6 Haziran 2013 | TEKNÄ°K MAKALE 109. Sayı (Nisan 2013)

Ses yutucu gereçler, mimari akustikte yaygın kullanım alanı bulmaktadır. Sesi yutma biçimleri açısından ayrım gösteren bu gereçler; gözenekli gereçler, titreşen levhalar ve rezonatörler olarak sınıfl andırılabilir.

Nisan 2013 / Sayı: 109

Mimari hacimlerde ses yutucu gereçlerden hacim içinde ses düzeylerinin azaltılmasında ve optimum yansışım (reverberasyon) süresinin sağlamasında yararlanılır. Bu çalışmada, farklı tip ses yutucu gereçler incelenmiş ve bu gereçlerin değişik amaçlı mimari hacimlerde kullanılması konusu farklı uygulama örnekleri üzerinden açıklanmıştır.
1. GİRİŞ
Ses yutucu gereçler, hacim içinde sesin belli oranda yutulmasını sağlayarak iç ortam akustiğinin belirlenmesinde etkin rol oynar. Ses yutucu gereçlerin mimari akustik uygulamalarındaki yerleri oldukça önemlidir. Bu gereçler, hacim içindeki ses düzeyinin azaltılmasında, hacim akustiğinin önem taşıdığı konuşma ve müzik amaçlı hacimlerde optimum yansışım süresinin sağlanmasında ve ayrıca yankı, odaklanma gibi akustik kusurların önlenmesinde kullanılır. Ses yutucu gereçlerden ayrıca, çift cidardan oluşan bölme elemanlarında katmanlar arasında kullanılması yoluyla bölmenin ses geçiş kaybının artırılmasında yararlanılması da söz konusudur.
Günümüzde, farklı işlevli değişik büyüklüklerdeki mimari hacimlerde akustik ortamın iyileştirilmesi amacıyla ses yutucu gereçler yaygın biçimde kullanılmaktadır. Ancak, kimi zaman bu uygulamaların akustik konusunda uzman kişilere danışılmadan bilinçsizce gerçekleştirildiği görülmektedir. Bu çalışmada, gereçlerin ses yutuculuğu ile ilgili fiziksel özellikleri incelenmiş ve kullanım alanları ile ilgili bilgi verilmiştir.
2. SES YUTUCU GEREÇLERİN SINIFLANDIRILMASI
Yapılarda hacimleri, duvar, tavan ve döşeme olarak tanımlanan yapı bileşenleri sınırlamaktadır. Hacim içinde ortaya çıkan ya da dış ortamdan içeriye geçen seslerin hacim iç yüzeyleri ile hacim içinde yer alan insan ve nesnelere gelmesi sonucu ses ile ilgili yansıma-yutulma-geçme fizik olayları gerçekleşir.
Mimari akustikte kullanılan ses yutucu gereçler temelde; gözenekli gereç, titreşen levha ve rezonatör olmak üzere üç gruba ayrılır. Ses yutucu gereçlerin ses yutma özellikleri frekansa bağlı olarak ayrım gösterir. Bunlar hacim içinde, sağlanması istenen akustik ortamın gereksinimlerine bağlı olarak farklı kombinasyonlarda kullanılabilir. Bu tür gereçlerin hacmin işlevine bağlı olarak doğru seçilmeleri, doğru oranda ve doğru yerde gerektiği gibi uygulanmaları, beklentilerin karşılanması açısından önem taşır.
Sesin Gereçlerde Yutulması
