ARCH 262 ENVIRONMENTAL CONTROL SYSTEMS ACOUSTICS

BASICS OF ARCHITECTURAL ACOUSTICS & REVERBERATION TIME

Prof. Dr. Demet IRKLI ERYILDIZ

2013- 2014 SPRING

Içindekiler Yapi Akustiğinde Temel Bilgiler ve Reverberasyon Süresi 1.__Yapi Akustiginde Temel Bilgiler 1.1.__Ses 1.2.__Sesin Ortamla Ilgili Özellikleri 1.2.1.__Sesin Yayılma Hızı 1.2.2.__Sesin Iletilmede Yutuluşu 1.3.__Sesin Titreşim Hareketleri Ile Ilgili Özellikleri 1.3.1.__Hareketin Çabukluğu 1.3.1.1.__Frekans

1

1.3.1.2.__Devir Süresi 1.3.2.__Genlik (Hareketin Genişliği) 1.4.__Dalga Boyu 1.5.__Akustik Basınç 1.6.__Sesin Yeğinliği 1.6.1.__Sesin Fiziksel Yeğinliği 1.6.2.__Sesin Fizyolojik Yeğinliği 2.__Ses Ile Ilgili Fiziksel Olaylar 2.1.__Sesin Doğması 2.2.__Sesin Yayılması

2

2.2.1.__Bir Boyutlu Ortamlarda Sesin Yayılması 2.2.2.__Iki Boyutlu Ortamlarda Sesin Yayılması 2.2.3.__Üç Boyutlu Ortamlarda Sesin Yayılması 2.3.__Sesin Yansıması 2.3.1.__Sessel Olaylar 2.3.2.__Yansımanın Türleri ve Genel Özellikleri 2.3.2.1.__Düzgün ve Yayınık Yansıma 2.3.2.2.__Genel Kurallar 2.3.3.__Doğrultulu Yansıma 2.3.3.1.__Odaklanma ve Ikincil Kaynak

3

2.3.3.2.__Yansımayla Yoğunlaştırma 2.3.4.__Yankı ve Ses Uzaması 2.4.__Sesin Kırınması (Kırınımı) 2.4.1.__Kırınmanın Şartı 2.4.2.__Kırınmanın Şekli 2.5.__Sesin Yutulması 2.5.1.__Yutma Çarpanı 2.5.2.__Sesin Yutulma Süreci 2.5.2.1.__Sesin Gözenekli Gereçlerde Yutulması 2.5.2.2.__Sesin Titreşen Levhalarda Yutulması

4

3.__Reverberasyon Süresi ve Hesaplanmasi 3.1.__Reverberasyon 3.1.1.__Reverberasyon Süresinin Hesaplanması (RT) 3.2.__Ses Gücü Düzeyi (Lw) 3.3.__Ses Basıncı Düzeyi (Lp) 4.__Sonuç Kaynaklar

5

1. Yapi Akustiginde Temel Bilgiler 1.1. Ses

İşitsel duyulanmayı doğuran fiziksel olaylardır. Ses, fizik bakımından içinde iletildiği maddesel ortamın elementlerinin esnek bir titreşimi ya da bu ortamda yayılan devirsel basınç değişmeleri gibi düşünülebilir. Bu titreşimde, ortamın elementleri devirsel hareketler yaparlar. Bu hareketler basit ya da karmaşık olabilir. Hatta, bu hareketler devirsel de olmayabilir. Bu durum, fizikte ve özellikle müzik akustiğinde ses terimi yerine daha çok gürültü terimi olarak kullanılır. ( SİREL, Sazi ‘’Yapı Akustiği 1 Temel Bilgiler’’ ) ( Resim - http://www.muhteva.com/vucudumuzun-bilmecesi-vucudun-temel-birimleri-t5922.html )

6

1.2. Sesin Ortamla İlgili Özellikleri • Sesin yayılma hızı (c)

• Sesin iletilmede yutuluşu 1.2.1. Sesin Yayılma Hızı (c)

Sesin yayılma hızı ortamın özellikleriyle ilgilidir. Sesin yayıldığı ortamlar arasında havanın özel bir önemi vardır. Havanın yoğunluğu sıcaklıkla değiştiğinden hava içinde sesin yayılmaz hızı da küçük oranlarda değişir. Ses; havada 330-350 m/s, suda 1453 m/s, çelikte 5000 m/s, ahşapta 1000-4000 m/s hızla yayılır.

