MAK 4026 SES ve GÜRÜLTÜ KONTROLÜ 13. Hafta Gürültü Kontrolü- Aktif Kontrol, Durum Çalışmaları ve Örnekler

Gürültü Kontrolü Aktif Kontrol Pasif Kontrol Yapı-kaynaklı gürültü (SbN): Bir yapıdaki değişken kuvvetlerin oluşturduğu ve yapı yolu ile iletilen gürültü Hava kaynaklı gürültü (AbN):Akış yolu ile ortaya çıkan gürültü veya kaynağı önemini yitiren gürültü Aktif Kontrol (Genellikle düşük frekans uygulamalarında kullanılır) Kontrollü ters faz ses alanı ile yaratma Pasif Kontrol (Daha yüksek frekanslarda daha verimlidir, Yutucu malzemeler kullanılır) 1) Kaynağında kontrol 2) Kaynak-alıcı arasında kontrol 3) Alıcıda kontrol

Aktif kontrol Prensibi: Aktif kontrol, orijinal (birincil) gürültünün uygun fazda ve genlikte yaratılan ikincil bir gürültü vasıtasıyla azaltılmasına dayanır. Birincil gürültü İkincil gürültü Sonuç gürültü

Aktif kontrol Adaptif sistem ile aktif kontrol Birincil gürültü sinyali İkincil gürültü sinyali (referans sinyal) Dijital filtre Adaptif Algoritma

Gürültü Kontrolü Durum çalışmaları (Case Studies)

Durum Çalışması-1: Aktif kontrol Adaptif bir sistem ile gürültü kontrolü: Dikdörtgen bir ağaç kutu İkincil kaynak (hoparlör) Birincil kaynak (hoparlör) Hata mikrofonu Yükselteç Üreteç Kontrolör

İkincil hoparlör Hata mikrofonu Birincil hoparlör Genlikte azalma (dB) Frekans (Hz) Genlikte azalma (dB)

Durum Çalışması-2: Pasif kontrol Hücre ve boru kullanımı ile gürültü kontrolü:

Örnek-1 Fabrikada operatör sağlığı için gereken önlemler: Fabrikada yaş kağıt makinası bölümünde çalışan operatöre gelen gürültü dozunun azaltılması isteniyor. İlgili bölümde ölçülen gürültü seviyeleri şu şekildedir: EMİCİ VALSLER GAUÇ VALSİ KONTROL BÖLÜMÜ YAŞ KISIM

saat Dominant ses Gauç valsinden kaynaklanmaktadır. Operatörün bu bölümde harcadığı süreler: saat Standarda göre 8 saatlik çalışma süresine göre efektif saaatler:

Standarda göre 8 saatlik çalışma süresine göre efektif saaatler: Günlük gürültü dozu limiti: olduğundan tedbirler alınmalıdır.

Alınabilecek tedbirler: Gürültü kaynağı (Gauç valsi) bir hücre içine alınmalıdır. Operatör yalıtımlı bir oda içerisine alınarak, mesaisinin bir bölümünün burada geçirilmesi sağlanmalıdır. 1.tedbir makinanın fiziki durumu nedeni ile mümkün olmadığından ikinci tedbir seçilmiş, bu kapsamda şekilde de gösterilen kontrol odası inşa edilmiştir.

Yapıların Ses İletim Kaybı (TL) Hesabı 1. Adım: Tablodan yapı malzemesinin Yüzey Yoğunlukları (m) ve Plato Yükseklikleri belirlenir. 2. Adım: Yapı için istenilen frekans bandındaki ses iletim katsayıları kütle kanunu formülünden hesaplanır:

Eğer hesaplanan TL değeri Plato Yüksekliğinin üzerinde ise, Plato yüksekliğine hangi kritik frekansta ulaşıldığının hesaplanması gerekir: 3. Adım: Kritik frekans: Kritik frekansın hangi oktav bandı içerisinde yer aldığı belirlenir. ii) Bu oktav bant merkez frekansı dahil olmak üzere ardışık 3 merkez frekans boyunca aynı kalır, yani TL=PY olarak alınır. ii) Bir sonraki oktav bandında ise 6 dB artar ve yine ardışık üç oktav band boyunca aynı kalır yani TL=PY+6 dB olarak alınır. Oktav Bant Merkez Frekansları (Hz) 16 32 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 16000

Çok Katmanlı Yapılar için Ses İletim Kaybı Hesabı Eğer yapılar Birbirine değmeyecek şekilde (aralarında en az 30 cm) artarda yerleştirilmiş ise Toplam Ses İletim Kaybı: TLt= TLa+ TLb+ TLc W1 W’1 W’’1 W2 a b c b) Birbirine yapışık veya aralarında çok küçük boşluk varsa tüm sistem tek bir sistem olarak düşünülerek çözüm yapılmalıdır. Bu durumda, toplam yüzeysel yoğunluk: mt= (ma+mb+mc) Toplam Ses İletim Kaybı: TLt=20log(f*mt)-47 Not: Birleşik sistemin Plato yüksekliği olarak PY’si en yüksek olan malzemelerin PY’si seçilir. W1 W2 a b c

Çok Katmanlı Yapılar için Ses İletim Kaybı Hesabı c) Üstüste yerleştirildiyse Toplam Ses İletim Kaybı TLt= 10log (1/Tm) olacaktır. Tm= (T1S1+ T2S2+ T3S3)/(S1+S2+S3) Tm ortalama ses iletim katsayısı olup S1, S2, S3 yüzey alanlarıdır. W2 W1 a b c