Herhangi bir gerecin yüzeyine gelen ses erkesi, gerecin akustik özelliklerine bağlı olarak belli oranda yansır, belli oranda yutulur, belli oranda da gerecin arka bölümüne geçer. Sesin yutulması, ses erkesinin ısı ya da ses altı titreşim gibi başka bir tür erkeye dönüşmesi olayıdır. Sesin yutulmasında duvar, döşeme gibi hacmi sınırlayan yüzey gereçlerinin özellikleri önemli rol oynar. Bununla birlikte sesin yayılma yolu üzerinde bulunan nesneler ve giysileriyle birlikte insan da havada sesin yutulmasına neden olur. Ayrıca, hacmi dolduran hava da sesin yayılması sırasında ses erkesini yüksek frekanslarda belli oranda yutar.
Kapalı hacimlerde sesin yüzeylerde yutulmasında, yutma çarpanı dediğimiz, ses erkesinin yansıyan bölümüne bağlı olarak belirlenen fiziksel oran belirleyicidir. Kuramsal olarak bir yüzey, üzerine gelen ses erkesinin % 100’ünü yansıtıyorsa yutma çarpanı 0,00; % 0’ını yansıtıyorsa yutma çarpanı 1,00’dir. Ancak, gerçekte tam yansıtıcı ve tam yutucu yüzeyler bulunmamakta, gereçlerin yutma çarpanları bu iki değer arasında değişmektedir. Bununla birlikte, mimari akustikte tam yansıtıcı olarak kabul edilebilecek yüzeylere örnek olarak pürüzsüz mermer ve durgun su yüzeyi verilebilir.
Gözenekli gereçler: Gözenekli gereçler, içinde pek çok sayıda hava ile dolu kılcal boru, açık delikler ya da çok ince aralıklar bulunan organik ya da inorganik gereçlerdir. Bu tür gereçlere örnek olarak; halı, keçe, değişik özellikte kumaşlar, kılcal yapıda özel levha ve sıvalar, işlenmiş cam ve taşyünleri gösterilebilir. Farklı kalınlıkta ve tüy yoğunluğunda halılar, farklı kalınlıklarda perdeler, gözenekli asma tavan levhaları, kumaş giydirmeler, özel akustik sıvalar, sünger dolgulu, kumaş giydirme koltuklar, farklı mimari hacimlerin giydirilmesinde yaygın olarak kullanılmaktadır.
Gözenekli gereçlerde sesin yutulması, genellikle ses dalgasının o gereçle kaplı yüzeye çarpması sonucu gerçekleşen bir fizik olaydır. Ses erkesi kılcal boşluklardaki havayı titreşime sokar ve çeperlere sürtünme nedeniyle ses erkesinin bir bölümü ısıya dönüşür ve böylece yutulur. Sesin bu şekilde yutulmasında sesin frekansı önemli bir etkendir. Sesin frekansı yükseldikçe bu tür gereçlerde yutulma oranı da artar. Bu nedenle bu tür gereçlerin, 1000 Hz, 2000 Hz ve 4000 Hz frekanslarında yutuculukları 1’e yaklaşabilir. Bu tür gereçlerin kalınlıkları arttıkça orta frekanslarda da yutuculukları belli oranda artar. Genel olarak, gözenekli gereçlerde yutulan ses erkesi gerecin özelliği ile değişir. Tüylü halı, kalın perde ve taşyünü gibi gereçler 2000 Hz ve 4000 Hz frekanslarındaki ince sesleri, kalınlıklarına da bağlı olarak 0,55-0,95 gibi büyük oranlarda yutar. Aynı gereçlerin kalın sesleri yutması 0,05-0,15 oranlarında gerçekleşir.
Gözenekli gereç ve özel akustik levhaların, ses yutma özelliklerini sürdürebilmeleri için boya, cila vb. kaplamalarla ortamdaki hava ile ilişkisinin kesilmemesi önem taşır. Ayrıca, bu tür gereçlerin nemden korunmaları gereklidir ve basınç altında sıkışarak, darbe alarak özelliklerini kaybetmeleri önlenmelidir.