( SİREL, Sazi ‘’Yapı Akustiği 1 Temel Bilgiler’’ )

7

1.2.2. Sesin İletilmede Yutuluşu Ses, bir ortam içerisinde yayılırken bu ortamın bazı özelliklerine bağlı olarak yutulur. Yapı akustiğinde bu cins yutulma, büyük hacimlerde ince seslerin yutulması dışında yutulma oranının düşüklüğü bakımından pek önemli değildir. Asıl önemli olan, sesin bir ortam içinde yayılırken yutulması değil, bir yüzeyde yansırken yutulmasıdır. 1960 tarihli bu fotoğrafta, özel bir ses merceği ve özel bir görüntüleme yöntemi kullanılarak, sol tarafta görülen kornadan çıkan ses dalgalarının görüntüsü elde edilebilmiştir

( SİREL, Sazi ‘’Yapı Akustiği 1 Temel Bilgiler’’ ) ( Resim - http://www.genbilim.com/content/view/4814/36/ )

8

1.3. Sesin Titreşim Hareketleri İle İlgili Özellikleri 1.3.1. Hareketin Çabukluğu

Bir ortamın elementlerinin yaptığı devirsel hareketlerin insanda işitselbir duyulanma doğurabilmesi, bu hareketlerin çabukluk bakımından belirli sınırların içinde kalmasına bağlıdır. Bir elementin aynı noktadan aynı yönde peşpeşe iki geçişi arasınndaki hareketine bir titreşim denir ve titreşimlerin çabukluğu iki şekilde anlatılır.

( SİREL, Sazi ‘’Yapı Akustiği 1 Temel Bilgiler’’ )

9

1.3.1.1. Frekans Bir saniyedeki titreşim sayısına frekans denir. Frekans, küçük f harfi ile gösterilir. Frekansı yaklaşık olarak 16 ile 16.000 arasında olan titreşimler insanda işitsel duyulanma doğurur. Frekansın birimi Hertz (Hz) tir. 1 Hertz saniyede bir titreşimdir. Yüksek frekanslar için Hertz’in bin katı olan kiloHertz (kHz) birimi kullanılır. Frekansı 16 Hz’nin altındaki titreşimlere sesaltı titreşimlere sesaltı titreşimler, frekansı 20 kHz’in üstündeki titreşimlere sesüstü titreşimler denir.

( SİREL, Sazi ‘’Yapı Akustiği 1 Temel Bilgiler’’ ) ( Resim - http://www.karmabilgi.net/ses-dalgasi/ )

10

1.3.1.2. Devir Süresi Bir titreşimin süresidir. Devir süresi büyük T harfi ile gösterilir. Devir süresi birimi saniyedir. Çok kısa devir süreleri için milisaniye kullanılır. T = 1 / f formülü kullanılarak hesaplanır. Devir süresi yaklaşık olarak 1 / 16 ile 1 / 16.000 saniye arasında olan titreşimler insan kulağı tarafından ses olarak duyulur.

1.3.2. Genlik (Hareketin Genişliği) Bir titreşim hareketinde ortamın elementlerinin, bu titreşim hareketiyle gidip geldikleri uzaklığa genlik denir. Genlik uzunluk ölçüleriyle ölçülür. Sessel titreşimlerin genliği yaklaşık olarak 0,1 ile 100 Mikron arasında değişir.

( SİREL, Sazi ‘’Yapı Akustiği 1 Temel Bilgiler’’ )

11

1.3.2. Genlik (Hareketin Genişliği) Frekansı değişmeyen bir titreşimde genlik arttıkça, elementler aynı süre içinde daha fazla yol gideceklerinden ortalama hızları ve buna bağlı olarak kinetik enerjileride artar. Bu ise sesin yeğinliğinin artması demektir. Genliği değişmeyen bir titreşimde frekansın artmasıyla, elementler aynı yolu daha kısa zamanda gideceklerinden ortalama hızları ve buna bağlı olarak kinetik enerjileri de artar. Bu da sesin yeğinliğinin artması demektir. Genlikle yeğinlik arasındaki bu paralellik akılda tutulmaya değer bir paralelliktir. ( SİREL, Sazi ‘’Yapı Akustiği 1 Temel Bilgiler’’ ) ( Resim - http://www.karmabilgi.net/ses-dalgasi/ )

12

1.4. Dalga Boyu Dalga boyu; titreşim hareketinin yayılışı sırasında, bir devir süresi içinde gittiği uzaklığın adıdır. Dalga boyu λ harfi ile gösterilir. λ = c / f formülü ile hesaplanır. Bu bakımdan dalga boyu, hem sesin titreşim hareketi özellikleriyle hemde ortamın özellikleriyle ilgilidir. Aynı sesin başka ortamlarda yayılma hızı değişik olacagından dalga boyu da değişik olur.

