan çıkan gürültü kabul edilemeyecek derecede yüksek seviyelere ulaşabilir. Bu gürültü, duvar aracılığıyla çok kolay bir şekilde iletilebilir. Bu gürültü aynı zamanda yapıdaki normal borular veya kablo kanalları aracılığıyla da iletilebilir. Makine dairesinin içerisini emici (soğurgan) malzemeyle kaplamak yalıtım açısından faydalı olabilir. Bu tür uygulamalarda 2 inç’lik 3 pound/ft yoğunluğundaki cam yünü önerilir. Normal bir uygulamada duvarlarda yüzde 50 eşit paylaştırılmış kaplama, tavanda ise yüzde 100 kaplama kullanılır. Eğer duvarda cam yünü uygulama alanındaki yapısal zarar gibi sorunlar varsa, cam yünü uygulama alanı, çimentolanmış ağaç fiber malzemeyle düzeltilebilir.

Odanın İç Akustiğinin ve Konuşmanın Duyulabilme Durumunun İyileştirilmesi: Makine dairesindeki uygulamaya benzer şekilde yapı içinin mineral yün malzemeyle kaplanması yankı kontrolünde fayda sağlar. Ayrıca ortamdaki konuşma duyulabilirliğinde de iyileşmeye neden olur. Bu tür ortamlarda genellikle yüksek SGA’lı tavan kaplama (kiremit), kumaş kaplı akustik duvar panelleri ve tavandaki boşluklar için mineral yün malzeme kullanılır.  

Duvar İnşası Performansının Artırılması: Kütle kanunu olarak bilinen ilişkiye göre duvarın İK performansı ile kütlesi arasında bir bağlantı vardır. Bu ilişkiye göre duvarın kütlesi iki katına çıktığında 5 dB’lik bir kazanç elde edilir. Yalıtım üzerinde çok sayıda performans artırıcı uygulama gerçekleştirilebilse de temelde iki duvar arasındaki hava boşluğuna yerleştirilen yalıtım tekniği çok yüksek performans sağlamaktadır. Bu tür uygulamaların başarılı olması için dizayn aşamasından itibaren gerekli adımların atılması gerekmektedir. Aksi takdirde, inşası tamamlanmış bir duvardaki ses yalıtım probleminin mineral yün uygulayarak giderilme şansı çok düşüktür.

Tesisat Dağılımı: Diğer üzerinde çok durulan bir yalıtım tekniği de, hava geçirmeyen bir yapı ile gerçekleştirilen yalıtımdır. Bu teknik, duvarlarda ve çatıda bulunan içme suyu ve atık su boruları veya elektrik kablo boruları gibi yapılara uygulanır. Bina içinde yayılım gösteren bu yapılar, neye bağlı olduğuna bağlı olarak hava ile taşıma yöntemiyle gürültüyü, yapı ile taşıma yöntemiyle titreşimi iletir. Akustik olarak hassas olan alanlarda bulunan ve elektrik ile makine dairelerinde bulunan bu yapılar, gürültü ve titreşim iletimini minimize etmek için hava geçirmeyecek şekilde izole edilmelidir. 1.5 inç çapındaki normal boru veya elektrik kablo boruları sıvı harç (veya şap) yardımıyla duvar içine hava almayacak şekilde yerleştirilebilir. Fakat diğer büyüklükteki borular, kendisinden 0.5 inç veya 1 inç daha büyük bir taşıma kabının içinde hava ile teması kesilerek duvar içine yerleştirilmelidir. Taşıma kabı ve boru arasında kalan boşluk mineral veya cam yünü yardımıyla gevşek şekilde doldurulmalı ve boşluğun her iki tarafı sert olmayan şekilde kalafatlanmalıdır.

Bu tesisat detayları genel müteahhitler tarafında giderilse de, daha sonraki proseslerde (örneğin akustik olarak hassas mekanlarda) hava geçirmeyen yalıtım için çok miktarda mineral yün malzemeye ihtiyaç vardır.

Boru Kaplaması ve Ses Azaltıcılar: Boru tarafından taşınan fan gürültüsünün azaltılması için iç kaplama ve prefabrik ses azaltıcı kombinasyonu kullanılabilir. 1-2 inçlik boru kaplaması içinde düşük basınç barındıran, akustik olarak hassas alanlarda bulunan kanallarda uygulanır. 0.5 inçlik kanal kaplaması akustik gereklilikler için kesinlikle kullanılmamalıdır. Uygulanacak kaplama her kübik ft için 1 ile 3 pound arasında yoğunluk göstermelidir.

Sesin hızı normal sistem bileşenlerinin hızından çok daha fazla olduğu için hem sistemdeki akış yönünde hem de akışa ters yönde iletilebilir. Bu nedenle fan sesinin hem ses kaynağı hem de akış yönünde önlenmesi çok önemlidir. Ses azaltıcıların ve kaplamların hem hava kaynağı hem de fanın hava geri dönüş kısmında uygulanması önemlidir. Bu yöntem, mineral yünün gürültü kontrolünde nasıl kullanılacağının güzel bir örneği olsa da fiberglas astarlı ve mineral yün dolgulu prefabrik ses azaltıcılar normal bir metal uygulayıcısı tarafından hazır olarak sağlanır.