Şekil 1’de gözenekli gereçlerin frekansa bağlı yutuculukları grafik olarak gösterilmiş, Şekil 2’te ise farklı tipte gözenekli gereç örneklerine yer verilmiştir.
Titreşen levhalar: Sesin hacim içinde yutulmasında yararlanılan titreşen levhalar, genellikle lambri duvar kaplamaları, ahşap kirişlemeli esnek döşemeler, kadronlu ahşap parkeler, farklı büyüklüklerde tavan levhaları, pencere camları gibi mimari elemanlar olarak karşımıza çıkmaktadır. Titreşen levhalarda sesin yutulması olayı temel olarak şu şekilde açıklanabilir: Levhanın titreşimi ile fiziksel olarak bir iş yapılmış olur ve levha bağlantı yerlerinde geçekleşen sürtünme ile ısı erkesi ortaya çıkar. Levhanın tespit biçimi, levha boyutları, kalınlığı, arkasındaki hava boşluğu kalınlığı, sistemin kitle-yay modeline uygun olarak çalışmasını ve sistemin öz frekansı çevresinde yutuculuğun yoğunlaşmasını sağlar.
Titreşen levhalarda yutuculuk, levha boyutları, tespit biçimi vb. ile ilişkili olduğundan bunların yutuculuklarının büyük bölümü alçak (125-250 Hz) ve orta frekanslarda (~500Hz), özfrekanslarının yer aldığı frekans bölgesinde yoğunlaşacak şekilde olmaktadır. Titreşen levhaların yutuculuklarının arttırılması ve etkili olduğu frekans bölgesini genişletmek için titreşen levha olarak düzenlenecek gerecin esnek olarak tespit edilmesi gereklidir. Levha arkasında uygun hava boşluğunun oluşturulması (5 -10 cm) ve taşyünü, camyünü vb. gözenekli gerecin hava boşluğunun yarısını geçmeyecek kalınlıkta tespitin yapıldığı duvar ya da tavan elemanına uygulanması gerekmektedir. Şekil 3’te titreşen levhaların ses yutuculuk özellikleri, Şekil 4’te ise örnek bir uygulama verilmiştir.
Rezonatörler: Akustikte, sesin yutulmasını sağlayan, mekanikteki kitle-yay ilkesine uygun işlev gören rezonatörler, çok farklı biçim ve boyutlarda üretilebilir. Rezonatörler, temelde bir boyun elemanı (kitle) ve boyunla birleşen hacimden (yay) oluşan sistemlerdir. Bu sistemler mimari eleman gibi duvarın ya da tavanın içine gömülerek kullanılabilecek boyutlarda yapılabilir ve değişik kombinasyonlarda biraraya getirilerek duvar ya da tavanda kullanılabilir. Hacme açılan ağız açıklıkları daire şeklinde olabildiği gibi yarık şeklinde de düzenlenebilir. Rezonatörlerinin sağladıkları yutuculuk, sistemin öz frekansına bağlı olarak ses erkesinin özelikle boyundaki hava kitlesinin hareketi ile ısıya dönüşmesi sonucu gerçekleşir. Bu tür rezonatörlerin sağladıkları yutuculuk genellikle 125-250 Hz frekanslarında dar bir frekans bölgesindedir. Rezonatörler, ağız açık açıklıkları üzerine düşen ses erkesinden daha fazlasını yutar ve aynı anda ses erkesinin bir bölümünü de küresel dalgalar şeklinde hacme geri vererek sesin hacim geneline dağılmasını sağlar. Şekil 5’te rezonatörlerin ses yutuculukları ile ilgili grafik, Şekil 6’da ise rezonatör örnekleri yer almaktadır.