( SİREL, Sazi ‘’Yapı Akustiği 1 Temel Bilgiler’’ ) ( Resim - http://www.bildirgec.org/yazi/gokyuzu-neden-mavidir-gunes-batarken )

13

1.5. Akustik Basınç Genliğin artmasıyla, basınç fazlalığı ve basınç azlığı arasındaki farklar artacaktır. Akustikte bu basınç farklarına akustik basınç adı verilir. Akustik basınç, bar birimi ile ölçülür. Akustik titreşimlerin yarattığı basınç değişmeleri mikrobar büyüklüğündedir. Akustik basıncın ölçülmesi daha kolay olduğundan genlik yerine daha çok akustik basınç kullanılır.

( SİREL, Sazi ‘’Yapı Akustiği 1 Temel Bilgiler’’ ) ( Resim - SİREL, Şazi ‘’Yapı Akustiği 1 Temel Bilgiler’’, Sayfa 16 )

14

1.6. Sesin Yeğinliği Sesin yeğinliği, fiziksel ve fizyolojik olarak iki bölümde incelenir. I harfi ile gösterilir.

1.6.1. Sesin Fiziksel Yeğinliği Küresel olarak yayılan ya da düzlem ses dalgaları için yeğinlik I = p² / ρ . c formülü ile hesaplanır. Burada I sesin yeğinliğini (erg/sn/cm³), p akustik basıncı (din/cm³=mikrobar), ρ ortamın yoğunluğunu (gr/ cm³), c sesin yayılma hızını (cm/sn) sembolize etmektedir.

( SİREL, Sazi ‘’Yapı Akustiği 1 Temel Bilgiler’’ )

15

1.6.1. Sesin Fiziksel Yeğinliği Birim olarak Bel’in pratikte çok büyük olduğundan, bu birim 10’a bölündü. Böylece, Bel/10 anlamına gelen desibel (dB) birimi, akustikte yeğinliğin fiziksel birimi oldu. Bazı deneyler yapılarak, yeterli sayıda frekans ve yeğinlikler için tekrarlanarak değişik frekanslarda eşit duyulanma doğurann yalın seslerin fiziksel yeğinlikleri bulunmuş ve buna Fon adı verilmiştir. Boyutsuz bir birim olan Fon, bir sesin işitsel yeğinliğine eşdeğer bir duyulanma yaratan 1000 frekanslı yalın sesin dB cinsinden fiziksel yeğinliğinin sayısal değeri şeklinde tanımlanabilir. Fon (Phone) büyük P harfi ile gösterilir.

( SİREL, Sazi ‘’Yapı Akustiği 1 Temel Bilgiler’’ )

16

1.6.2. Sesin Fizyolojik Yeğinliği İnsan kulağı bütün frekanslara aynı derecede duyarlı değildir. Bu insan fizyolojisinin bir özelliğidir. İnsan kulağının en çok duyarlı olduğu sesler, frekansı 3500 ile 4000 arasında olan oldukça ince seslerdir. Kulağın çeşitli frekanslar için gösterdiği bu duyarlık farkı sesin yeğinliği değişir. İşitme alt eşiğinde maksimum olan bu fark, yeğinliğin

artmasıyla azalır fakat en yeğin sesler için bile tamamen yok olmaz.

( SİREL, Sazi ‘’Yapı Akustiği 1 Temel Bilgiler’’ )

17

2. Ses İle İlgili Fiziksel Olaylar 2.1. Sesin Doğması

Sesin doğması, yani başka bir cins enerjinin ses enerjisine dönüşmesi, doğal ya da yapay olarak, mekanik ya da fiziksel olaylar sonucu ses titreşimlerinin elde edilmesi demektir. Buna örnek olarak, elektrik enerjisini ses enerjisine çeviren hoparlörler verilebilir.

( SİREL, Sazi ‘’Yapı Akustiği 1 Temel Bilgiler’’ )

18

2.2. Sesin Yayılması

Ses, ortamın geometrik özelliklerine göre başlıca üç şekilde yayılır.

• Bir boyutlu ortamlarda düzlem dalgalarla • İki boyutlu ortamlarda özel dalgalarla • Üç boyutlu ortamlarda küresel dalgalarla

( SİREL, Sazi ‘’Yapı Akustiği 1 Temel Bilgiler’’ )

19

2.2.1. Bir Boyutlu Ortamlarda Sesin Yayılması Bir boyutlu ortam, boyutlarından biri ötekilerden en az on katı olan ortamdır. Yapılarda bir boyutlu ortamlara örnek olarak, uzun koridorlar, yüksek yapıların merdiven, aydınlık ve asansör boşlukları, havalandırma kanalları gösterilebilir. Bu gibi tek boyutlu ortamlarda ses ya ortam içinde ya da her hangi bir şekilde dışardan tek boyutlu ortama girer. Her iki durumda da, ortamın geometrik özelliklerinden ötürü küresel dalgalar düzlem dalgalara dönüşür.

