Ses, belli bir frekansta titreşim yapan bir kaynaktan yayılan enerjiye sahip dalgalara denir. Bu dalgaların şiddeti sesim kaynağının büyüklüğüne ve titreşim sayısına bağlıdır. Sesin şiddeti, birim zamanda birim yüzeye düşen ses enerjisi olarak tanımlanır.
I=E / S.t (Joule/m².sn)
I=Basınç . Hız (N/m² . m/sn)
Formülden çıkan sonuca göre ses şiddeti, basınç ile hızın çarpımı olarak hesaplanabilir. Dolayısıyla ses dalgasını belli bir hızı olan basınç dalgası olarak ifade edebiliriz.
Ses ile ilgili tanımlar
Hız: Sesin dalgalarının birim zamanda aldığı yoldur. Atmosferde ki ses hızı 340 m/sn’dir. Katı maddelerde sesin hızı daha çok artmaktadır.
Dalga Boyu: Art arda meydana gelen, aynı fazda titreşen iki nokta arasındaki uzaklığa denir. λ ile gösterilir. Birimi metre (m)’dir.
Periyot: Bir dalga boyu kadar dalganın yol alması için geçen zamana denir. T harfi ile gösterilir. Birimi saniye (sn)’dir.
Frekans: Birim zamanda üretilen dalga sayısına frekans denir. f harfi ile gösterilir. Birimi 1/sn veya hertz (hz)’dir.
f= 1 / T (1/sn)
Hız, dalga boyu ve frekans arasındaki ilişki şu formülle ifade edilir:
λ= V.T (m) T=1/f ile yazılırsa ses hızı; V=λ.f (m/sn) olarak ifade edilir.
Genlik: Periyodik bir dalganın ulaştığı en büyük değer denir.
Sesin Yüksekliği: Frekansa bağlı bir özelliktir. Bir sesin frekansı büyükse sesin yüksekliği de büyük demektir.
Sesin Enerjisi: Enerji hem genliğe, hem de frekansa bağlı bir özelliktir. Genlik ve frekansın artmasıyla sesin enerji seviyesi de artar.
Gürültü
Yüksek frekanstaki sesin kaynaklarının çoğalması gürültü diye tanımladığımız yüksek enerjili sesleri oluşturur. Bu seler insan kulak zarına aşırı şekilde basınç yaparak insanı rahatsız eder. Normal bir insan kulağı 16 ile 20.000 Hz arasındaki sesleri duyabilir. İşitilebilen en zayıf ses enerjisi 10- 12 W/m2’dir. Bir binadaki gürültüler iki farklı kaynaktan oluşur. Bunlar;
*Dış çevreden gelen gürültüler.
*Bina içindeki makine ve insan gürültüleri.
Gürültü Şiddetinin Hesaplanması
Normal bir kulak için 1000 Hz’lik ses, orta bir sestir. Bu frekanstaki bir sesin şiddeti 10-12 ile 1 W/m2 arasında değişir. Bu sesin şiddetleri 130 eşit parçaya ayrılırsa bu parçalardan her birine 1 desibel’lik ses denir. Ve dB ile gösterilir. Desibel sesin duyum birimidir. Sıfır desibel 10-12 Watt’tır. Sesin şiddeti şu formülle hesaplanır;
β= 10.log(E/Eo) (dB)
E: Birim alana gelen sesin enerjisi (W/m2)
Eo: İşitebilinen en zayıf sesin enerjisi (10-12 W/m2)
Buna göre ses şiddetlerini şöyle sınıflandırabiliriz;
* E < Eo olduğu zaman ses işitilmez. ( β = 0 dB)
* E= 10-11 w/m2 olduğu zaman fısıltı işitilir. ( β = 10 dB)
* E= 10-7 w/m2 olduğu zaman normal konuşmadır. ( β = 50 dB)
* E= 1 w/m2 olduğu zaman kulakta acıma hissi olur. (β = 120 dB)
Örnek: 50 öğrenci bulunan bir sınıfta her bir öğrencinin gürültü seviyesi 60 dB ise sınıfın tümü konuştuğunda gürültü seviyesi ne olur?