3. SES YUTUCU GEREÇLERİN MİMARİ AKUSTİKTE UYGULAMA ALANLARI
Bu çalışmada, ses yutucu gereçlerin mimari hacimlerde kullanımı konusu, kapalı hacimlerde gürültünün azaltılması ve konuşma-müzik amaçlı farklı işlevli yapı türleri açısından incelenmiştir. Ses yutucu gereçler mimari akustikte geniş uygulama alanı bulmaktadır. Hacimlerde işleve uygun akustik ortamın oluşturulması genel olarak, hacimdeki fon gürültüsünün etkili biçimde denetlenmesine ve dinleyicilere sesin gerektiği gibi ulaştırılmasındaki yetkinliğe bağlıdır. Mimari açıdan konuya yaklaşıldığında farklı işlevlere yönelik değişik yapıların ve hacimlerin bulunduğu görülür. Özellikle hacim akustiğinin ilgi alanına giren bu hacimler; konuşma etkinliğinin gerçekleştirildiği hacimler ile müzik performansının gerçekleştirildiği hacimler olarak sınıflandırılabilir.


Ses yutucu gereçlerin, ortamdaki fon gürültüsünün azaltılması, yankı vb. akustik kusurların önlenmesi ve yansışım süresinin belirlenmesi gibi amaçlarla farklı işlevli hacimlerde kullanılmaktadır. Bu bölümde ses yutucu gereçlerin mimari akustikteki uygulama alanları; kapalı hacimlerde gürültünün azaltılması amacıyla kullanımı ile konuşma amaçlı hacimlerde ve müzik amaçlı hacimlerde kullanımı başlıkları altında incelenmiştir.


3.1. Ses Yutucu Gereçlerin Fon Gürültüsünü Azaltmak Amaçlı Kullanımı
Derslik, toplantı salonu, konferans salonu ve tiyatrolar gibi konuşma amaçlı salonlarda konuşmanın anlaşılabilirliğinin, müzik amaçlı salonlarda ise müzikal seslerin doğru ve zengin biçimde algılanabilirliğinin sağlanması öncelikle bu hacimlerde fon gürültüsünün denetlenmesine bağlıdır. Bu tür hacimlerin dışında sessiz olması gereken kütüphaneler, çağrı merkezleri ve fon gürültüsünün denetlenmesi gereken üretim hacimleri ve kapalı spor salonlarında ses yutucu gereçlerin kullanımı önem taşır.


Kapalı hacimlerde gürültünün azaltılması amacıyla ses yutucu gereçlerin farklı şekillerde kullanılmaları söz konusudur. Ses yutucu gereçlerin, hacmi sınırlayan duvar ve tavan yüzeylerinin giydirilmesi, asma tavan uygulanması ya da tavandan-çatıdan sarkıtılması şeklinde hacim içinde kullanılmaları söz konusudur. Fon gürültüsünün denetlenmesi gereken alçak tavanlı hacimlerde tavan yüzeyinin yutucu yapılması genellikle etkilidir. Ancak, konuşmanın arka bölümlere iletilmesinin önem taşıdığı derslikler, amfiler, konferans salonu gibi hacimlerde ilk yansımalardan yararlanmak amacıyla tavan yüzeyinin ön bölümünün yansıtıcı bırakılması gerekmektedir. Tavan ya da çatı yüksekliği yeterliyse, gerecin levha olarak sarkıtılması, her iki yüzeyinin de yutucu yüzey olarak kullanılmasını ve hacim genelinde etkili bir yutuculuk elde edilmesini sağlar. Şekil 7’de kapalı hacimlerde ses yutucu gereçlerin uygulanması ile ilgili örnekler yer almaktadır. Kütüphane gibi dikkat gerektiren işlerin yapıldığı hacimlerde de fon gürültüsünün azaltılması önem taşır. Bu tür büyük hacimlerde özellikle ses yutucu asma tavan yapılması uygun çözüm olabilir.


Şekil 8’de, bir kütüphane ve bir yemek salonu tavanına uygulanan ses yutucu tavan levhaları görülmektedir.


Çalışanların doğrudan sağlığını ilgilendiren gürültülü üretim yerleri, gürültü düzeylerinin kabul edilebilir değerlere getirilmesi gereken önemli ve yaygın bir yapı türünü oluşturur. Resmi Gazete’de 23/12/2003 tarihinden bu yana yürürlükte olan Gürültü Yönetmeliği’nin getirdiği sınırlamalara göre 8 saatlik günlük çalışmanın sözkonusu olduğu gürültülü üretim yerlerinde, çalışanın günlük etkilenme düzeyi 85 dB(A)’yı geçmemelidir. Bu yasal düzenleme iş yerlerinde gürültü düzeylerinin azaltılmasını zorunlu kılmaktadır. Üretim hacmini sınırlayan yansıtıcı yüzeylerin yutucu gereçlerle giydirilmesi ve hacim içinde ek yutucu gereçlerin kullanılması yoluyla hacmin toplam yutuculuğunun artırılması, bu önlemlerin başında gelmektedir. Bu yolla gürültünün kapalı hacimde yansımalarla artışının önüne geçilmekte, yansışmış ses düzeyi azaltılmaktadır. Şekil 9’da gürültülü makinelerin çalıştığı bir üretim hacminde ses yutucu levhaların çatıdan sarkıtılmak yoluyla kullanıldığı görülmektedir.