( SİREL, Sazi ‘’Yapı Akustiği 1 Temel Bilgiler’’ ) ( Resim - SİREL, Şazi ‘’Yapı Akustiği 1 Temel Bilgiler’’, Sayfa 62 )

20

2.2.2. İki Boyutlu Ortamlarda Sesin Yayılması İki boyutlu ortam, boyutlardan biri ötekilerin en çok onda biri olan ortamdır. Yapı bölümü olarak bu cins ortamlara pek rastlanmaz. Yapı elemanı olarak ise, döşeme ve duvarların hemen hepsi iki boyutlu olarak kabul edilebilir.

2.2.3. Üç Boyutlu Ortamlarda Sesin Yayılması Üç boyutlu ortamlar sınırsız ortamlar (açık hava) ve sınırlı ortamlar (kapalı hacimler) olmak üzere ikiye ayrılır. Sınırsız ortamlarda hiçbir yansıma olmayacağından, ses enerjisi düzgün dalgalar halinde yayılır. Bu gibi ortamların her noktasında ses enerjisinin belirli bir doğrultusu ve yönü vardır. Ses enerjisinin yayılış şekli bakımından bu gibi ortamlara serbest alan adı verilir. ( SİREL, Sazi ‘’Yapı Akustiği 1 Temel Bilgiler’’ )

21

2.3. Sesin Yansıması Hava içinde yayılan ses enerjisi, duvar, döşeme, kapı, perde, camlı bölme gibi engellere rastladığı zaman, bu enerjinin bir bölümü bu engellerin yüzeylerinde yansır, bir bölümü çeşitli şekillerde engelleri geçer, bir bölümü de yine çeşitli şekillerde engelde yutulur.

2.3.1. Sessel Olaylar Sesin yansıması insanın dışında bir fizik olayıdır. Bu olayın değişik biçimleri insanların özelliklerine göre değişik işitsel duyulanmalar yaratır ve ona göre değerlendirilir. Yansıma sözcüğü fizik olaylara, yankı ve ses uzaması deyimleri ise işitsel değerlendirmelerin anlatımına ayrılmıştır.

( SİREL, Sazi ‘’Yapı Akustiği 1 Temel Bilgiler’’ )

22

2.3.2. Yansımanın Türleri ve Genel Özellikleri 2.3.2.1. Düzgün ve Yayınık Yansıma

Yansıma, düzgün ya da yayınık olur. Yansıtıcı yüzeyin girinti ve çıkıntıları, pürüzleri, pütürleri yani düzgünsüzlükleri, yüzeye gelen ses ışınımının dalga boyundan küçükse yansıma düzgün olur. Düzgün yansıma, gelen ışınım doğrultusu ile yansıyan ışınım doğrultusu arasında eşit açı ve aynı düzlem içinde olma kurallarının olduğu yansımadır.

( SİREL, Sazi ‘’Yapı Akustiği 1 Temel Bilgiler’’ ) ( Resim - http://www.dersizlesene.com/SBS-ders-Notlari/Yansimalar-Konu-Anlatimi-m116.html )

23

2.3.2.1. Düzgün ve Yayınık Yansıma Yansıtıcı yüzeyin düzgünlüklerinin boyutları, yüzeye gelen ışınımın, dalga boyu ölçülerinde ya da daha büyükse, yansıma yayınık olur. Yayınık yansımada yansıyan ışınım, gelen ışınımın doğrultusuyla bazen az ilgili olan, bazen hiç ilgili olmayan bir çok doğrultulara dağılır.

( SİREL, Sazi ‘’Yapı Akustiği 1 Temel Bilgiler’’ ) ( Resim - SİREL, Şazi ‘’Yapı Akustiği 1 Temel Bilgiler’’, Sayfa 68 )

24

2.3.2.2. Genel Kurallar Düzgün yansımada, seste ışıkla aynı kurallara uyar. Bu bakımdan geometrik optik kuralları ses için de uygulanabilir. Şekilde düz, iç bükey ve dış bükey yüzeylerde düzgün yansıyan ses ışınlarını göstermektedir.

( SİREL, Sazi ‘’Yapı Akustiği 1 Temel Bilgiler’’ ) ( Resim - http://www.andogrup.com/akustik.html )

25

2.3.3. Doğrultulu Yansıma Yansıyan seste, değişik dalga boyları bakımından büyük oranda bir doğrultunun var olduğu yansımalara doğrultulu yansıma adı verilir.