Gürültülü Boruların Dış Kaplaması: Gürültülü kanalların sadece mineral yün ile kaplanması bu sorunun bir çözümü olamaz. Çünkü bu gürültü problemi, genelde düşük ve orta frekanslı bir ses problemidir ve 1 veya 2 inçlik mineral yünle giderilmek için dalga boyu çok yüksektir. Fakat bu uygulamanın yanında bir de güçlü bir dış bariyer kullanılırsa çok etkili sonuçlar alınabilir. Bu yaklaşım bir ses problemiyle karşılaştığında bir çok uygulayıcının tercih ettiği bir yöntemdir. Tablo 5’te bu durum ile ilgili bir örnek verilmiştir.

Bu, yapı inşa edildikten sonra, yalıtım sorumlusunun etkili bir ses azalması elde edebildiği uygulamalardan biridir. Bu teknik gürültülü su borularında, atık borularında veya yağmur suyu taşıma hatlarında kullanılabilir. Boru kaplanacağı zaman dış vinil kısım hava geçirmez, çok katlı alçıtaşı ile kaplanmalıdır.

Mineral Yünle Yalıtımın Gürültü Önlemede Etkili Olmadığı Yerler

Mineral yünle yalıtım uygulamalarının etkili olmadığı yerler aşağıda yer almaktadır:

Makine Dairesi Kapıları ve Yapı Tesisat İşleri: Makine dairesi duvarlarında fazla miktarda yalıtım malzemesinin kullanılması, kötü seçilmiş ve fitillenmemiş bir kapının vereceği gürültü etkisini azaltmaz. Makine dairesi kapıları akustik olarak hassas olan bölgelere bitişik ise başlangıç, pervaz ve bitiş bölgelerinden fitillendirilmelidir. Bu kapılar panjur, hava deliği veya çapraz kirişler içermemelidir. Ayrıca kapılardaki hava çıkış ve giriş bölgeleri mekanik gürültülerin kapı, pencere, havalandırma boşluğu, baca aracılığıyla iletilemeyeceği bir yere yerleştirilmeli ve aynı zamanda dış mekan kullanımını etkilememelidir.

Yapısal Yalıtım: Hem vidalı chiller, hem de büyük havalandırma üniteleri yerleştirildiğinde makine dairesi gürültüsü, oda yüzeyini geçecek derecede yoğun olmaktadır. Eğer bu yüzeyler, akustik olarak hassas bölgeler ile yapısal olarak bir bütünlük gösteriyorsa, gürültü ve titreşim bu ortak yüzeyler aracılığıyla çok rahat bir biçimde buralara da iletilebilir. Bu şartlar altında akustik olarak hassas bölgelerde ortaya çıkabilecek gürültüyü önlemek için, gürültü kaynağı olan makine dairesi ile yapısal ayrılma sağlanmalıdır. Eğer gürültüyü önlemek için yapısal ayrılma ve ağır yapı inşası gerekliyse, tek başına yalıtım malzemesi kullanımı çözüm olmayabilir.

Gürültülü Izgara, Regülatör ve Dağıtıcılar: Hava dağıtıcı veya hava menfezi yüzeyindeki orta-yüksek frekanstaki gürültülerin kaynağı genelde havalandırma cihazının kendisidir. Çünkü dağıtıcı ve menfez üzerinden geçen yüksek hızdaki hava gürültü yaratır. Bu parçaların dizaynı ne kadar sınırlayıcı olursa o kadar fazla gürültü olur. Bu şartlar altında yalıtım sorumlusunun dağıtıcıyı ve menfezi yeniden seçmesinden başka yapacağı bir şey yoktur.

Her ne kadar gürültü, dağıtıcı ve menfez dizaynına bağlı olsa da arka plandaki seslerin azaltılması için havalandırma sistemindeki havanın kaynak ve dönüş bölgeleri borularındaki hava hızı ile ilgili öneriler incelenmelidir.

Mekanik ve Elektrikli Aletlerdeki Titreşim Yalıtımı: Hareket eden parçalardan oluşan veya gaz ya da sıvı akışında kullanılan hemen hemen bütün aletler bir miktar titreşim hareketi gösterir. Bulunduğu yapıya sıkıca sabitlenmiş titreşen aletler, titreşimini yapı üzerinden iletirler. Bu titreşimler duyulabilir gürültüye neden olabilir.

Titreşim yalıtımının kullanılabileceği olası gürültülü aletler:

1.Chillerlar

2.Kompresör

3.Pompa

4..Fan

5.Havalandırma sistemi üniteleri

6.Pompaya bağlı büyük su taşıma boruları

7.Havalandırma sistemi dış yüzeyi ve fanlar

8.Trafo veya transformatörler

Titreşimi yalıtmak için cihaz doğru seçilmiş yay veya neopren yalıtım malzemesine monte edilmeli, daha sonra cihazda bulunan boru, kablo gibi parçalar sisteme esnek biçimde bağlanmalıdır. Böylece ana cihaz, yalıtım malzemesi üzerinde esnek bir biçimde duracaktır. Eğer titreşen cihaza bağlı olarak ortamda yüksek şiddetli bir gürültü varsa, temel problem cihazın titreşim yalıtımındadır. Bu şartlar altında yalıtım sorumlusunun yapacağı tek şey, sorunun cihaz ile yapı arasındaki doğrudan bağlantı sonucu oluşan ve yapı aracılığıyla taşınan gürültüden kaynaklandığını yapı sahibi veya yapının mimarına söylemektir.
 

---

R E K L A M