3.2 Ses Yutucu Gereçlerin Konuşma Amaçlı Hacimlerde Kullanımı
Konuşmanın anlaşılabilirliğinin önem taşıdığı hacimlere örnek olarak derslikler, amfiler, toplantı salonları, konferans salonları, tiyatrolar verilebilir. Ayrıca, yemek salonları, çağrı merkezleri ve kütüphaneler de akustik açıdan önem taşıyan, fon gürültüsünün denetlenmesi gereken yerlerdir. Sinemalar ve kimi konferans salonları ise seslendirme sistemlerinin kurulu olduğu ve yansışım süresinin oldukça düşük olması gereken hacimlerdir.


Derslikler, toplantı salonları ve konferans salonları, dinleyiciler açısından yeterli akustik ortamın oluşturulmasında ses yutucu gereçlerin kullanımını gerektiren mimari hacimlerdir. Bu hacimlerde, anlaşılabilirliğin tüm dinleyici oturma alanında sağlanması, öncelikle hacmi sınırlayan bölme elemanlarının yeterli ses geçiş kaybı sağlamasına ve havalandırma-iklimlendirme sistemlerinden, elektrikli aygıtlardan, aydınlatma sistemlerinden kaynaklanan gürültülerin denetlenmesine bağlıdır. Konuşma amaçlı hacimlerde genellikle hem fon gürültüsünün denetlenmesi hem de yansışım süresinin optimum değerlere getirilmesinde hacmin toplam yutuculuğunun artırılması önem taşımaktadır.


Konuşmanın anlaşılabilirliğinin sağlanması için yansışım süresinin optimum değerlerde (hacim büyüklüğüne bağlı olarak 0.5s-1.2s arasında) olması istenir. Bu amaçla hacmin toplam yutuculuğunun artırılması ve belirli yüzeylerin ses yutucu gereçlerle giydirilmesi gerekir. Seslendirme döşemi bulunan salonlarda, etkin olarak yararlanılabilmesi ve akustik kusurların önüne geçilebilmesi amacıyla hacmin olabildiğince yutucu yapılması ve yansışım süresinin seslendirme sisteminin performansını ortaya koyabilecek düşük değerlere getirilmesi önemlidir.


Şekil 10’da konuşma amaçlı salonlarda ses yutucu gereçlerin duvar ve tavanda kullanılması ile ilgili örnek uygulamalar verilmiştir.


3.3. Ses Yutucu Gereçlerin Müzik Amaçlı Salonlarda Kullanımı
Müzik dinlemenin gerçekleştiği etkinliklere örnek olarak; farklı müzik türlerine yönelik, klasik müzik, hafif müzik konserleri, pop-rock müziği konserleri, caz konserleri, operalar, müzikal tiyatrolar, bale gösterileri vb. için tasarlanmış salonlar verilebilir. Müzikal oyunların sergilendiği tiyatrolar ile operalar ve cami-kilise gibi ibadet yerleri konuşma ve müzik işlevlerini birarada barındırmaktadır. Farklı etkinlik türlerinin birarada gerçekleştirildiği “çok amaçlı salonlar” da ülkemizde yaygın olarak kullanımda bulunmaktadır.