2.3.3.1. Odaklanma ve İkincil Kaynak İç bükey yüzeyler ses ışınlarının bir noktada ya da çok küçük bir alanda toplanmalarına yol açabilir. Bu gibi durumlara odaklanma adı verilir.

( SİREL, Sazi ‘’Yapı Akustiği 1 Temel Bilgiler’’ )

26

2.3.3.1. Odaklanma ve İkincil Kaynak Odaklanma noktası :

• Bir hacmin içinde, yani hacim boşluğunda,

( SİREL, Sazi ‘’Yapı Akustiği 1 Temel Bilgiler’’ ) ( Resim - SİREL, Şazi ‘’Yapı Akustiği 1 Temel Bilgiler’’, Sayfa 71 )

27

2.3.3.1. Odaklanma ve İkincil Kaynak Odaklanma noktası :

• Hacmin çeperlerine yakın, özellikle döşemeye yakın yani dinleyicilerin başları yakınında,

( SİREL, Sazi ‘’Yapı Akustiği 1 Temel Bilgiler’’ ) ( Resim - SİREL, Şazi ‘’Yapı Akustiği 1 Temel Bilgiler’’, Sayfa 71 )

28

2.3.3.1. Odaklanma ve İkincil Kaynak Odaklanma noktası :

• Hacmin dışında olabilir.

Hacim boşluğunda olan odaklanmaların iki önemli sakıncası vardır :

• Odaklanma yoluyla bir ikincil kaynak doğar. Hacim içinde ses kaynağının yerinde belirsizlik önemli bir işitsel rahatsızlık yaratır. • İkincil kaynağın doğuşu, sesin sönmesinde hoş olmayan düzgünsüzlükler yaratır.

( SİREL, Sazi ‘’Yapı Akustiği 1 Temel Bilgiler’’ )

29

2.3.3.1. Odaklanma ve İkincil Kaynak Dinleyicilere yakın olan odaklanmanın büyük sakıncası, ses dağılışın daki büyük eşitsizliktir. Odaklanma noktasının hacmin dışında ve oldukça uzakta olmasında bir sakınca yoktur. Bir hacmin içinde akustik nedenlerle, iç bükey yüzeylerden genellikle kaçınmak gerekir. Eger iç bükey kullanmak gerekiyorsa, iç bükey yüzeylerin yarıçapları, bu yüzeylerin karşısındaki yüzeylere olan uzaklıklarının iki katından fazla olmalıdır.

( SİREL, Sazi ‘’Yapı Akustiği 1 Temel Bilgiler’’ )

30

2.3.3.2. Yansımayla Yoğunlaştırma Kapalı hacimlerde sesin yayınık yansımalarla dağılmasının hacim akustiği bakımından pek çok yararları vardır. Böylece, sesin bir yüzey boyunca, örneğin dinleyiciler boyunca bütün partere oldukça eşit yeğinlikte ve olabildiğince yoğun bir şekilde yayılmasını sağlamak üzere hacim içinde bazı doğrultulu yansıma yapacak yüzeyler tertiplenebilir. Bu durumda çok dikkatli, ayrıntılı, eksiksiz ve kapsayıcı çalışmaların yapılması gerekir.

( SİREL, Sazi ‘’Yapı Akustiği 1 Temel Bilgiler’’ )

31

2.3.4. Yankı ve Ses Uzaması Sessel izlerin, kulak zarında belirli bir süre için bir çeşit kalıcılığı vardır. Örneğin, süresi 1/100 saniye olan bir sesi, süresi 1/15 saniye olan bir ses gibi duyarız. Çok kısa süreli olmayan sesler için yapılan deneylerde, bu krtik sessel iz sürekliliği süresi 1/15 saniye yerine 1/10 saniye bulunmuş tur. Bu da havada 34 metrelik bir yol farkı demektir. Bir ses kaynağından doğrudan kulağımıza gelen sesle, yansıtıcı bir yüzeyden yansıyarak gelen sesin geçtikleri yollar arasındaki uzaklık farkı, 22 metreden az ise ses uzaması, uzaklık farkı 34 metreden fazlaysa yankı adını alır. Uzaklık farkı 22 metre ile 34 metre arasında ise, sesin süresine göre yankı yada ses uzaması şeklinde Değerlendirilir.

( SİREL, Sazi ‘’Yapı Akustiği 1 Temel Bilgiler’’ )

32

2.3.4. Yankı ve Ses Uzaması Ses uzamasının daha karmaşık bir şekli olan reverberasyonun ayarlanması hacim akustiğinde birinci derece önemlidir. Yankı ise, hacim akustiğinde mutlaka önlenmesi gereken büyük bir kusurdur.