Çözüm: Önce, her bir öğrencinin sesinin enerjisi hesaplanırsa;
β= 10.log(E/Eo) E=10^-6 W/m² – Tek öğrenci için,
60=10.log(E/10^-12) E=50.10^-6 W/m² – 50 öğrenci için,
6=log(E/10^-12) Buna göre 50 öğrencinin gürültüsü;
E=10^6 × 10^-12 β= 10. log50.10^6 = 76,9 dB
Ses Yalıtımı Hesabı
Ses dalgası bir yapı elemanı yüzeyine çarptığı zaman bir kısmı emilir, bir kısmı yansır ve diğer bir kısmı da malzemenin diğer yüzeyindeki havaya iletilir. İletilen sesin enerjisi girene göre daha az olacağı için sesin bir kısmı yapı elemanı tarafından söndürülmüş olur. Bir malzemenin ses söndürme sayısı, giren enerjisinin iletilen enerjiye oranı olarak tarif edilir ve bu enerjinin çok küçük sayılar oldukları için yine aynen sesin şiddetinde olduğu gibi desibel (dB) birimi ile ifade edilir. Buna göre söndürme sayısı;
D=10.log(Eg/Ei)
Eg =Yapı elemanına giren sesin enerjisi (W/m²)
Ei =Yapı elemanı tarafından iletilen sesin enerjisi (W/m²)
Söndürme sayısı yardımı ile bir yapı elemanının, örneğin bir duvarın giren sesi ne oranda azalttığı ve öbür yüzden çıkan sesin ne şiddette olacağı kolayca hesaplanabilir. Örneğin, aşağıdaki şekilde görülen duvarı ele alalım. Giren sesin enerjisini E1, çıkan sesin enerjisini E2 ile gösterelim. Bu ses enerjilerinin şiddetleri ise β1 ve β2 olsun.
β1= 10.log(E1/Eo) β2= 10.log(E2/Eo) D=10.log(E1/E2) β2=β1-D çıkan sesin şiddeti olur.
Gürültü Ölçümü İşlem Sırası
– Klima ve havalandırma sistemini çalıştırın ve en az 15 dakika çalışmasını temin edin.
– En yüksek şiddete sahip olan orijinal sesin kaynağını tespit edin.
– Uygun sesin şiddeti (dB) değerleri için standartları kontrol edin.
– Desibel metreyi kullanarak, kaynağından 8 metre uzaklıktaki sesi ölçün ve kaydedin.
– Bir caddenin ses seviyesini ölçün ve kaydedin.
– Bir sınıftaki ses seviyesini ölçün ve kaydedin.
Gürültüyü Etkileyen Faktörler
– Bir binada gürültüyü etkileyen faktörleri aşağıdaki gibi sıralayabiliriz.
– Binanın çevresindeki gürültü seviyesi
– Bina yapı elemanlarının ses yalıtım(söndürme) seviyesi
– Bina içindeki eşyaların yerleşme durumu (iç mimarisi)
– Binadaki mekanik tesisatların gürültü seviyeleri
– Binanın kullanım amacı
– Binada bulunan insanların sayısı
Gürültü Nasıl Azaltılır?
Bir bina içinde akustik yönden istenen sesin seviyelerinin muhafazası için önce bu sesin seviyelerinin bilinmesi gereklidir. Çeşitli uygulamalar için tavsiye edilen sesin seviyeleri aşağıdaki tabloda verilmiştir. Konutlarda bina dışına konan cihazların maksimum gürültü seviyesi 60 dB olarak tavsiye edilmektedir. Bina dışına konan cihazların seçiminde gürültü yönünden aşağıdaki hususlara dikkat edilmelidir.
– Cihazlar mümkün olduğu kadar şikayet gelecek yerlerden uzak mesafelere konulmalıdır.
– Cihazın yerleştirme konumu öyle seçilmelidir ki cihazda sesin en çok çıktığı kısım sesten şikayet gelebilecek yerlerin aksi tarafa yönelsin.
– Doğal ve yapay ses barikatları meydana getirilerek sesin zararlı olduğu yerlere gitmesi önlenmelidir.
– Cihazın kendi bünyesinde ses yutucu konmalıdır.
– Santral kısımlarına geçirilen kapılarda da sesin yalıtımı yapılması faydalı olur.
– Kompresör, kondenser, klima santralı ve soğutma kulesi mutlaka mantar plakalar konmalı ve titreşimle bina kolonlarına iletilmemelidir.
– Havalandırma ve klima kanallarında ses özellikle havanın akış yönüne göre daha etkili yapılır. Dolayısıyla üfleme fanlarının gürültüsü kanallar, üfleyici menfezler ve anemostatlar tarafından ortamlara iletilir. Bu gürültüleri azaltmak için besleme kanalına ve dirseklerine iç taraftan ses yutucu sentetik elyaf yalıtım malzemeleri konmalıdır.
– Büyük kapasiteli soğutma kompreslerinin hattına susturucu ve titreşim emici takılmalıdır.
– Klima santralleri ve havalandırma sistemlerinde iyi dengelenmiş kaliteli fanlar kullanılmalıdır.
Çeşitli Uygulamalar İçin Tavsiye Edilen Ses Seviyeleri
Kaynak: Havalandırma Sistemleri, Mehmet BİLGİLİ, Erdoğan ŞİMŞEK, Yusuf POLAT, Abdulkadir YAŞAR