Müzik amaçlı salonlarda, tüm dinleyicilere müzikal seslerin zengin bir biçimde ulaştırılması amaçlanır. Müzik performanslarının gerçekleştirildiği salonlarda orkestrayı oluşturan farklı nitelikteki enstrümanlardan çıkan seslerin tınılarının bozulmadan sahnede harmanlanması ve hacmin doğal akustiğine bağlı olarak müzik türüne uygun ses uzamaları ile zenginleştirilerek tüm salonu doldurması ve geniş bir alana yayılan dinleyicilere olabildiğince eşit kalitede ulaştırılması önem taşır. Müzik etkinliklerinin gerçekleştirildiği salonların optimum yansışım süresi, müzik türüne ve hacmin büyüklüğüne bağlı olarak değişiklik gösterir. Yavaş tempolu müzikler hızlı tempolu müziklere göre daha uzun yansışım süreleri gerektirirler. Salonun büyüklüğüne ve müzik türüne bağlı olarak optimum yansışım süresi orta frekanslar için 0.9 s ile 2.1s arasında değişmelidir.


Şekil 11’de müzik etkinliklerinin gerçekleştirildiği iki ayrı konser salonundan görüntülere yer verilmiştir.



Yukarıda değinilen bu farklı işlev gruplarına yönelik hacimlerde mimari tasarım sürecine koşut olarak akustik tasarımın da yapılması ve gerekli önlemlerin tasarım aşamasında düşünülmesi, uygulama aşamasında ise tekniğine uygun olarak uygulanmasının sağlanması önem taşımaktadır. Bir hacmin akustiğini kullanıma başlandıktan sonra iyileştirmeye çalışmak daha güç ve maliyeti daha fazla olabileceği gibi, istenen verim de elde edilemeyebilir. Bu bakımdan gerek hacim akustiği ile ilgili gerekse gürültü denetimi ile ilgili hacimlerde akustik projelerin yapılması gereklidir.



4. SONUÇ
Bu çalışmada mimari akustik ile ilgili uygulamalarda yaygın kullanım alanı olan ses yutucu gereçler tanıtılarak kullanım alanları ile ilgili bilgi aktarılmıştır. Görüldüğü gibi hacimlerde fon gürültüsünün azaltılmasında ve yansışım süresinin hacmin işlevine bağlı olarak optimum değerlere getirilmesinde, ses yutucu gereçlerin önemli yararı bulunmaktadır. Bununla birlikte bu tür gereçlerin kullanımında bilinçsiz uygulamaların yarar yerine zarar getirebileceği ya da en azından gereksiz harcamalara neden olabileceği unutulmamalıdır. Bu nedenle, bu tür gereçlerin hacim içinde etkili biçimde kullanılmasında, akustik danışmanların yerinde yapacağı incelemeler, ölçümler ve sonrasında yapılacak etüt ve değerlendirmeler büyük önem taşımaktadır. Günümüzde, akustik simülasyon tekniklerinin kullanımına dayanan bilgisayar programlarının da yaygınlaşmasıyla istenen akustik ortamın önceden tasarlanabilmesi ve ses yutucu gereçlerin etkili ve bilinçli kullanımının yolu açılmıştır. Burada gözönünde bulundurulması gereken bir diğer konu ise, ne türden olursa olsun ses yutucu gereçlerin uygulama aşamasında eğitimli uzman kişilerce uygulanmasının sağlanması ve yerinde akustik ölçümlerle performanslarının test edilmesidir.


KAYNAKLAR
1. Acoustics in the Built Environment, Duncan Templeton (editor), Peter Socre, Peter Mapp, David Sanders, 1997.
2. N.Y. Akdağ, A.E.Aknesil, M. Ş. Sözen, N. İlgürel, “The Importance of Interior Surface Materials on Acoustic Performance: A Case Study of the Yıldız Technical University Auditorium, Turkey”, Architectural Science Review, ISSN 0003-8628, Vol. 51.4, 372-380, (2008).
3. Yapı Akustiği 1 Temel Bilgiler, Yıldız Üniversitesi Yayınları, Şazi Sirel, 1974
4. Gürültü Denetiminde Kabul Edilebilir Gürültü Düzeyleri, Yıldız Üniversitesi Yayınları, Müjgan Şerefhanoğlu Sözen, 1987.
5. Hacim Akustiği Kavramlar ve İlkeler, Yıldız Üniversitesi Yayınları, Zerhan Yüksel Can, 1990.





 

---

R E K L A M