( SİREL, Sazi ‘’Yapı Akustiği 1 Temel Bilgiler’’ ) ( Resim - http://www.dcs.gla.ac.uk/research/gaag/dell/report.htm )

33

2.4. Sesin Kırınması (Kırınımı) Ses dalgalarının bir engelden ötürü doğrultu değiştirmeleri olayı dır. Sesin kırınması, yapı akustiğinde oldukça önemli olaylara yol açtığından, belli başlı kurallarının bilinmesi gerekir.

2.4.1. Kırınmanın Şartı

Işıkta olduğu gibi seste de kırınmanın şartı, ışınım dalgasının rastla dığı aralık, köşe, kenar, engel ve benzerllerinin boyutlarının gelen ışınımın dalga boyundan ufak olmasıdır. Sesin kırınmasında en önemli faktör dalga boyudur. Yapı elemanları ve şehircilikle ilgili elemanların boyutları genellikle sesin kırınmasına elverişlidir. Önemli olan, bu elemanların boyutlarına göre hangi seslerin kırınmasına yol açacagıdır. ( SİREL, Sazi ‘’Yapı Akustiği 1 Temel Bilgiler’’ )

34

2.4.2. Kırınmanın Şekli Kırınmanın şekli engelin boyutları ile dalga boyuna bağlıdır. Şekildeki açıklık, dalga boyuna göre küçüktür. Bu yuzden, uzaktaki bir kaynaktan gelen düzlem dalgalar açıklıktan geçince, bu açıklık sanki bir ses kaynağıymış gibi, bu noktadan yayılan küresel dalgalara dönüşmektedir.

( SİREL, Sazi ‘’Yapı Akustiği 1 Temel Bilgiler’’ ) ( Resim - SİREL, Şazi ‘’Yapı Akustiği 1 Temel Bilgiler’’, Sayfa 79 )

35

2.4.2. Kırınmanın Şekli

Bu şekilde ise açıklık, dalga boyuna göre büyüktür.

( SİREL, Sazi ‘’Yapı Akustiği 1 Temel Bilgiler’’ ) ( Resim - SİREL, Şazi ‘’Yapı Akustiği 1 Temel Bilgiler’’, Sayfa 79 )

36

2.5. Sesin Yutulması Sesin yutulması olayının akustik empedans (Akustik basıncın yüzeydeki moleküllerin hızına olan karmaşık oran) denen büyüklüğe dayalı olarak incelenmesi ve bir hacmin akustik etüdünün, iç yüzeylerin yutma çarpanlarının yerine empedansları dikkate alınarak yapılması çok daha doğru ve gerçeğe yakındır. Bununla birlikte empedansla ilgili hesapların zorluğu mimarlık ve mühendislik uygulamalarında buna olanak bırakmamaktadır.

( SİREL, Sazi ‘’Yapı Akustiği 1 Temel Bilgiler’’ )

37

2.5.1. Yutma Çarpanı Hiçbir gereç tam katı bir yüzeye sahipmiş gibi düşünülemez. Yani, ses hiçbir yüzeyden en az bir kayba bile uğramadan yansıyamaz. Ama ses enerjisinin, yansımada uğradığı bu kayıp çok az olabilir. Gelen ses enerjisinin yansımayan bölümü, tanıma göre yutulmuş sayılır. Bir gereçin yada bir yüzeyin yutma çarpanı oran olarak o yüzeyden yansımayan sesin gelen sese oranını gösterir. Yutma çarpanı, küçük a ya da α ile gösterilir. Örneğin, bir yüzey bir sesin % 85’ini yansıtıyorsa, o yüzeyin yutma çarpanı α = 0,15’tir.

( SİREL, Sazi ‘’Yapı Akustiği 1 Temel Bilgiler’’ )

38

2.5.2. Sesin Yutulma Süreci Sesin yutulması, ses enerjisinin başka bi tür enerjiye ya da ses dışı titreşimlere dönüşmesi demektir. En çok rastlanan durum, ses enerjisinin ya doğrudan, ya da dolaylı yoldan ısı enerjisine dönüşmesidir. Sesin yutulması başlıca üç ayrı süreçle olur. Birbirinden bazı temel farklar gösteren bu yutulma şekilleri ; • gözenekli gereçlerde yutulma, • titreşen levhalarda yutulma,

• Helmholtz rezonatörleri ile yutulmadır.