Örnek-2 Örnek: Aşağıda malzeme ve kalınlıkları belirtilen yapıların 500 Hz oktav bandındaki ses iletim kayıplarını hesaplayınız. a) 1 cm kalınlığında çelik levha b) 1.5 cm kalınlığında beton c) 0.5 cm kalınlığında sıva Çözüm Malzemelerin yüzey yoğunlukları (m) ve plato yükseklikleri a) Çelik Levha : ma =1x78=78 kg/m2 PYa=40 dB Beton : mb =1.5x23=34.5kg/m2 PYb=38 dB Sıva : mc =0.5x17=8.5 kg/m2 PYc=30 dB

a) Çelik için 500 Hz merkez frekansa sahip banttaki ses iletim katsayısı TLa=20log(500*78)-47=44.82 dB > PY=40 dB Bu değer (TLa) plato yüksekliğinden büyük olduğu için, plato yüksekliğine hangi kritik frekansta ulaşıldığının hesaplanması gerekir: fc=(1/78)*10^((PY+47)/20)  fc= 287 Hz. Bu frekans 250 Hz oktav bandı içerisinde yer alır. TL (NRI) plato yüksekliği değeri 250, 500 ve 1000 Hz boyunca yani ardışık 3 oktav bandı boyunca aynı kalır Bir sonraki oktav bandı olan 2000 Hz de 6 dB artar. Yani 2000 Hz’de TL 46 dB değerine ulaşır. Burada 500 Hz için TLa=PY=40 dB değeri alınır. b) TLb=20log(500*34.5)-47=37.73 dB < PYb=38 dB c) TLc=20log(500*8.5)-47=25.56 dB < PYc=30 dB

Örnek-3 Örnek 2’de verilen bu yapılar 30 cm aralıklı yan yana Bitişik Üst üste yerleştirilirse ses iletim kayıpları ne olur? Çözüm a) TLt= TLa+ TLb+ TLc Bu durumda TLt=40+37.73+25.56= 103.29 dB b) m= (ma+mb+mc)= 121 kg/m2 TLt=20log(500*121)-47=48.6 dB bulunur. Bu değer yapıda bulunan en yüksek plato değerinden daha büyük olduğundan Örnek 1’de yapıldığı gibi işlemler tekrarlanır: fc=185 Hz. 125 Hz bandındadır. Ardışık üç frekansta plato yüksekliği değişmeyeceğinden 500 Hz’de TLt=40dB olarak alınır.

c) TLt= 10log (1/Tm) Tm= (T1S1+ T2S2+ T3S3)/(S1+S2+S3) Bu durumda T1=1/(10TL1/10)= 1/(1040/10)=10-4 T2=1/(10TL2/10)= 1/(1037.73/10)=10-3.8 T3=1/(10TL3/10)= 1/(1025.56/10)=10-2.6 (S1=5m2, S2=5m2, S3=5m2 olarak verilsin.) Tm=(10-4x5+ 10-3.8 x5+ 10-2.6 x5)/15= 0.0139 TLt= 10log (1/Tm)=10log(1/0.0139)=18.58 dB bulunur.

Yapıların Gürültü Azaltım (NR) Hesabı Duvarlar vasıtasıyla ses azaltımı (NR) TL değerlerinden şu şekilde hesaplanır: En genel halde Her iki alan da serbest ses alanı ise TR=NR c) Alıcı oda serbest alan ise (R2 sonsuza gider):

Örnek -4 Örnek 1’de verilen fabrika için 5 cm kalınlığında beton bir oda yapılması (Kontrol Bölümü) isteniyor. Operatörün bu odada belirli bir süre kalarak gürültü doz etkisinin azaltılması amaçlanıyor. Standarda uygunluk için bu odanın 15 dB’den büyük bir gürültü azaltımı yaratması hedeflenmektedir. Not: Burada STC yani frekans ortalama TL esas alarak NR hesaplanacaktır. Çözüm m =5x23=115 kg/m2 PY=38 dB Frekans (Hz) 125 250 500 1000 2000 4000 TL (dB) 36,15 42,17 48,19 54,21 60,23 66,26 Plato Yüksekliği (dB) 38,00 Düzeltilmiş TL (dB)  36,15 (38)  38 38   (38+6) = 44 44   44 STC (dB)  40.7 dB NR (dB)  21.5 dB Kritik Frekans: fc=(1/m)*10^((PY+47)/20) = 154.6 Hz, 125 Hz bandındadır.

Bu oda için Gürültü Azaltım değeri (NR); Betonun ortalama yutma katsayısı (NRC) 0.05 alınmıştır. Burada, odanın tamamı beton olduğundan yutucu yüzey tüm oda yüzeyi ile aynı olduğundan dır.

Bina inşa edildikten sonra yapılan incelemelerde, Operatör dışarı hatta sadece bazı ayarlamalar ve genel gözlem için kalmakta böylelikle mesaisinin 7.91 saatini ise (100-21.5)=78.5 dB’den düşük olan bu kontrol odasında harcamıştır. Kalan 12.658-7.91=4.748 saat ise aynı oranda mevcut gürültüye maruz kalmıştır. Bu durumda belirtilen gürültülere aynı oranda maruz kalındığından kalan süreyi eşit oranda paylaştıralım:

Bu değerler sekiz saatlik efektif mesai saatine göre yeniden düzenlenirse Yeni durumdaki doz miktarı: tedbir amacına ulaşmış olmaktadır.