( SİREL, Sazi ‘’Yapı Akustiği 1 Temel Bilgiler’’ )

39

2.5.2.1. Sesin Gözenekli Gereçlerde Yutulması Gözenekli gereçler, içinde pek çok sayıda kılcal borular, delikler ya da çok ince aralıklar bulunan ve bundan ötürü olduça hafif olan organik ya da inorganik gereçlerdir. Bu kılcal borular ya da aralıklar dış havaya açıktırlar ve hava ile doludurlar. Bu tür gereçlere örnek olarak ; halı, keçe, kılcal borulu özel levha ve sıvalar, cam, maden ve taş yünleri gösterilebilir.

Gözenekli gereçlerin kalınlıklarının artmasıyla kalın sesleri yutma çarpanlarında yükselme görülür. Ancak kalın tabakalar halinde kullanılması gerek ekonomik açıdan, gerekse uygulama açısından doğru olmayacağından, gözenekli gereçlerin yalnızca ince seslerin yutulması amacıyla kullanılması gerekir.

( SİREL, Sazi ‘’Yapı Akustiği 1 Temel Bilgiler’’ )

40

2.5.2.2. Sesin Titreşen Levhalarda Yutulması Ses enerjisinin bir levhayı titreştirmesiyle bir iş yaptığı, yani bir oranda sarfedildiği düşünülebilir. Bir levhayı titreştiren ses enerjisi, levhanın tesbit yerlerindeki sürtünmeler, levhanın şekil değiştirmesi ile ilgili iç sürtünmeler, levhanın arkasında bulunan hava tabakasıyla ilgili iç sürtünmeler ile sonunda ısı enerjisine dönüşür. Yapılarda mimari yapımsal parçalar olarak kullanılacak titreşen levhalar (lambriler, pencere camları, çeşitli panolar vb.) boyutları ve gereç cinsleri bakımından , öz frekansları oldukça alçak olan parçalardır. Bu nedenle titreşen levhalar kalın sesleri ince seslerden çok daha fazla yutarlar.

( SİREL, Sazi ‘’Yapı Akustiği 1 Temel Bilgiler’’ )

41

3. Reverberasyon Süresi ve Hesaplanmasi 3.1. Reverberasyon

Bir binada ses kaynağından çıkan sesler, dinleyicilerin kulağına çeşitli yollardan ulaşır. Ses kaynağından çıkıp bir engele çarpmadan ulaşan seslere direkt ses denir. Ses kaynağından çıkan seslerin bir kısmı, tavan ve duvarlara çarparak yansırlar bu seslere de endirekt sesler denir. Endirekt sesler, direkt seslerden daha uzun bir yol kat ettikleri için dinleyiciye daha geç ulaşırlar. İşte bu iki ses arasındaki zaman farkı oldukça büyükse (en az 40 milisaniye), dinleyici endirekt sesi direkt sesin ardı sıra gelen bir tekrarı olarak işitecektir. Bu durumda sesin yankısı duyulmuş olur.

( http://www.mygitar.com/forum/showthread.php?t=27500 )

42

3.1. Reverberasyon Burada endirekt ses dinleyiciye her yönden bir çok yansımalarla varan bir ses dalgası olarak belirmektedir. İki ses arasındaki süre küçük olup birbirinden ayırt edilemez durumdadır. Buna reverberasyon (çınlama) denir.

( http://www.mygitar.com/forum/showthread.php?t=27500 ) ( Resim - http://www.trane.com/commercial/library/vol32_1/index.asp )

43

3. Reverberasyon Süresi ve Hesaplanmasi 3.1. Reverberasyon

Reverberasyon süresi RT ile gösterilir ve birimi saniyedir. Bu oran 60 db lik bir zayıflamayı gösterir.

( http://www.mygitar.com/forum/showthread.php?t=27500 ) ( Resim - http://www.andogrup.com/akustik.html )

44

3.1.1. Reverberasyon Süresinin Hesaplanması (RT)

• Farklı amaçlarla kullanılan salonların en önemli akustik göstergesi olan reverberasyon zamanı salonun hacmine, iç yüzeyleri kaplayan malzemelerin ve koltukların ses emme özelliklerine bağlıdır. • Mekanın iç yüzeyini kaplayan kaplayan malzemeler ve mekan içindeki eşyaların yüzey alanları si (m2) olarak tanımlanır ve toplam yüzey alanı ∑ si olarak gösterilir. • Hangi frekansa göre reverberasyon süresi hesaplanmak isteniyorsa, o frekansa göre malzemelerin ses yutuculuk katsayıları yani αi bulunur.

45

3.1.1. Reverberasyon Süresinin Hesaplanması (RT)

• Mekan içindeki eşyaların yüzey alanları ile ses yutuculuk katsayıları çarpılarak si.αi değerleri bulunur ve bunlar toplanarak ∑ si.αi değeri hesaplanır. Bu değer formülde A ile gösterilir. Son olarak, mekanın hacmi (V) hesaplanarak formüle uygulanır.

RT = ( 0,161 . V ) / A

46

3.2. Ses Gücü Düzeyi (Lw) Bir ses kaynağının yaydığı ses enerjisinin gücüne ses gücü (veya akustik güç), bu gücün düzeyine ise ses gücü düzeyi denir. Ses gücü düzeyi Lw ile gösterilir. Lw referans gücü olarak uluslararası referans W0 = 10ˉ¹².W kullanılır. Bu tanıma göre, ses gücü W olan bir kaynağın ses gücü düzeyi ; Lw = 10.log W / 10ˉ¹² formülü ile bulunabilir.

47

3.3. Ses Basıncı Düzeyi (Lp) Ses, kulak zarıyla temasta bulunan havanın basıncının değişmesiyle algılandığından, bir ses kaynağının ses gücünden daha çok belli bir noktada yarattığı ses basıncı önemlidir. Ses basıncı düzeyi Lp ile gösterilir. Lp = 10.log p² / p0² olarak tanımlanır.

Burada p, ses basıncının kareler ortalamasının karekökü, p 0 ise uluslararası referans basıncı kabul edilen 20 mikropascal alınır. Yani, Lp = 20.log p / p0 olarak yazılabilir.

48

3.3. Ses Basıncı Düzeyi (Lp)

( Resim - http://forum.donanimhaber.com/m_25745132/tm.htm )

49

4. Sonuç Çalışmada, yapı akustiği ile ilgili bazı temel bilgiler, reverberasyonun anlamı, süresi ve nasıl hesaplanabileceği açıklanmıştır. Bir mekanı, akustik biliminin esaslarına göre değerlendirirken, ses kaynağından çıkan ses ışınımlarının direkt ve endirekt şekilde yayılmaya devam ettiğini bilmemiz gerekir.

Mekan içerisinde kullancağımız malzemelerin konumları, açıları, kapladığı alanlar, ses ışınımının yansımayla yönünü ve yutuculuk katsayılarıyla ise sesin şiddetinin değişmesine sebep olurlar. Bunlar, reverberasyon süresini dogrudan etkilediğinden, akustik bilimi için çok önemli kriterlerdir.

50

4. Sonuç Akustik açısından önemli bir mekan tasarlarken, istediğimiz ses kalitesini elde edebilmek için yansıtıcı yüzeylerin açılarını ve malzemelerin ses yutuculuk kat sayılarını iyi bir şekilde düşünerek hesaplamamız gerekmektedir. Tasarımımıza bu kriterler doğrultusunda devam ettiğimizde, istenilen akustiğe ve ses kalitesine sahip mekanlar tasarlayabiliriz.

51

Kaynaklar • SİREL, Şazi ‘’Yapı Akustiği 1 Temel Bilgiler’’ • http://www.mygitar.com/forum/showthread.php?t=27500 • http://www.muhteva.com/vucudumuzun-bilmecesi-vucudun-temel-birimleri-t5922.html ( 07.12.2010 ) • http://www.genbilim.com/content/view/4814/36/ ( 07.12.2010 ) • http://www.karmabilgi.net/ses-dalgasi/ ( 07.12.2010 ) • http://www.karmabilgi.net/ses-dalgasi/ ( 07.12.2010 ) • http://www.bildirgec.org/yazi/gokyuzu-neden-mavidir-gunes-batarken ( 07.12.2010 ) • SİREL, Şazi ‘’Yapı Akustiği 1 Temel Bilgiler’’, Sayfa 16 • SİREL, Şazi ‘’Yapı Akustiği 1 Temel Bilgiler’’, Sayfa 62 • http://www.dersizlesene.com/SBS-ders-Notlari/Yansimalar-Konu-Anlatimi-m116.html ( 10.12.2010 ) • SİREL, Şazi ‘’Yapı Akustiği 1 Temel Bilgiler’’, Sayfa 68

52

Kaynaklar • http://www.andogrup.com/akustik.html ( 10.12.2010 ) • SİREL, Şazi ‘’Yapı Akustiği 1 Temel Bilgiler’’, Sayfa 71 • http://www.dcs.gla.ac.uk/research/gaag/dell/report.htm ( 11.12.2010 ) • SİREL, Şazi ‘’Yapı Akustiği 1 Temel Bilgiler’’, Sayfa 79 • http://www.trane.com/commercial/library/vol32_1/index.asp ( 13.12.2010 )

• http://www.andogrup.com/akustik.html ( 13.12.2010 ) • http://forum.donanimhaber.com/m_25745132/tm.htm ( 13.12.2010 )

53